CN104858548A - 一种流体喷射器的装配设备及装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公布了一种流体喷射器的装配设备，包括机架，设置在机架下方的升降机构、设置在所述升降机构上方的夹持旋转机构、设置在所述夹持旋转机构上方的位移传感器、位移控制器、以及设置在夹持旋转机构一侧的焊接设备。一种流体喷射器装配方法，首先将阀套具有喷射口的另一端压入到固定铁芯的顶端外圆周部，焊接固定，再通过位移传感器和位移控制器调节可动部件升程，并将阀座焊接固定，最后安装其他部件。本发明明显提高了喷射器可动部件升程调节的精确性和可动部件的升程的一致性，保证了喷射器流量计量的精确性和喷射器的响应性，大大提高了装配效率和质量。同时可放宽衔铁与密封部分同心度误差容许范围，降低了零部件的加工和装配难度。

Description

一种流体喷射器的装配设备及装配方法

技术领域

本发明涉及一种流体喷射器的装配设备及装配方法，用于装配可动部件在阀套内，并要求其升程须精确控制和一致性要求的此类流体喷射器，尤其涉及电磁驱动的流体计量阀。

背景技术

流体喷射器的装配方法直接影响喷射器的装配质量。例如燃料喷射器、还原剂喷射计量阀等，关键是装配喷射器内的可动部件，使其升程满足设计的精度和批量装配的一致性，对于保证喷射器的流量性能至关重要。升程过大、过小不仅会影响喷射器流量的计量精度，而且会影响喷射器的响应性。

CN200710002366.2中所描述的电磁阀式喷射器所采用的装配方法是：首先将固定铁芯固定于在前端具有燃料喷射口的金属材料制筒装容器的后端部内周之后，之后将可动部件通过固定铁芯的贯通孔而进行安装，最后通过按压所述可动部件的后端部的弹簧和调整部件。在固定可动部件、弹簧及调整部件之前，需调节可动部件的升程，其方法是：通过夹具推压从固定铁芯的贯通孔插入的可动部件的头部，确认阀体与阀座接触，并测定其位置，预先测定可动铁芯的上端位置，求出可动铁芯的上端位置和固定铁芯的头部上端位置之间的尺寸差。在柱塞头部下端和可动铁芯上端面的接触部之间安装预先准备的调整垫圈（垫片），使差值达到预先设定的值，然后重新组装柱塞。或者，预先准备不同长度的多个柱塞，选择上述尺寸差在容许值范围内的柱塞而重新组装。

此种安装方法中调节可动部件升程的方法，主要是通过预先准备的调整垫圈（垫片）或不同长度的多个柱塞，手动调节升程，且可动部件的升程调节到设计值时，不能保持可动部件的位置，而是需要重新装配可动部件，从而造成最终可动部件装配完成后形成的升程与升程的调节值不一致，容易造成升程过大或过小，从而影响喷射器流量的计量精度和喷射器的响应性，最终影响喷射器的性能。同时，可动部件的导向精度受限于固定铁芯的贯通孔，不能对装入后的可动部件进行调整，因此需严格控制阀体与柱塞的同心度。

此种装配方法，对衔铁与阀体的同心度要求较严，这是因为此方法是将可动部件导向部件都装入壳体后，再装入可动部件。CN200710002366.2中是将导向部件、柱塞导向件都装入金属材料制筒状容器，并将可动铁芯、固定铁芯都安装好后，再将可动部件插通贯通孔进行装配，在插通的过程中，可动部件需要穿过对可动部件与导向孔配合间隙要求较高的柱塞导向件的导向孔和导向部件的导向孔，故对衔铁与阀体的同心度要求较严，若同心度稍有偏差，则会造成可动部件装不进去的情况。因此，此种装配方法需要保证较高精度的可动部件，加工难度较大。

此种装配方法，调节可动部件的行程操作较为繁琐且行程误差较大，容易造成可动部件的行程过大、过小，从而影响喷射器流量的计量精度和喷射器的响应性，最终影响喷射器的性能。

发明内容

本发明目的在于针对现有流体喷射器装配的缺陷，提供一种流体喷射器装配设备和装配方法，保证装配过程中可动部件的升程在设计范围内，保证升程装配的一致性，提高了喷射器流量计量的精确性和响应性。并且在一定程度上降低了零部件的加工、装配难度。

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案：

一种流体喷射器装配设备，其特征在于：所述设备包括机架，设置在机架下方的升降机构、设置在所述升降机构上方的夹持旋转机构、设置在所述夹持旋转机构上方的位移传感器、位移控制器、以及设置在夹持旋转机构一侧的焊接设备；

所述升降机构上具有顶杆座和顶杆，所述顶杆设置在顶杆座上，用于套插入流体喷射器的固定铁芯进液端中心贯穿孔；所述升降机构带动顶杆座和顶杆一同垂直升降；

所述夹持旋转机构用于夹持定位流体喷射器的固定铁芯，并带动其旋转；

所述位移传感器用于检测流体喷射器可动部件的位移量；

所述位移控制器用于根据位移传感器的检测值控制升降平台的升降距离；

所述焊接设备用于焊接流体喷射器的固定部件。

其进一步特征在于：所述升降机构包括升降电机、锥形滑块和升降位移平台；所述升降电机驱动锥形滑块水平移动，所述升降位移平台底部设置有传动轮，所述传动轮与锥形滑块的斜面相接触，将锥形滑块的水平位移转化为升降位移平台的垂直位移；

所述夹持旋转机构包括旋转电机、旋转卡盘、传动块、弹性筒夹安装座、弹性筒夹；所述旋转电机通过传动块带动旋转卡盘转动；所述弹性筒夹安装在弹性筒夹安装座内，设置于旋转卡盘上，用于夹持定位流体喷射器的固定铁芯。

进一步的：所述旋转卡盘的旋转中心与固定在升降位移平台上的顶杆同轴。

优选的：所述升降电机和旋转电机为步进电机。

所述位移控制器具有设定位移比较功能，用于控制升降机构达到设定升程量即刻停止上升并保持停止位置不变。

所述位移传感器为激光位移传感器。

一种采用上述流体喷射器装配设备的流体喷射器装配方法，所述流体喷射器包括固定铁芯、可动部件、阀套、阀座、弹簧、弹性圆柱销、过滤器；其特征在于包括下述步骤：

首先，将固定铁芯的进液端向下竖直倒置，将固定于升降位移平台上的顶杆插入固定铁芯的进液端中心贯穿孔，并锁紧固定铁芯在旋转卡盘上，接着使可动部件置于阀套内，再将阀套具有喷射口的另一端压入到固定铁芯的顶端外圆周部的台阶面，焊接固定；以上固定铁芯的锁紧也可采用过渡套的方式，间接固定在旋转卡盘上。

然后从阀套的喷射口端装入阀座，分别使可动部件的衔铁端面与固定铁芯的顶面贴合，可动部件的密封部分与阀座的密封面贴合，此时将阀座顶面位置设置为位移传感器的零点位置，将可动部件的设定升程量设置为位移控制器的控制比较值，由位移控制器驱动升降位移平台使顶杆经过预行程再推动可动部件上升达到设定升程量后，即刻停止上升并保持该停止位置不变，此时将阀座焊接固定，完成可动部件升程量的调节。避免了由手动操作、无反馈的开环控制而造成升程调节不准的问题，同时当可动部件升程等于设定值时，即刻保持可动部件的位置，一次性焊接完成，而不需要像现有技术方案中所述方法那样重新装配而降低装配效率，并有效避免了最终可动部件装配完成后造成升程的设定值与升程的调节值不一致的问题。

最后，从安装卡盘上取出流体喷射器，使流体喷射器的进液端竖直向上，从进液端将弹簧、弹性圆柱销和过滤器顺次压入到固定铁芯内孔的装配位置。

进一步的：所述的升降电机驱动升降位移平台的行程大于位移传感器零点设置时可动部件下端面与顶杆顶面之间的距离以及可动部件的设定升程量之和。

本发明通过此种装配方法和装配设备，明显提高了喷射器可动部件升程调节的精确性和可动部件的升程的一致性，保证了喷射器流量计量的精确性和喷射器的响应性，大大提高了装配效率和质量。同时可放宽衔铁与密封部分同心度误差容许范围，降低了零部件的加工和装配难度。

附图说明

图1为本发明喷射器及装配设备的正剖面示意图。

图2为本发明中装配设备示意图。

图3为本发明中固定铁芯锁紧在安装卡盘上的安装示意图。

图4为本发明中可动部件、阀座安装一种实施方式示意简图。

图5为本发明中可动部件升程调节意简图。

图6为本发明中焊接示意简图。

图7为本发明中弹簧等部件装配示意简图。

图标说明：

1-喷射器；2-固定铁芯；3-可动部件；4-阀套；5-阀座；6-弹簧；7-弹性圆柱销；8-过滤器；9-装配设备；10-锁紧螺帽；11-弹性筒夹；12-弹性筒夹安装座；13-顶杆；14-顶杆座；15-升降电机；16-底座；17-锥形滑块；18-传动轮；19-升降位移平台；20-支撑板；21-旋转卡盘；22-传动块；23-安装板；24-旋转电机；25-位移传感器；26-焊接头；27-位移控制器；28-校准套筒。

具体实施方式

如图1、4、5、6、7所示的流体喷射器的包括具有固定铁芯2、可动部件3、阀套4、阀座5、弹簧6、弹性圆柱销7、过滤器8等部件。

如图1、2、3、5、6所示装配设备（9），包括顶杆13、顶杆座14、升降电机15、升降位移平台19、旋转电机24、位移传感器25、位移控制器27等，所述的升降电机15驱动升降位移平台19的行程要大于位移传感器25零点设置时可动部件3下端面与顶杆13顶面之间的距离以及可动部件3的设定升程量之和。

所述的顶杆13，在位移传感器25零点位置设置之前，其顶面位置低于可动部件3的下端面。

所述的装配设备9的旋转卡盘21的旋转中心与固定在升降位移平台19上的顶杆13同轴。

所述的装配设备9的旋转卡盘21具有锁紧装置，用于限制固定铁芯2在竖直方向的自由度。

所述的装配设备9的位移控制器27具有设定位移比较功能，用于控制升降位移平台19达到设定升程量即刻停止上升并保持停止位置不变。

按照一种有利的方式，所述的位移传感器25，用于满足微小升程的测量，优选激光位移传感器。

按照一种有利的方式，所述的装配设备9的升降位移平台19由升降电机15驱动，优选步进电机。

按照一种有利的方式，所述的装配设备9的旋转卡盘21由旋转电机24通过传动块22驱动，所述传动块22优选齿轮传动机构，旋转电机24优选步进电机。

所述的固定铁芯2与阀套4通过旋转卡盘21旋转带动，并采用焊接固定。

按照一种有利的结构，所述阀座5与阀套4的配合方式是间隙配合，放宽了可动部件（3）上衔铁与密封部分同心度的误差容许范围。

其装配方法如下：首先，将固定铁芯2的进液端2-1竖直倒置，将置于升降位移平台19上的顶杆13）插入固定铁芯2的贯穿孔，并锁紧固定在安装卡盘上，接着使可动部件3置于阀套4内，再将阀套4具有喷射口的另一端压入到固定铁芯2的顶端外圆周部，焊接固定。

然后从阀套4的喷射口端装入阀座5，分别使可动部件3的衔铁端面与固定铁芯2的顶面贴合，可动部件3的密封部分与阀座5的密封面贴合，将此时阀座5顶面位置设置为位移传感器24的零点位置，将可动部件3的升程量设置为位移控制器27的控制比较值，由位移控制器27驱动升降位移平台19使顶杆13经过预行程后再推动可动部件3上升达到设定升程量，即刻停止上升并保持该停止位置不变，此时将阀座5与阀套4焊接固定，完成可动部件3升程量的调节。

最后，从旋转卡盘21上取出喷射器，使喷射器的进液端竖直向上，从进液端2-1将弹簧6、弹性圆柱销7和过滤器8顺次压入到固定铁芯2内孔的装配位置。

如图4所示是使可动部件3置于阀套4内的一种实施方式，其中可动部件3亦可从阀套4具有喷射口的另一端置于阀套4内。

如图7所示是从进液端2-1将弹簧6、弹性圆柱销7和过滤器8顺次压入到固定铁芯2内孔的装配位置的一种实施方式，其亦可通过其他方式实现。

按照一种有利的结构，所述可动部件3、阀座5都安装在阀套4同一贯穿孔中，减小了衔铁与阀座5同心度误差的累积，提高了可动部件3的导向精度。

所述可动部件3的升程通过装配设备9来调节。

升程调节的一种实施方法是：首先，从阀套4的喷射口端装入阀座5，分别使可动部件3的衔铁端面与固定铁芯2的顶面贴合，可动部件3的密封部分与阀座5的密封面贴合，将此时阀座5顶面位置设置为位移传感器25的零点位置，将可动部件3的升程量设置为位移控制器27的控制比较值，由位移控制器27驱动升降位移平台19使顶杆13经过预行程再推动可动部件3上升达到设定升程量后即刻保持该位置，并将阀座5焊接固定，完成可动部件3升程量的调节。避免了由手动操作、无反馈的开环控制而造成升程调节不准的现象，同时当可动部件3升程等于设定值时，即可保持可动部件的位置，而不需要像现有技术方案中所述方法那样重新装配，避免了最终可动部件装配完成后造成升程的设定值与升程的调节值不一致。

按照一种有利的结构，所述固定铁芯2、阀套4二者的优选配合方式是轻度过盈，并通过激光焊接。

按照一种有利的方式，所述的装配设备9的升降电机15驱动升降位移平台19的行程要大于位移传感器25零点设置时可动部件3下端面与顶杆13顶面之间的距离以及可动部件3的升程量之和。如图5所示，H＞h+δ，式中H为升降位移平台19的行程，h为零点设置时可动部件3下端面与顶杆13顶面之间的距离，δ为可动部件3的升程量。一种实施步骤，其过程是：

①将校准套筒28装入弹性筒夹安装座12中并校准顶杆13的中心位置；

②拆下校准套筒28，装入弹性筒夹11→使固定铁芯2的进液端2-1竖直向下装入安装卡盘21→使顶杆14的顶面低于固定铁芯2的顶面→将可动部件3置于阀套4内→将阀套4具有喷射口的另一端压入到固定铁芯2的顶端外圆周部，焊接固定；

③将阀套4的喷射口端装入阀座5，分别使可动部件3的衔铁端面与固定铁芯2的顶面贴合，可动部件3的密封部分与阀座5的密封面贴合，将此时阀座5顶面位置设置为位移传感器25的零点位置，将可动部件3的设定升程量设置为位移控制器27的控制比较值，位移传感器25检测阀座5的位移，实时输入到位移控制器27进行比较，一旦超过该控制比较值，即刻停止升降位移平台19的上升运动；

④位移控制器27驱动升降位移平台19使顶杆13经过预行程再推动可动部件3上升达到设定升程量后即刻保持该位置，此时将阀座5焊接固定，完成可动部件3升程量的调节；

⑤从安装卡盘上取出喷射器，使喷射器的进液端竖直向上，从进液端2-1将弹簧6、弹性圆柱销7和过滤器8顺次压入到固定铁芯2内孔的装配位置。

此种装配方法，明显提高了可动部件3升程调节的精确性和升程的一致性，保证了喷射器1流量计量的精确性和喷射器1的响应性，大大提高了喷射器的装配效率和质量。同时可放宽衔铁与密封部分同心度误差容许范围，降低了零部件的加工和装配难度。

Claims (8)

1.一种流体喷射器的装配设备，其特征在于：所述设备包括机架，设置在机架下方的升降机构、设置在所述升降机构上方的夹持旋转机构、设置在所述夹持旋转机构上方的位移传感器（25）、位移控制器（27）、以及设置在夹持旋转机构一侧的焊接设备（26）；

所述升降机构上具有顶杆座（14）和顶杆（13），所述顶杆（13）设置在顶杆座（14）上，用于套插入流体喷射器的固定铁芯（2）进液端中心贯穿孔；所述升降机构带动顶杆座（14）和顶杆（13）一同垂直升降；

所述夹持旋转机构用于夹持定位流体喷射器的固定铁芯（2），并带动其旋转；

所述位移传感器（25）用于检测流体喷射器可动部件（3）的位移量；

所述位移控制器用于根据位移传感器（25）的检测值控制升降平台的升降距离；

所述焊接设备（26）用于焊接流体喷射器的固定部件。

2.根据权利要求1所述的流体喷射器装配设备，其特征在于：所述升降机构包括升降电机（15）、锥形滑块（17）和升降位移平台（19）；所述升降电机（15）驱动锥形滑块（17）水平移动，所述升降位移平台（19）底部设置有传动轮（18），所述传动轮（18）与锥形滑块（17）的斜面相接触，将锥形滑块（17）的水平位移转化为升降位移平台（19）的垂直位移；

所述夹持旋转机构包括旋转电机（24）、旋转卡盘（21）、传动块（22）、弹性筒夹安装座（12）、弹性筒夹（11）；所述旋转电机（24）通过传动块（22）带动旋转卡盘（21）转动；所述弹性筒夹（11）安装在弹性筒夹安装座（12）内，设置于旋转卡盘（21）上，用于夹持定位流体喷射器的固定铁芯（2）。

3.根据权利要求2所述的流体喷射器装配设备，其特征在于：所述旋转卡盘（21）的旋转中心与固定在升降位移平台上的顶杆（13）同轴。

4.根据权利要求2或3所述的流体喷射器装配设备，其特征在于：所述升降电机（15）和旋转电机（24）优选为步进电机。

5.根据权利要求1-3任一项所述的流体喷射器装配设备，其特征在于：所述位移控制器（27）具有设定位移比较功能，用于控制升降机构达到设定升程量即刻停止上升并保持停止位置不变。

6.根据权利要求1-3任一项所述的流体喷射器装配设备，其特征在于：所述位移传感器（25）为激光位移传感器。

7.一种采用权利要求1-6所述流体喷射器装配设备的流体喷射器装配方法，所述流体喷射器包括固定铁芯（2）、可动部件（3）、阀套（4）、阀座（5）、弹簧（6）、弹性圆柱销（7）、过滤器（8）；其特征在于包括下述步骤：

首先，将固定铁芯（2）的进液端（2-1）向下竖直倒置，将固定于升降位移平台（19）上的顶杆（13）插入固定铁芯（2）的进液端（2-1）中心贯穿孔，并锁紧固定铁芯（2）在旋转卡盘（21）上，接着使可动部件（3）置于阀套（4）内，再将阀套（4）具有喷射口的另一端压入到固定铁芯（2）的顶端外圆周部，焊接固定；

然后从阀套（4）的喷射口端装入阀座（5），分别使可动部件（3）的衔铁端面与固定铁芯（2）的顶面贴合，可动部件（3）的密封部分与阀座（5）的密封面贴合，此时将阀座（5）顶面位置设置为位移传感器（25）的零点位置，将可动部件（3）的设定升程量设置为位移控制器（27）的控制比较值，由位移控制器（27）驱动升降位移平台（19）使顶杆（13）经过预行程后再推动可动部件（3）上升达到设定升程量，即刻停止上升并保持该停止位置不变，此时将阀座（5）焊接固定，完成可动部件（3）升程量的调节；

最后，从安装卡盘上取出流体喷射器，使流体喷射器的进液端竖直向上，从进液端（2-1）将弹簧（6）、弹性圆柱销（7）和过滤器（8）顺次压入到固定铁芯（2）内孔的装配位置。

8.根据权利要求7所述的流体喷射器装配方法，其特征在于：所述的升降电机（15）驱动升降位移平台（19）的行程大于位移传感器（25）零点设置时可动部件（3）下端面与顶杆（13）顶面之间的距离以及可动部件（3）的设定升程量之和。