CN105179694A - 实现组合式密封件引装或整形的装置及安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种实现组合式密封件引装或整形的装置及安装方法，通过引装装置的使用平滑零件棱边、遮挡油路孔，使组合密封能顺利装入密封槽或其他零件能顺利通过组合密封所在处；通过含导引段及整形段的整形装置的使用，使组合密封变形处受装置约束，在24h内能恢复正常形状，通过两种装置的使用防止密封件安装时切损或扭转，提高组合动密封的密封可靠性。

Description

实现组合式密封件引装或整形的装置及安装方法

技术领域

本发明属于组合式密封件装配领域，特别是涉及采用专用组合式动密封引装及整形装置进行密封件安装的方法。

背景技术

为提高密封可靠性，某型号伺服系统配套的伺服作动器动密封部位采用了组合式密封件。组合式密封件由密封环和密封圈组成。密封圈为耐高温的氟橡胶密封圈，密封环为填充聚四氟乙烯，密封环在密封圈内部或外部，二者紧密贴合使用。

密封环为填充聚四氟乙烯(PTFE)是具有优良耐磨性能的密封材料，以青铜粉、石墨、二硫化钼(MoS2)、玻璃纤维等填料制成各种比例的填充聚四氟乙烯复合材料，虽然其摩擦系数略有提高,但其耐磨性能大幅度提高,导热性能、硬度、抗压强度、抗蠕变性能也得到改善，可满足特种工况条件如:高温、低温、腐蚀性介质(酸碱、有机溶剂等)、无油润滑、高频低阻力平稳往复运动等。

组合式密封件装配时存在如下问题：我单位使用的组合式密封件中密封环的主要填料为青铜粉，根据青铜粉比例的不同，密封环的伸长率为255％～310％，拉伸强度为14.5MPa～20MPa。密封环的上述特性使其安装时较难拉伸变形，且变形时需要较大的变形力，变形后不易恢复。即密封环安装困难，安装后变形，使组件组合装配时密封件易切损。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，解决组合式密封件通过零件棱边时的切损问题，以及安装后的变形问题，提供一种实现组合式密封件引装或整形的装置。

本发明目的通过如下技术方案予以实现：

一种实现组合式密封件安装后整形的装置，包括整形棒及整形套；所述整形棒为外引导段与外整形段形成的一体化结构，所述外引导段为圆台形状，具有光滑外锥面，所述外整形段为圆柱形状，具有光滑的圆柱面，所述圆柱面的直径、圆台大端面的直径与伺服作动器活塞杆外径尺寸一致；所述整形套为通孔结构，包括内引导段及内整形段，其中内整形段的通孔为圆柱形，内引导段的通孔为圆台形，具有光滑内锥面、大端及小端，内整形段具有光滑的圆柱形内壁，圆柱形内壁的内径、内引导段小端内径与伺服作动器作动筒的最大直径尺寸一致，内引导段小端及内整形段二者平滑过渡。

提供一种实现组合式密封件安装时引装的装置，包括活塞杆引装工装及活塞引装工装；所述活塞杆引装工装包括引装椎体、螺母及螺杆，所述螺杆具有大螺纹端及小螺纹端，所述小螺纹端穿过引装椎体内孔，通过引装椎体的小螺纹端由螺母固定；所述大螺纹端的外螺纹与活塞杆内螺纹旋合连接，实现引装装置与活塞杆的固定连接；所述引装椎体的外锥面大端开有矩形槽，形成尾端翼翅，翼翅与活塞杆螺纹端的外扁紧密贴合，引装椎体与活塞杆外圆柱面无缝连接，平滑了活塞杆前端的棱边；

所述活塞引装工装具有定位段及引装段，所述定位段与伺服作动器作动筒的尾端定位连接；所述引装段为圆台形的通孔结构，具有光滑内锥面，内锥面的小端与定位段连接，内锥面的小端内径与伺服作动器作动筒大孔直径相同，内锥面的小端与伺服作动器作动筒的内孔连接，平滑伺服作动器作动筒的棱边。

同时提供一种实现组合式密封件安装的方法，采用所述的实现组合式密封件安装后整形的装置进行整形，采用所述的实现组合式密封件安装时引装的装置进行引装，包括如下步骤：

(1)整形：

1.1先将II型组合式密封件中的密封圈安装到伺服作动器作动筒的密封槽中，再将组合式密封件中的密封环安装到伺服作动器作动筒的密封槽中，并置于密封圈的内环，将整形棒按照引导段至整形段的顺序插入密封环内部；

1.2先将I型组合式密封件中的密封圈安装到伺服作动器活塞杆的密封槽中，再将组合式密封件中的密封环安装到伺服作动器活塞杆的密封槽中，并置于密封圈的外环，将活塞杆按照引导段至整形段的顺序插入整形套中；

1.3静置一段时间，然后取下整形棒及整形套；

(2)引装：

2.1活塞杆引装工装安装到活塞杆螺纹端，引装椎体及活塞杆顺序穿过密封环，取下活塞杆引装工装；

2.2将活塞引装工装安装到作动筒尾端，活塞杆通过活塞引装工装进入作动筒内孔，取下活塞引装工装。

其中将组合式密封件中的密封环安装到伺服作动器作动筒的密封槽中，并置于密封圈的外部的具体方法为：首先把密封圈放入密封槽，再把密封环弯曲但不能有折弯，放入密封槽中，用手指将密封件压平，使其形成一个圈紧靠在密封槽中的密封圈上。

其中密封环安装至活塞杆密封槽的方法：约束法，采用绸布条将密封环约束安装进密封槽中；或采用温差装配法，即将密封环放入油或水中加热到80℃～120℃，然后取出后迅速安装至活塞杆密封槽中。

其中整形棒、整形套、活塞杆引装工装的引装椎体、活塞引装工装的材料为偏软性材料。

其中外锥面半锥角α为3°～5°，活塞杆直径尺寸为D1，外引导段的小端面d1＝D1-2×L×tanα，其中L为外引导段的大端面和小端面之间的距离。

其中内锥面半锥角α为3°～5°，伺服作动器作动筒的最大直径尺寸为D2，内引导段的大端内径d2＝D2+2×L×tanα，其中L为内引导段的大端和小端之间的距离。

其中引装椎体半锥角α为3°～5°，矩形槽宽度k为活塞杆外扁宽度加0.1mm，矩形槽长度为活塞杆外扁长度加0.1mm。

其中引装段内锥面半锥角α为3°～5°，作动筒大孔直径尺寸为D4，内锥面的大端内径为：d3＝D4+2×L×tanα，其中L为内锥面的小端和大端之间的距离。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

(1)本发明通过设计伺服作动器用组合式密封件安装时的引装装置及整形装置，通过引装装置的使用平滑零件棱边、遮挡油路孔，使组合密封能顺利装入密封槽或其他零件能顺利通过组合密封所在处，防止密封件安装时切损。通过含导引段及整形段的整形装置的使用，使组合密封变形处受装置约束，使组合式密封件安装时产生的变形得到恢复，能够在24h内能恢复正常形状，通过两种装置的使用防止密封件安装时切损或扭转。

(2)采用本发明的方式安装组合式密封件，提高密封可靠性。优选出的角度，防止使用时损伤零件；各工装内外锥面的半锥角α选定为3°～5°范围，防止使用时损伤零件若半锥角α过大，则引装效果减弱，若半锥角α过小，则工装长度会加大，操作不便。

附图说明

图1为密封环弯曲示意图；

图2为密封环装入作动筒密封槽示意图；

图3为作动筒密封件安装完成后示意图；

图4为活塞杆密封件安装完成后示意图；

图5为作动筒专用组合式密封件整形装置示意图；

图6为活塞杆专用组合式密封件整形装置示意图；

图7为作动筒密封件整形过程示意图；

图8为活塞杆密封件整形过程示意图；

图9为活塞杆引装装置示意图；

图10为活塞引装装置示意图；

图11为活塞杆引装过程示意图

图12为活塞引装过程示意图。

具体实施方式

根据组合式密封件的装配特性，伺服作动器组合式密封件装配及考核全过程的工艺方案：装前清洗→装前检查→整形及装配→液压试验→试验后检查→作动器稳定性试验→作动器环境试验考核→静放考核。其中整形及装配为组合式密封件装配的核心工序。

Ⅰ级伺服作动器组合式密封件装配过程为清洗→整形→引装，详细步骤如下：

1.安装前零件清洗及检查

(1)密封件清洗及检查

组合式密封件核对代号与数量后用无水乙醇清洗，清洗后避光、热自然晾干。清洗过的密封件进行外观质量检查。使用5倍放大镜检查，密封件表面应光滑平整，不应有起泡、分层、龟裂、杂质、划伤、飞边等缺陷，分模面过渡应平滑。有缺陷的密封件不允许自行修整，应剔除、隔离。

(2)金属零件的清洗及检查

活塞杆、作动筒及壳体等带密封槽的金属零件使用汽油进行手工清洗，其中壳体手工清洗前还需进行超声波清洗。零件清洗后操作者应检查密封部位(与密封件相接触的表面)不应有伤痕和残缺。密封件装配时通过的零件表面，目测应干净，不应有尖边、毛刺，人手可达部位还应手感检查。不合格的产品需进行适当返工处理。

2.密封环安装至作动筒密封槽的方法

首先把密封圈放入密封槽，再把密封环弯曲成腰子形，如图1所示。密封环一定不能有折弯。然后把弯曲后的密封环放入密封槽内，并沿箭头方向将其推向密封圈。如图2所示。再将密封环放入密封槽后，用手指将密封环擀平，使其形成一个圈紧靠在密封槽中的密封圈上。如图3所示，密封环2位于密封圈1内部，4为作动筒。

3.密封件安装至活塞杆密封槽的方法

将橡胶密封圈1安装至活塞杆3密封槽中，然后安装密封环2，因安装密封环2时产生的变形量较大，无法用引导装置直接引导安装，需采用以下方法。安装完毕后如图4所示。

安装方法一：约束法，采用绸布条将密封环约束安装进活塞杆密封槽中。

安装方法二：温差装配法，即将密封环放入油或水中加热到80℃～120℃，然后取出后迅速安装至活塞杆密封槽中。

4.密封件安装后整形

活塞杆3及作动筒4安装完密封件后，密封件中的密封环会产生一定量的变形，需经过整形工序消除变形，为后续装配做准备。

将图5所示专用整形装置插入作动筒中，引装及整形装置锥角α为3°～5°，图中D1尺寸同活塞杆直径尺寸，d1＝D1-2×L×tanα。

将图6所示专用整形装置套在活塞杆上进行密封件整形，整形时间约24h，整形完毕后将整形装置取下，锥角α为3°～5°，D2尺寸同作动筒大孔直径尺寸，d2＝D2+2×L×tanα。作动筒整形过程见图7，其中4为作动筒，5为组合式密封件，6为作动筒整形装置。活塞杆整形过程见图8，其中7为活塞杆整形装置。

5.密封件整形后引装

活塞杆及作动筒整形完密封件后，使用引装装置将作动筒及活塞杆进行组装，引装装置用以平滑零件棱边，使组合密封能顺利装入密封槽或其他零件能顺利通过组合密封所在处。图9为活塞杆通过作动筒时的专用引装装置，其中D3尺寸同活塞杆直径尺寸，宽度k＝活塞杆扁宽+0.1mm，锥角α为3°～5°。图10为活塞杆的活塞部分通过作动筒大孔的专用引装装置，锥角α为3°～5°，D4尺寸同作动筒大孔直径尺寸，d3＝D4+2×L×tanα。

活塞杆通过作动筒的引装过程如下：将图9中引装装置中螺杆10大螺纹端旋入活塞杆螺纹端，螺杆10大螺纹端位于翼翅13处，然后将图9中引装装置中引装椎体9套入螺杆，引装椎体上的翼翅与活塞杆螺纹端的外扁紧密贴合，然后用图9中的螺母8拧在螺杆的小螺纹端，紧固引装椎体。安装好引装装置后，引装椎体上的翼翅13与活塞杆螺纹端的外扁紧密贴合，翼翅平滑了活塞杆尖边14，然后按图11所示引装装置11引导活塞杆通过作动筒。

活塞杆的活塞部分通过作动筒大孔的引装过程如下：将图10中引装装置12套在作动筒上，见图12，引装装置平滑作动筒尖边15。然后将活塞部分通过引装装置引入作动筒大孔中。

引装及整形装置用材料基本为黄铜等偏软性材料，防止专用装置使用过程中碰伤零件。

以上所述，仅为本发明最佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.一种实现组合式密封件安装后整形的装置，其特征在于包括整形棒及整形套；所述整形棒为外引导段(18)与外整形段(19)形成的一体化结构，所述外引导段(18)为圆台形状，具有光滑外锥面，所述外整形段(19)为圆柱形状，具有光滑的圆柱面，所述圆柱面的直径、圆台大端面的直径与伺服作动器活塞杆外径尺寸一致；所述整形套为通孔结构，包括内引导段(21)及内整形段(20)，其中内整形段(20)的通孔为圆柱形，内引导段(21)的通孔为圆台形，具有光滑内锥面、大端及小端，内整形段(20)具有光滑的圆柱形内壁，圆柱形内壁的内径、内引导段(21)小端内径与伺服作动器作动筒的最大直径尺寸一致，内引导段(21)小端及内整形段(20)二者平滑过渡。

2.一种实现组合式密封件安装时引装的装置，其特征在于包括活塞杆引装工装及活塞引装工装；所述活塞杆引装工装包括引装椎体(9)、螺母(8)及螺杆(10)，所述螺杆(10)具有大螺纹端及小螺纹端，所述小螺纹端穿过引装椎体内孔，通过引装椎体的小螺纹端由螺母固定；所述大螺纹端的外螺纹与活塞杆内螺纹旋合连接，实现引装装置与活塞杆的固定连接；所述引装椎体的外锥面大端开有矩形槽，形成尾端翼翅(13)，翼翅与活塞杆螺纹端的外扁(22)紧密贴合，引装椎体与活塞杆外圆柱面无缝连接，平滑了活塞杆前端的棱边；

所述活塞引装工装具有定位段(17)及引装段(16)，所述定位段(17)与伺服作动器作动筒的尾端定位连接；所述引装段为圆台形的通孔结构，具有光滑内锥面，内锥面的小端与定位段(17)连接，内锥面的小端内径与伺服作动器作动筒大孔直径相同，内锥面的小端与伺服作动器作动筒的内孔连接，平滑伺服作动器作动筒的棱边(15)。

3.一种实现组合式密封件安装的方法，采用如权利要求1所述的实现组合式密封件安装后整形的装置进行整形，采用如权利要求2所述的实现组合式密封件安装时引装的装置进行引装，其特征在于包括如下步骤：

(1)整形：

1.1先将II型组合式密封件中的密封圈安装到伺服作动器作动筒的密封槽中，再将组合式密封件中的密封环安装到伺服作动器作动筒的密封槽中，并置于密封圈的内环，将整形棒按照引导段至整形段的顺序插入密封环内部；

1.2先将I型组合式密封件中的密封圈安装到伺服作动器活塞杆的密封槽中，再将组合式密封件中的密封环安装到伺服作动器活塞杆的密封槽中，并置于密封圈的外环，将活塞杆按照引导段至整形段的顺序插入整形套中；

1.3静置一段时间，然后取下整形棒及整形套；

(2)引装：

2.1活塞杆引装工装安装到活塞杆螺纹端，引装椎体及活塞杆顺序穿过密封环，取下活塞杆引装工装；

2.2将活塞引装工装安装到作动筒尾端，活塞杆通过活塞引装工装进入作动筒内孔，取下活塞引装工装。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于其中将组合式密封件中的密封环安装到伺服作动器作动筒的密封槽中，并置于密封圈的外部的具体方法为：首先把密封圈放入密封槽，再把密封环弯曲但不能有折弯，放入密封槽中，用手指将密封件压平，使其形成一个圈紧靠在密封槽中的密封圈上。

5.如权利要求3所述的方法，其特征在于其中密封环安装至活塞杆密封槽的方法：约束法，采用绸布条将密封环约束安装进密封槽中；或采用温差装配法，即将密封环放入油或水中加热到80℃～120℃，然后取出后迅速安装至活塞杆密封槽中。

6.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，整形棒、整形套、活塞杆引装工装的引装椎体、活塞引装工装的材料为偏软性材料。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，外锥面半锥角α为3°～5°，活塞杆直径尺寸为D1，外引导段的小端面d1＝D1-2×L×tanα，其中L为外引导段的大端面和小端面之间的距离。

8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，内锥面半锥角α为3°～5°，伺服作动器作动筒的最大直径尺寸为D2，内引导段的大端内径d2＝D2+2×L×tanα，其中L为内引导段的大端和小端之间的距离。

9.如权利要求2所述的装置，其特征在于，引装椎体半锥角α为3°～5°，矩形槽宽度k为活塞杆外扁(22)宽度加0.1mm，矩形槽长度为活塞杆外扁(22)长度加0.1mm。

10.如权利要求2所述的装置，其特征在于，引装段内锥面半锥角α为3°～5°，作动筒大孔直径尺寸为D4，内锥面的大端内径为：d3＝D4+2×L×tanα，其中L为内锥面的小端和大端之间的距离。