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機械社區

標題: 熱脹冷縮，是向外徑方向漲還是內徑方向漲？ [打印本頁]
作者: 訛誤佛一    時間: 2012-2-27 10:40
標題: 熱脹冷縮，是向外徑方向漲還是內徑方向漲？
如圖這個套類零件徑向尺寸非常大，無法整體加熱，現在加熱區域為紅線以內（紅線到內徑的尺寸遠遠小于紅線到外徑的尺寸）！
& p- T, P" C$ m: _2 R0 g$ e0 r熱脹冷縮這個是肯定的，不知道是向外徑方向漲還是內徑方向漲！通俗點講就是內孔是變大還是變小？0 X  j" g9 {# K0 z) G+ S9 L
求解！~[attach]241501[/attach]8 x0 `/ {5 `' f3 b  R4 y  \
作者: liuzigang    時間: 2012-2-27 11:05
我覺得壁厚的話，應該是內漲，即內孔的直徑變小，大家覺得呢?
作者: 互通有無    時間: 2012-2-27 11:08
應該是內孔直徑變小；加熱時整體膨脹，但外側膨脹小，內側膨脹大，所以小圈膨脹受限，只能向內收縮。僅僅定性分析，供參考。
作者: 蘭州海默    時間: 2012-2-27 12:23
我覺得也是內孔變小..........
作者: 憤怒的小鳥    時間: 2012-2-27 12:34
哈哈，你們物理沒學好。是內外圈都變大！要不怎么有熱套存在
作者: 雁南飛00    時間: 2012-2-27 12:38
內徑變小，外徑變大，整體膨脹！！！！
作者: qucong    時間: 2012-2-27 13:50
到最后還沒有一個定論啊！高級大神趕緊出來掃盲啊~~
作者: hys-hdjs    時間: 2012-2-27 16:26
孔肯定是變小，軸變大。
作者: hccad    時間: 2012-2-27 17:06
內孔不變 ，外徑變大， 我見得多了，不信你自己試試
作者: mixin0756    時間: 2012-2-27 17:11
內孔、外徑同時增大。
作者: liuping_1966    時間: 2012-2-27 17:29
你可以把內徑想象為一個圓盤，加熱后，你說是變大還是變小呢？？？不用我給出答案了吧！！！！！
作者: 重慶打雜工    時間: 2012-2-27 18:23
向外漲不了，向哪漲好呢
作者: 1974384439    時間: 2012-2-27 18:40
      實體在膨脹，是雙向的。外徑變大；內徑變小。      
作者: cdhjpm    時間: 2012-2-27 18:40
整體徑向膨脹。。要看你加熱的溫度是好多。溫度底的話內孔幾乎沒多少變化。
作者: lbl618    時間: 2012-2-27 19:00
內徑變小，外徑變大，
! H% Z, e$ T' P, ^弄坨面包，油炸一下，就看出來了
作者: 訛誤佛一    時間: 2012-2-27 19:54
我感覺如果整體加熱，應該內外徑都同時變大！例如：過盈裝配的熱套！~
- R" A  m6 C  }如果是圖片的方式加熱，應該內徑縮小！~例如：夏天水泥馬路受熱中間起鼓，兩頭漲不出來，只能向中間漲！
! B0 U* Z, u* v9 e不知是否正確？
作者: xixihaha568    時間: 2012-2-27 20:17
內外都變大   這點可以確定    有些用到熱套  過盈配合的  不然怎么放進去呢
作者: 773890148    時間: 2012-2-27 20:33
內孔變大，不是太明顯
作者: nedlovell    時間: 2012-2-27 20:44
內孔變大，這個實驗我自己做過
作者: 精彩再握    時間: 2012-2-27 20:52
這樣加熱內孔直徑變小。整體加熱的話內孔直徑變大
作者: ofafao    時間: 2012-2-27 20:53
     支持樓上面的那位，對于鋼鐵件應該是加熱都變大，冷卻都變小。這種情況在機械零部件裝配的時候經常遇到，火焰加熱裝軸套；液氮冷卻裝尼龍銷等。不相信自己可以用簡單的假設極限法做實驗。這個是固有特性，永遠是不變的。
作者: itwotwo    時間: 2012-2-27 20:54
應該跟結構有關，樓主這個結構應該孔變大。
作者: 張鼎    時間: 2012-2-27 21:02
當然都往外變大。熱套啊。
作者: makino    時間: 2012-2-27 21:46
使用過熱膨脹式刀柄嗎。加熱——裝夾刀具——冷卻刀具緊緊固定。簡單的列子。想想
作者: tow22    時間: 2012-2-27 22:18
應該內徑變小。外徑不變。
作者: 容桂    時間: 2012-2-27 22:33
內孔增大，相信我，我們有個產品正好用到這方面的原理。{:soso_e129:}
作者: 憤怒的小鳥    時間: 2012-2-28 07:59
都跟你們說半天，內外都變大。我們這天天熱套輪對，輪餅加溫到250度，車軸就可以放進去了。就像炸面窩嘿嘿
作者: 桂花暗香    時間: 2012-2-28 08:06
這個究竟怎么變，我也不知道，就這個唯一答案的問題，我希望社區給出一個唯一的正確答案，包括理論分析，軟件模擬（ansys，PROE,SW)' l7 c5 O, _3 `6 z( o' p3 r+ D
社區的大佬們該出馬了。
作者: 螺紋愛好者    時間: 2012-2-28 08:07
內外徑同時增大。微積分算。# e* n2 @. f6 Q8 h$ z
作者: 木然    時間: 2012-2-28 08:27
本帖最后由 木然 于 2012-2-28 08:30 編輯 & F$ r4 q9 g5 e& x
( w) T2 H) l0 U2 W0 \
我們這經常熱裝套，再厚的內孔也能把它漲大。長度方向也會漲的。
作者: 26124959    時間: 2012-2-28 08:34
我想對于薄壁套或零件來說是內外圈整體變大，但對于厚壁件且是局部加熱，應該是內孔變小。
作者: 349673944    時間: 2012-2-28 09:14
說的都不一樣，要請高人咯    嘿嘿
作者: 四少爺    時間: 2012-2-28 10:08
向曲率半徑大的方向膨脹，也就是向外方向膨脹。
作者: 權~    時間: 2012-2-28 10:58
內孔變小，形狀決定的。
作者: 倒角圓角分不清    時間: 2012-2-28 11:15
是這樣，我覺得，只是覺得啊，應該是在加熱開始，內圈直徑減小，因為工件加熱半徑到內外圓半徑之差較大。但隨著時間推移，工件整體受熱后，內外圓變為一起增大。, I1 {& l0 H" l. |
一點拙見，僅供參考。
作者: oversky    時間: 2012-2-28 11:19
照熱套刀柄來說內孔、外徑同時增大。但是這個零件太厚，加熱不均勻，最好做個試驗來確定。
作者: 94371734    時間: 2012-2-28 12:45
本帖最后由 94371734 于 2012-2-28 14:50 編輯
9 @, i. E4 U1 c  B; T4 v5 k$ i
: a8 a8 p, s, \4 p- ~2 a+ V( m4 [本來我以為這個也會像材料折彎時存在中性面一樣，存在一個中性圓不變化，然后里面的向里面漲，外面的向外面漲。, }1 R) {" Z5 [6 D" M6 ^8 t: ]9 I& ~. z
不過進行了一下有限元分析發現結果和我想的不一致，外徑變大了但內徑并未收縮。. D8 p' W# q4 L0 y, @# X
分析參數是內徑10,外徑80,加熱半徑20，穩態分析。
8 f2 L; r1 a, L+ m* d. N+ w4 z) y" r: U& Q9 t! K
現在不清楚的是內徑是先變化了（變小或者變大）后又恢復了原來的狀態還是自始至終一直未變，回頭有時間試一下瞬態分析。6 l4 F( ~: S+ O% v; [
: H0 u/ f5 s/ a5 y: _

4 V5 K' Q( L' [- o+ E3 G; F8 _補充：我問了我的技術BOSS，他說他以前加工內徑280外徑300的銅套時是內外徑都變大，情況不一樣，跟我的分析也不一致，我查下原因。而且現在我也懵了，求理論支持。
& ^5 M9 k/ P. e0 w: |  G5 z
作者: 小鼠大膽    時間: 2012-2-28 13:05
九樓的朋友說的對，熱漲是往外擴張，因為按力學來分析，內圓孔很難被擠壓變小，而外形呢！往往會脹大。我們常見的拱橋，圓弧橋底，能承受很大的向心壓力。
作者: 我這一輩子    時間: 2012-2-28 13:35
它是局部加熱，我覺得開始外徑不變，隨著整個零件的溫度遞增，外徑會變大，內徑也會變大！
作者: wangtieshan    時間: 2012-2-28 13:58
局部加熱，個人覺得只要相對原來的溫度升高了，那么就加大了，局部加熱過程中，內孔先是縮小，隨著時間，熱傳遞孔部溫度只要是升高那么就加大。
作者: qqzhubo1002    時間: 2012-2-28 14:45
保守的分析，內孔應該會變小...
作者: 老畢sz    時間: 2012-2-28 15:38
內圓外圓均變大！熱裝過的。
作者: back_kom    時間: 2012-2-28 15:40
同步放大。。。您的帖子長度不符合要求。 當前長度: 14 字節系統限制: 20 到 20000 字節2 |: @. R) [& p) ]! R
作者: 東岳文化    時間: 2012-2-28 15:41
內孔與外徑都會變大，但是內外徑變大的尺寸會不一樣。
作者: 老畢sz    時間: 2012-2-28 15:43
我們在齒輪（重型機械）裝配的過程中，齒輪內圈都是在炭火上加熱后，用行車吊裝軸。200左右的孔徑在加熱過后尺寸可以變大3、5十絲，膨脹是很厲害的。本身孔軸配合都是按基軸制的過盈配合，不加熱齒輪，不可能裝配。
作者: shunyingtek    時間: 2012-2-28 15:52
哪位權威出來，給個答案啊
1 m5 r3 J8 r1 [! _: H
作者: frazil    時間: 2012-2-28 16:05
可以具體計算一下
7 w. I1 ^& g8 [$ |# @# G2 o8 D把空心圓柱拆開考慮1 u3 R& T/ A. R4 s. W0 P
有兩個傾向, c. }0 |  q9 j6 s
徑向的膨脹使內徑變小& M: X6 ]& Y: X! l
圓周的使內徑變大6 M6 a* B, ]* U( \% D
考慮尺寸就可以了
( G4 m0 Y. s% k7 O1 z
作者: 落料沖孔復合模    時間: 2012-2-28 16:48
是內孔變小、外徑增大嗎？對于材料不太明白呢
作者: 迷茫的心    時間: 2012-2-28 17:52
如果按照你的圖上的比例由于非加熱區域比較大孔變小，你可以把紅線以內進行局部冷卻擴大內孔。
作者: 非常    時間: 2012-2-28 18:43
這個應該是內孔變小，只有薄壁的才有可能內孔變大。
作者: zuozuo2013    時間: 2012-2-28 19:10
覺得應該是開始變小，然后又恢復到原來的大小。主要看加熱的時間吧。
作者: 小伙    時間: 2012-2-28 19:43
個人認為內外徑都增大   
作者: 【洲際子彈】    時間: 2012-2-28 20:15
個人認為，與加熱的速度有關，如果速度快，應該是內孔先變小，之后整體變大。# y/ U' i' G7 X8 J- W' c$ r! I
如果慢的話，內外都變大。
作者: 薄云天    時間: 2012-2-28 21:39
應該是都變大，比如軸承的熱裝就是用這樣的原理啊。
作者: 清風慕竹    時間: 2012-2-28 21:47
倒角圓角分不清 發表于 2012-2-28 11:15
2 N& d  D$ [) h; V: I8 e是這樣，我覺得，只是覺得啊，應該是在加熱開始，內圈直徑減小，因為工件加熱半徑到內外圓半徑之差較大。但 ...

0 U; y1 g! g3 z; f6 l) U' f# v我也比較傾向于這種說法，還請高人不吝賜教
作者: 枯藤    時間: 2012-2-28 21:58
最簡單的方法，在CAD里畫兩個同心圓，然后放大1%，內孔是大了還是小了？肯定是變大的。在均勻溫度場內的物體熱脹冷縮也是均勻的
作者: 務必增元    時間: 2012-2-28 22:11
我什么不懂得就問我，哈哈3 }' S3 n2 A, l( ~* Q; _, O( s
作者: ukoo4    時間: 2012-2-28 23:44
本帖最后由 ukoo4 于 2012-2-29 00:20 編輯
8 y" `) b, R, Y8 k
' F/ m6 G* ?! H看不下去了.不管在哪加熱,最終整個工件的溫度是不是基本一致?線應變=膨脹系數*溫度變化量.所以在工件徑向最終線應變基本一致,也就基本不存在內應力,何來受擠受拉?所以是一同變大的~根據常識也知道,只有受熱不均才會導致工件前期的變形,等溫度一致了,就會穩定了. 補充.由于加熱時間可能短至無法使工件溫度場均勻分布.所以這就要看工件的具體溫度場了，為分析問題方便,簡化模型,設內圈溫度為t1,外圈溫度為t2.膨脹系數為a.彈性模量為E.不管如何,加熱處內外圈應變是始終一致的(不然就是異次元了，呵呵),設其為e.又設t1>t2,最后,內圈周向應力為E*(a*t1-e)--受壓,外圈周向應力為E*(e-a*t2),最后比較這兩個力,哪個小就朝哪邊變形,相等的話就維持原狀.這是理論過程,一切還是實驗為準
作者: 94371734    時間: 2012-2-29 10:59
最終結果是膨脹的，我二了，分析結果取成了結構單元。
作者: gl198410    時間: 2012-2-29 12:52
由于紅線到內徑的尺寸遠遠小于紅線到外徑的尺寸，而且知識在紅線區域內加熱，我覺得應該是孔變小，軸不變。
作者: jsyc215    時間: 2012-2-29 13:40
贊同10#意見，應該是這樣
作者: 夏輝夏    時間: 2012-2-29 14:31
怎么好像沒結論呀，找東西做個試驗唄。
作者: huiwenwhw    時間: 2012-2-29 15:41
想想安裝過盈軸承利用熱脹，內孔應該會擴大的
作者: 憨笑面世人    時間: 2012-2-29 15:44
我這一輩子 發表于 2012-2-28 13:35 $ Y: W" B* r7 B! u5 w7 v
它是局部加熱，我覺得開始外徑不變，隨著整個零件的溫度遞增，外徑會變大，內徑也會變大！
  A* I% Z9 f* C8 ~) i
這個說法，我完全同意
, y9 P( m' t5 q1 D/ z* e- v: c: A2 h+ @
作者: mdl1952    時間: 2012-2-29 15:52
外漲受阻，就只有內縮了。估計是這樣。
作者: 包工頭    時間: 2012-2-29 18:25
如果是環形零件整體加熱，內徑外徑都變大！可以軟件模擬，也可以做試驗看看！
作者: 張華建    時間: 2012-2-29 19:21
內孔、外徑同時增大。
作者: choeyee    時間: 2012-2-29 20:07
自由膨脹下是內孔變大。紅套就是用的這個原理。但加熱不均勻會導致膨脹不均，產生內應力
作者: 天邊的一片云    時間: 2012-2-29 20:08
我覺得是內孔變小  外徑變大
作者: oscar30000    時間: 2012-2-29 21:02
誰能從理論上解決問題啊。
作者: tangshuiping123    時間: 2012-2-29 22:40
看了半天,都沒準確結論,這兩天找個機會做個試驗{:soso__13886823254705650107_1:}
作者: 穆怡然    時間: 2012-2-29 23:20
mixin0756 發表于 2012-2-27 17:11
# |# [, R' x8 L內孔、外徑同時增大。
, S4 e6 X9 A, H6 a8 \; H3 F
我覺得也是內孔和外徑都會變大
作者: 北門吹水    時間: 2012-3-1 11:23
加熱后內徑應該變大，但由于紅線外溫度相對低，向外膨脹受約束，會向兩端脹
作者: nwpu981439    時間: 2012-3-1 16:54
這個問題好                       值得討論，
作者: hpzjph    時間: 2012-3-1 17:13
局部加熱內圈一小部分，外圈大部分不加熱。應該是會產生較大的內應力。9 n: D( R" F* q+ C. v& u
內圈受外圈限制應該承受壓應力，外圈受內圈膨脹作用應該是受拉應力。
  a4 }8 d4 d$ E/ ]7 G總之，我認為內圈會脹大，但是脹大的數值會比較微小。
作者: liuping_1966    時間: 2012-3-1 17:59
liuping_1966 發表于 2012-2-27 17:29
6 O/ a1 x/ x# F你可以把內徑想象為一個圓盤，加熱后，你說是變大還是變小呢？？？不用我給出答案了吧！！！！！

) Z* v3 W" ^: t2 H- i8 H5 ^5 i在說一遍試試。這個是物理上面學熱脹冷縮時候的典型例題。老師應該給大家講過的，怎么忘的這么快啊。這個題迷惑人的地方在外面不加熱而內部加熱。先這樣考慮，誰被加熱就考慮誰。你不是內部加熱嗎？好。現在就說內部的問題。內孔想象為一個被加熱的部件，這個內孔部件外圓就是被加熱的后的內孔。內孔部件外圓被加熱后顯然是變大的，也就是說整個工件的內孔是變大的。這個題就是考的內孔是變大還是變小。沒有考整個工件的外圓是變大還是變小。大家再回頭看看題。答案應該是這樣的：向外徑方向漲！！！！！！！！
作者: 成形極限    時間: 2012-3-1 18:31
這個是由內外徑比決定的。就你這個圖，是內徑變小
作者: 霹靂神鉆    時間: 2012-3-1 18:33
內外徑同時增大。紙機上的大型輥子大部分都是用這種方法裝配，國外也有靠冷卻軸的。
作者: sunnylaiy    時間: 2012-3-1 22:03
這個都有可能，跟材料和處理方式相關。
作者: chinaspring    時間: 2012-3-2 10:18
我覺得應該和加熱半徑（或者說材料的受熱點），材料的壁厚，還有材料徑向的溫度梯度變化趨勢有關
作者: lingdu    時間: 2012-3-2 11:09
這個內外都變大，我們裝日期章就是這樣的
作者: ty104    時間: 2012-3-2 11:31
我的工作經驗告訴我，和壁厚有關系：薄壁件應該是內外徑都漲，但如果壁厚到一定程度，比如外徑100mm的圓柱中心位置有個10mm的孔，這個孔加熱下尺寸是變小的。我們熱處理后部件測量過。  X( y1 B5 [" y) @% w
至于理論上贊同58樓uk004的意見.
作者: cyzy6388    時間: 2012-3-2 12:19
mixin0756 發表于 2012-2-27 17:11 # S9 ^  H: e5 {; ~6 z
內孔、外徑同時增大。
+ [1 u& e7 A8 O; ?  S0 a
我同意。因為平時我們要在一個軸上緊配一個套都是加熱套后再套上軸的。
作者: 極速HZ    時間: 2012-3-2 12:25
這么厚的沒什么變化的，變化很小。
作者: 機床牙齒    時間: 2012-3-2 13:05
大規格重量大的零件上不大的孔局部加熱時隨著溫度的提高孔的尺寸會縮小。《機械設計手冊》關于“在高溫或低溫工作條件下裝配間隙的計算”中介紹計算公式時對正負號的確定有說明。
作者: hds19810306    時間: 2012-3-2 13:08
內徑變大，但按你圖上的加熱方式不均勻。尺寸變大的同時有可能會出現變形。
作者: 鋼鐵機械    時間: 2012-3-2 20:33
你的套是整體的吧，如果是紅線的地方里面是套加熱一定會向內漲及孔徑縮小，整體的加熱時熱量會都傳遞里面會多一些外邊少一些外邊也漲但不會很明顯，里面會漲明顯一些，
作者: 昨天還是帥男    時間: 2012-3-2 20:52
不論外徑多大  內控都是增大
作者: bigboy52    時間: 2012-3-3 13:29
可以 不變的啊  什么材料
作者: sfish    時間: 2012-3-3 19:38
孔變小，外徑不變； 這個的原理和薄壁套不一樣
作者: zzx211402    時間: 2012-3-4 13:31
我們可以做一個思想實驗,假設這個圓套是用長方體滾彎形成的,那么在這個長方體整體加熱后,再把它給彎成圓套.這樣形成的圓套與不加熱直接成型的圓套做一個比較就比較容易理解趨勢了吧
作者: lbz62    時間: 2012-3-4 15:36
我是更傾向于內外徑都變大的情況，感覺啊呵呵，受熱后分子間距離變大，活動更活躍，會向低溫方向傳遞，即使外圈溫度較低，變化不會有內圈明顯；還有做實驗會不會說內孔的圓柱度變差，會導致部分量的時候變小，單實際還是變大的，學習中……
作者: 36067106    時間: 2012-3-4 19:54
內外孔同時變大哈，你看軸承的配合就曉得了
作者: leftwall    時間: 2012-3-5 10:21
熱裝是不是說明孔應該放大？
作者: gzh80    時間: 2012-3-5 15:55
當然肉孔變小,外徑變大。假如是直徑1000米的套，取其中一段可以近似看成一個平板，你說平板受熱會只能一面漲尺一面縮嗎？還有就是一般的套和軸需要過盈裝配的，采用深冷裝配，過盈量就很小或變成間隙配合(受冷軸變小，孔變大;反過來受熱軸變大，孔變小)，就很好裝了。
作者: 博瑞機械    時間: 2012-3-5 16:18
加熱時內孔變大。。。。。。。
作者: gzh80    時間: 2012-3-5 16:25
更正一下，加熱內孔確實變大，我想起來了，去年我做過鑲嵌的套，過盈的，當時確實是加熱了變大鑲上的。這個東西靠想確實想不通。
作者: 考拉叔    時間: 2012-3-5 16:41
內孔變大的。。我們公司的產品部分是熱裝的。。過盈量大，內孔加熱后能放的進去。。。事實就這樣！
作者: 訛誤佛一    時間: 2012-3-22 16:11
{:soso_e113:}有一準的么？2 q! z5 l! o& |* f7 P" k
作者: gaogaoyu    時間: 2012-3-22 18:08
訛誤佛一 發表于 2012-3-22 16:11
7 P% X) A1 o4 K) g) e3 l5 d9 M, y有一準的么？
" {3 I$ f6 @  ^* M" n" m2 S
! `4 o; p9 Y' c" K  |% x* b
根據加熱情況定    就樓主描述的 外徑不變 內孔變小
1 J$ _+ Y" `: A& L: g我們鏜床加工孔大就是內圈加熱補救的4 \4 Q- N8 ?6 P




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