CN105499973A - 一种水泵水封浮动装配方法及浮动工装 - Google Patents

Abstract

一种水泵水封浮动装配方法及浮动工装，在水泵水封安装工装底座内设置一个浮动调节装置，让浮动调节装置在水封安装过程中始终与水泵轴的底部接触在一起，使得在水封安装时的轴向作用力通过水泵轴传递到浮动调节装置，再由浮动调节装置传递到工装底座，消除水封安装时的轴向作用力对轴承的影响。本发明通过一个浮动楔铁自锁调整机构补偿配件之间误差影响水封轴端与水泵体端面的距离变化，使得楔铁自锁调整机构与水泵轴下端面紧贴在一起，在水泵水封安装时，将安装水封的轴向作用力通过楔铁自锁调整机构传递到水泵水封安装工装底座，实现水泵水封轴承无轴向作用力的浮动安装，使楔铁与轴底部时时接触，抵消来至轴上的装配力对轴承的损伤。

Description

一种水泵水封浮动装配方法及浮动工装

技术领域

本发明涉及到一种水泵的组装方法及装配工装，尤其是指一种水泵水封的安装方法及装配工装，该种水泵水封的安装方法及装配工装可以有效解决水泵水封在装配过程中水泵零部件在生产制造过程中产生的误差，使水泵在装配水封时有效的解决装配力作用在轴承上，消除由于装配阻力在轴承留下的故障隐患。

背景技术：

水封的作用一个是起密封的作用，就是利用水的作用防止物料泄漏；还有就是冷却润滑密封面，减小对轴部的磨损。水泵水封就是利用高压水与泵内部的压力之间的一个平衡，相当于用水，把要泄漏出来的物料再压回泵里；水泵水封属于一种机械密封，是由两块密封元件（静环和动环）垂直于轴的光滑而平直的表面相互贴合，并做相对转动而构成的密封装置；它是靠弹性构件（如弹簧）和密封介质的压力在旋转的动环和静环的接触面（端面）上产生适当的压紧力，使这两个端面紧密贴合。端面间维持一层极薄的液体膜而达到密封的目的，这层液体膜具有流体动压力与静压力。起着润滑与密封的作用。因此水泵水封的静环和动环的安装要求十分高，如果装配不好将对密封效果和密封件的使用寿命造成很大影响。

现在的水泵水封一般都是安装在泵轴与轴承结合位置，安装都是采用简单的机械式安装，先将安装好泵轴和轴承的泵体放置到一个带有孔的下工装上，将泵轴插入下工装的孔内，再从上将水封套入泵轴，从上用一个锤子直接将水封打入泵轴内的水封位置；在装配水封时水封受力后，水封沿泵轴向下运动直到水泵体的水封孔端面，然后加大力矩把水封大端面与水泵体水封孔端面压平贴实，最后完成压装；从图1可以看水泵轴承是与水泵体过盈配合铆接在一起的，装配时水泵体轴承孔端面与下工装必须贴平，装配开始时加载在水封上的力就等于水封孔与水封轴之间的过盈装配产生的阻力，这个力会直接作用在水泵泵轴上，由于水泵泵轴是通过轴承悬挂在工装孔内的，那么作用在泵轴上的力就会传递给滚珠、轴承外圈滚道；轴承外圈与泵体通过过盈配合铆接在一起，当装配力通过泵轴传递到滚珠之后，滚珠和滚道间会产生一个相对的力导致滚珠和滚道留下印痕，从而使轴承留下故障隐患。

以上的装配工艺缺陷是水泵轴承在加工过程中产生的误差积累，导致水泵泵轴端面到轴承外圈端面的尺寸不一致，水封在装配时的过盈阻力直接作用在轴承上致使轴承产生隐患，因此，很有必要对现有的安装方法加以改进。要解决这个问题必须在泵轴端面有一个支撑面，才能解决作用在泵轴上的力矩对滚珠和滚道的损伤。

通过专利检索没发现有与本发明相同技术的专利文献报道，与本发明有一定关系的专利主要有以下几个：

1、专利号为CN201520319897.4，名称为“用于水泵水封安装的可调整工装”的实用新型专利，该专利公开了一种用于水泵水封安装的可调整工装，包括底座、螺杆和支撑螺母，所述螺杆的下端与所述底座固定连接，所述螺杆的上端与所述支撑螺母螺纹连接，所述螺杆的上端设有用于与泵轴的端面相接触的水平设置的螺杆接触面，所述支撑螺母的上端面为用于与水泵体的端面相接触的螺母接触面。。

2、专利号为CN200910065486.6，名称为“一种水泵水封高度的测量方法及专用工具”的发明专利，该专利公开了一种水泵水封高度的测量方法及专用工具，包括一个与水泵水封安装轴同轴的定位套和底座，所述定位套上设置百分表，定位套内设置检测套，所述检测套与百分表连接。通过这个专用工具，将某一高度值的水封通过校对块的形式将专用工具上的百分表进行校零，就确定了一个标准的高度值，然后取下校对块，就可以方便地对所有该种高度值的水封进行测量其高度，将原本复杂而误差较大的测量直接用一个专用工具轻松地将水封高度测量出来，所测水泵内水封高度就等于校对块标准高度加上或者送去百分表偏移值。

3、专利号为CN200910065485.1，名称为“一种水封安装面对水泵体轴孔跳动的检测方法及专用检具”的发明专利，该专利公开了一种水封安装面对水泵体轴孔跳动的检测方法及专用检具，包括如下步骤：a.将被测水泵体安装在定位芯轴上，芯轴固定在底座上，保证泵体的稳定性；b.将专用检具体套入芯轴上，使专用检具体上的百分表的测头触到被测水封安装面上；c.绕工件的芯轴转动专用检具上的手柄，使专用检具上的百分表的测头沿被测水封安装面转动一周，即可从百分表读数装置中读出水封安装面对水泵轴孔的跳动值。专用检具包括一个与水泵体轴孔配合的芯轴，与芯轴紧密配合的带中心轴孔的扁圆柱体，在扁圆柱体上中心轴孔一侧设置有穿过上、下底面的百分表，另一侧设置有带动专用检具绕心轴转动的手柄。

上述这些专利虽然都涉及到水泵水封，但只有第一个专利涉及到了水泵水封的安装，而且该专利只是对现有结构进行了简单的改进，没有提出如何解决当装配力通过泵轴传递到滚珠之后，滚珠和滚道间会产生一个相对的力导致滚珠和滚道留下印痕，从而使轴承留下故障隐患的问题，因此仍有待进一步加以改进。

发明内容

本发明的目的在于针对现有水泵水封安装时容易出现当装配力通过泵轴传递到滚珠之后，滚珠和滚道间会产生一个相对的力导致滚珠和滚道留下印痕，从而使轴承留下故障隐患的问题，提出一种新的水泵水封安装方法及工装，该种水泵水封安装方法及工装可以有效防止当装配力通过泵轴传递到滚珠之后，滚珠和滚道间会产生一个相对的力导致滚珠和滚道留下印痕。

为了达到这一目的，本发明提供了一种水泵水封浮动装配方法，在水泵水封安装工装底座内设置一个浮动调节装置，让浮动调节装置在水封安装过程中始终与水泵轴的底部接触在一起，使得在水封安装时的轴向作用力通过水泵轴传递到浮动调节装置，再由浮动调节装置传递到工装底座，消除水封安装时的轴向作用力对轴承的影响。

进一步地，所述的在水泵水封安装工装底座内设置一个浮动调节装置是在水泵水封安装工装底座的水泵轴孔内设置一随水泵轴底面高度调节的移动浮动块，移动浮动块的顶面顶住水泵轴底面，并将水泵轴水封安装时的轴向安装作用力传递到安装工装底座上，避免轴向安装作用力作用到轴承上面。

进一步地，所述的移动浮动块是在水泵水封安装工装底座的水泵轴孔内设置能上下移动的移动块，移动块安装在一楔铁自锁调整机构上，通过楔铁自锁调整机构的上端面上下移动，带动移动块上下移动，实现移动块的上下浮动调整。

进一步地，所述的楔铁自锁调整机构的上端面上下移动是通过安装在水泵水封安装工装底座下端的楔块直线往复运动，带动限位于轴孔里的另一楔铁上下直线运动，由此补偿配件之间误差影响水封轴端与水泵体端面的距离变化。

进一步地，所述的楔铁自锁调整机构的侧面带有一个手动调整手柄，通过手动调整手柄调整楔铁直线往复运动距离，以满足另一楔铁上下直线运动距离的需要；在手动调整手柄套有一个弹簧，通过弹力阻止楔铁的滑动。

一种实现上述水泵水封浮动装配方法的浮动装配工装，包含有水泵水封安装工装底座、楔铁自锁调整机构、手动调整手柄；其中，水泵水封安装工装底座上开有水泵轴孔，楔铁自锁调整机构安装在水泵水封安装工装底座内，手动调整手柄安装在水泵水封安装工装底座的侧面，手动调整手柄与楔铁自锁调整机构侧向连接在一起；通过水泵水封安装工装底座下端楔铁自锁调整机构的楔块直线往复运动，带动限位于水泵轴孔里的另一楔铁上下直线运动，由此补偿配件之间误差影响水封轴端与水泵体端面的距离变化，使得楔铁自锁调整机构与水泵轴下端面紧贴在一起，在水泵水封安装时，将安装水封的轴向作用力通过楔铁自锁调整机构传递到水泵水封安装工装底座，实现水泵水封轴承无轴向作用力的浮动安装。

进一步地，所述的楔铁自锁调整机构包括一块上楔铁和一块下楔铁，其中上楔铁与安装在水泵轴孔内的移动块连接在一起，且上楔铁只能与移动块一起上下移动；下楔铁位于上楔铁下面，上楔铁和下楔铁采取自锁斜面紧贴在一起。

进一步地，所述的下楔铁的侧面上开有螺孔，手动调整手柄的一头安装在螺孔内，手动调整手柄的另一头安装在与水泵水封安装工装底座的侧面连接的手动调整手柄套筒内。

进一步地，所述的手动调整手柄上套有压簧，压簧一头顶在下楔铁的侧面上，另一头顶在手动调整手柄套筒内，并通过压簧给下楔铁一个弹力再次阻止楔铁之间在手动调整手柄没有动时的相对滑动。

进一步地，所述的水泵水封安装工装底座为组合结构，包括上底座和下底座，上底座和下底座通过套筒连接，并且上底座和下底座与套筒紧固连接在一起；在上底座和下底座之间设有一个空间，在空间内安装有上楔铁和下楔铁，且上楔铁与安装在上底座水泵轴孔内的移动块连接在一起，下楔铁位于上楔铁下，斜楔面紧贴在一起。

本发明的优点在于：

本发明通过一个浮动楔铁自锁调整机构补偿配件之间误差影响水封轴端与水泵体端面的距离变化，使得楔铁自锁调整机构与水泵轴下端面紧贴在一起，在水泵水封安装时，将安装水封的轴向作用力通过楔铁自锁调整机构传递到水泵水封安装工装底座，实现水泵水封轴承无轴向作用力的浮动安装，并通过调整手柄来上下调整楔铁与轴底部的距离，使楔铁与轴底部时时接触，抵消来至轴上的装配力对轴承的损伤。这样可以有效消除水封装配时水泵轴承受力过大的状况，避免出现因水封安装导致轴承滚珠和内外圈被拉伤，出现拉痕的情况。

附图说明

图1为本发明一种结构示意图；

图2为本发明另一种结构示意图；

图3为本发明另一种结构示意图；

图4为本发明的楔铁自锁调整机构原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例来进一步阐述本发明。

实施例一

通过附图可以看出，本发明涉及水泵水封浮动装配方法的浮动装配工装，包含有水泵水封安装工装底座1、楔铁自锁调整机构2、手动调整手柄3；其中，水泵水封安装工装底座1上开有水泵轴孔16，楔铁自锁调整机构2安装在水泵水封安装工装底座1内，手动调整手柄3安装在水泵水封安装工装底座2的侧面，手动调整手柄3与楔铁自锁调整机构2侧向连接在一起；通过水泵水封安装工装底座1下端楔铁自锁调整机构2的楔块直线往复运动，带动限位于水泵轴孔16里的另一楔铁上下直线运动，由此补偿配件之间误差影响水封轴端与水泵体端面的距离变化，使得楔铁自锁调整机构2与水泵轴4下端面紧贴在一起，在水泵水封5安装时，将安装水封的轴向作用力通过楔铁自锁调整机构2传递到水泵水封安装工装底座1，实现水泵水封轴承无轴向作用力的浮动安装。

所述的楔铁自锁调整机构2包括一块上楔铁6和一块下楔铁7，其中上楔铁6与安装在水泵轴孔16内的移动块8连接在一起，且上楔铁7只能与移动块8一起上下移动；下楔铁7位于上楔铁6下面，上楔铁6和下楔铁7采取自锁斜面紧贴在一起。

所述的下楔铁7的侧面上开有螺孔9，手动调整手柄3的一头安装在螺孔9内，手动调整手柄3的另一头安装在与水泵水封安装工装底座1的侧面连接的手动调整手柄套筒10内。

所述的手动调整手柄3上套有压簧11，压簧11一头顶在下楔铁7的侧面上，另一头顶在手动调整手柄套筒10内，并通过压簧11给下楔铁7一个弹力，再次阻止楔铁之间在手动调整手柄没有动时的相对滑动。

所述的水泵水封安装工装底座1为组合结构，包括上底座12和下底座13，上底座12和下底座13通过套筒14连接，并且上底座12和下底座13与套筒14紧固连接在一起；在上底座12和下底座13之间设有一个空间15，在空间15内安装有上楔铁6和下楔铁7，且上楔铁6与安装在上底座水泵轴孔内的移动块连接在一起，下楔铁7位于上楔铁下，斜楔面紧贴在一起。

所述工装原理如附图4所示，斜面受到向下压力G=1000N，a=6度，G2=Gsina=1000*sin6=104N,摩擦力F=μN(μ=0.15,N=1000)=0.15*1000=150N，从图中可以看出楔铁受到G2的推力，推力为104N，楔铁的摩擦阻力为150N，楔铁受到的推力104N不足以克服零件受到的摩擦力150N，保证了工装的可靠性，达到了自锁功能。

安装时，将带有水泵轴的水泵体19安装到水泵水封安装工装底座1上，并让水泵轴4插入到水泵轴孔16里，调整手动调整手柄3与下楔铁7通过螺纹链接在一起，当向外拉动手动调整手柄3时下楔铁7跟随手柄向外运动，下楔铁7与上楔铁6之间产生间隙，上楔铁6就会向下运动，然后把要装配的零件放到工装座上，并向里推动手动调整手柄3，下楔铁7随手柄向里运动上楔铁6就向上运动，当上楔铁6的顶面接触到轴端面后就停止运动；当装配时作用在水泵轴上的力就会通过上楔铁6传到下楔铁7然后传到水泵水封安装工装底座1抵消了这个力矩。水泵滚珠17、滚道18就不会受力受损，达到装配要求。

实施例二

实施例二的原理与实施例一基本是一样的，只是结构有所不同（如附图2所示），包含有水泵水封安装工装底座201、楔铁自锁调整机构202、手动调整手柄203；其中，水泵水封安装工装底座201上开有水泵轴孔216，楔铁自锁调整机构202安装在水泵水封安装工装底座201内，手动调整手柄203安装在水泵水封安装工装底座202的侧面，手动调整手柄203与楔铁自锁调整机构202侧向连接在一起；通过水泵水封安装工装底座201下端楔铁自锁调整机构202的楔块直线往复运动，带动限位于水泵轴孔216里的另一楔铁上下直线运动，由此补偿配件之间误差影响水封轴端与水泵体端面的距离变化，使得楔铁自锁调整机构202与水泵轴204下端面紧贴在一起，在水泵水封205安装时，将安装水封的轴向作用力通过楔铁自锁调整机构202传递到水泵水封安装工装底座201，实现水泵水封轴承无轴向作用力的浮动安装。

所述的水泵水封安装工装底座201为一体件，在所述的水泵水封安装工装底座201的上端面垂直开有水泵轴孔216，水泵轴孔216内安装有能上下移动的浮动移动块208；在水泵水封安装工装底座的侧面开有楔铁安装孔215，上楔铁206和下楔铁207安装在楔铁安装孔215内，且上楔铁206与浮动移动块208采取螺纹紧固连接在一起，使得上楔铁206在下楔铁207横向往复运动时，上楔铁206只能是带动浮动移动块208上下移动。

实施例三

实施例三的原理与实施例一基本是一样的，只是结构有所不同（如附图3所示），包含有水泵水封安装工装底座301、楔铁自锁调整机构302、手动调整手柄303；其中，水泵水封安装工装底座301上开有水泵轴孔316，楔铁自锁调整机构302安装在水泵水封安装工装底座301内，手动调整手柄303安装在水泵水封安装工装底座302的侧面，手动调整手柄303与楔铁自锁调整机构302侧向连接在一起；通过水泵水封安装工装底座301下端楔铁自锁调整机构302的楔块直线往复运动，带动限位于水泵轴孔316里的另一楔铁上下直线运动，由此补偿配件之间误差影响水封轴端与水泵体端面的距离变化，使得楔铁自锁调整机构302与水泵轴304下端面紧贴在一起，在水泵水封305安装时，将安装水封的轴向作用力通过楔铁自锁调整机构302传递到水泵水封安装工装底座301，实现水泵水封轴承无轴向作用力的浮动安装。

所述的下楔铁307的侧面上开有光孔309，手动调整手柄303的一头卡套在光孔309内，并可以在光孔309内转动，手动调整手柄303的另一头有调整螺杆319，调整螺杆319安装在与水泵水封安装工装底座的侧面连接的手动调整手柄螺母310内，在调整螺杆端口有操作柄320，通过操作柄320转动手动调整手柄303带动手动调整手柄旋转运动，同时通过手动调整手柄303带动下楔铁307做往复运动。

很显然，本申请所列举的实施例只是为了对本发明的原理和结构做进一步描述所列举的实例，任何依据本发明的原理构思所做的一些改进都应属于本发明所保护的范围。

根据上述实施例的描述，可以看出，本发明还涉及一种水泵水封浮动装配方法，在水泵水封安装工装底座内设置一个浮动调节装置，让浮动调节装置在水封安装过程中始终与水泵轴的底部接触在一起，使得在水封安装时的轴向作用力通过水泵轴传递到浮动调节装置，再由浮动调节装置传递到工装底座，消除水封安装时的轴向作用力对轴承的影响。

进一步地，所述的在水泵水封安装工装底座内设置一个浮动调节装置是在水泵水封安装工装底座的水泵轴孔内设置一随水泵轴底面高度调节的移动浮动块，移动浮动块的顶面顶住水泵轴底面，并将水泵轴水封安装时的轴向安装作用力传递到安装工装底座上。

进一步地，所述的移动浮动块是在水泵水封安装工装底座的水泵轴孔内设置可上下移动的移动块，移动块安装在一楔铁自锁调整机构上，通过楔铁自锁调整机构的上端面上下移动，带动移动块上下移动，实现移动块的上下浮动调整。

进一步地，所述的楔铁自锁调整机构的上端面上下移动是通过安装在水泵水封安装工装底座下端的楔块直线往复运动，带动限位于轴孔里的另一楔铁上下直线运动，由此补偿配件之间误差影响水封轴端与水泵体端面的距离变化。

进一步地，所述的楔铁自锁调整机构的侧面带有一个手动调整手柄，通过手动调整手柄调整楔铁直线往复运动距离，以满足另一楔铁上下直线运动距离的需要；在手动调整手柄套有一个弹簧，通过弹力阻止楔铁的滑动。

本发明的优点在于：

本发明通过一个浮动楔铁自锁调整机构补偿配件之间误差影响水封轴端与水泵体端面的距离变化，使得楔铁自锁调整机构与水泵轴下端面紧贴在一起，在水泵水封安装时，将安装水封的轴向作用力通过楔铁自锁调整机构传递到水泵水封安装工装底座，实现水泵水封轴承无轴向作用力的浮动安装，并通过调整手柄来上下调整楔铁与轴底部的距离，使楔铁与轴底部时时接触，抵消来至轴上的装配力对轴承的损伤。这样可以有效消除水封装配时水泵轴承受力过大的状况，避免出现因水封安装导致轴承滚珠和内外圈被拉伤，出现拉痕的情况。

Claims (10)

1.一种水泵水封浮动装配方法，在水泵水封安装工装底座内设置一个浮动调节装置，让浮动调节装置在水封安装过程中始终与水泵轴的底部接触在一起，使得在水封安装时的轴向作用力通过水泵轴传递到浮动调节装置，再由浮动调节装置传递到工装底座，消除水封安装时的轴向作用力对轴承的影响。

2.如权利要求1所述的水泵水封浮动装配方法，其特征在于，所述的在水泵水封安装工装底座内设置一个浮动调节装置是在水泵水封安装工装底座的水泵轴孔内设置一随水泵轴底面高度调节的移动浮动块，移动浮动块的顶面顶住水泵轴底面，并将水泵轴水封安装时的轴向安装作用力传递到安装工装底座上，避免轴向安装作用力作用到轴承上面。

3.如权利要求2所述的水泵水封浮动装配方法，其特征在于，所述的移动浮动块是在水泵水封安装工装底座的水泵轴孔内设置能上下移动的移动块，移动块安装在一楔铁自锁调整机构上，通过楔铁自锁调整机构的上端面上下移动，带动移动块上下移动，实现移动块的上下浮动调整。

4.权利要3所述的水泵水封浮动装配方法，其特征在于，所述的楔铁自锁调整机构的上端面上下移动是通过安装在水泵水封安装工装底座下端的楔块直线往复运动，带动限位于轴孔里的另一楔铁上下直线运动，由此补偿配件之间误差影响水封轴端与水泵体端面的距离变化。

5.如权利要求3所述的水泵水封浮动装配方法，其特征在于，所述的楔铁自锁调整机构的侧面带有一个手动调整手柄，通过手动调整手柄调整楔铁直线往复运动距离，以满足另一楔铁上下直线运动距离的需要；在手动调整手柄套有一个弹簧，通过弹力阻止楔铁的滑动。

6.一种实现权利要求1所述水泵水封浮动装配方法的浮动工装，包含有水泵水封安装工装底座、楔铁自锁调整机构、手动调整手柄；其中，水泵水封安装工装底座上开有水泵轴孔，楔铁自锁调整机构安装在水泵水封安装工装底座内，手动调整手柄安装在水泵水封安装工装底座的侧面，手动调整手柄与楔铁自锁调整机构侧向连接在一起；通过水泵水封安装工装底座下端楔铁自锁调整机构的楔块直线往复运动，带动限位于水泵轴孔里的另一楔铁上下直线运动，由此补偿配件之间误差影响水封轴端与水泵体端面的距离变化，使得楔铁自锁调整机构与水泵轴下端面紧贴在一起，在水泵水封安装时，将安装水封的轴向作用力通过楔铁自锁调整机构传递到水泵水封安装工装底座，实现水泵水封轴承无轴向作用力的浮动安装。

7.如权利要求6所述的水泵水封浮动工装，其特征在于，所述的楔铁自锁调整机构包括一块上楔铁和一块下楔铁，其中上楔铁与安装在水泵轴孔内的移动块连接在一起，且上楔铁只能与移动块一起上下移动；下楔铁位于上楔铁下面，上楔铁和下楔铁采取自锁斜面紧贴在一起。

8.如权利要求7所述的水泵水封浮动工装，其特征在于，所述的下楔铁的侧面上开有螺孔，手动调整手柄的一头安装在螺孔内，手动调整手柄的另一头安装在与水泵水封安装工装底座的侧面连接的手动调整手柄套筒内。

9.如权利要求8所述的水泵水封浮动工装，其特征在于，所述的手动调整手柄上套有压簧，压簧一头顶在下楔铁的侧面上，另一头顶在手动调整手柄套筒内，并通过压簧给下楔铁一个弹力再次阻止楔铁之间在手动调整手柄没有动时的相对滑动。

10.如权利要求6所述的水泵水封浮动工装，其特征在于，所述的水泵水封安装工装底座为组合结构，包括上底座和下底座，上底座和下底座通过套筒连接，并且上底座和下底座与套筒紧固连接在一起；在上底座和下底座之间设有一个空间，在空间内安装有上楔铁和下楔铁，且上楔铁与安装在上底座水泵轴孔内的移动块连接在一起，下楔铁位于上楔铁下，斜楔面紧贴在一起。