CN106078137A - 一种装配重型单作用油缸柱塞的下压平衡装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种装配重型单作用油缸柱塞的下压平衡装置，柱塞水平放置在支承辊组上，下压平衡装置横跨在支承辊组和导向铜套之间的柱塞柱面上，包括压紧螺钉、压块组件和支架，支架上部的两端分别设有支撑压块组件的定位孔，压块组件由压块体和弹性压片组成，压块体具有圆弧面，弹性压片固定在该圆弧面上，形成与柱塞柱面配合的弧面；利用该装置装配柱塞的方法是在现有水平装配方法的基础上，待柱塞重心进入导向铜套且并未移出导向铜套时，进行本装置的安装，进而防止柱塞上翘。本装置及方法可避免重型单作用油缸柱塞在装配过程中因柱塞重心偏离支撑点而导致柱塞一端上翘与导向铜套不同轴所引起的柱塞卡死或划伤导向铜套表面而报废的不安全装配。

Description

一种装配重型单作用油缸柱塞的下压平衡装置及方法

技术领域

本发明属于重型机械制造领域，具体涉及一种装配重型单作用油缸柱塞的下压平衡装置以及利用该装置进行柱塞水平装配的方法。

背景技术

在机械制造中，重型单作用油缸柱塞与缸体的装配是一项难度较大的工作，其难度主要体现在大直径、大长度、大重量柱塞的装配。

重型单作用油缸如图1所示，它主要是由油缸缸体、柱塞、导向铜套、密封圈、缸盖、防尘圈、螺栓和垫圈等组成。其中导向铜套外圆与缸体的内孔为过渡配合或小过盈配合，而导向铜套内孔与柱塞外圆为间隙配合。装配时，首先将导向铜套装入油缸缸体的内孔中，然后再将柱塞装入导向铜套中，并使柱塞全部进入油缸缸体内孔，只有很短的轴头留在缸盖外侧。柱塞的装配方法有水平装配和垂直装配，由于垂直装配整个装配系统的稳定性较差，通常采用水平装配。

水平装配的方法常用的有两种。

装配方法一如图2所示，首先将油缸缸体和导向铜套装配后水平固定，然后用起重机吊钩通过吊装软绳将柱塞水平吊起，并使柱塞与导向铜套同轴，最后沿其轴向,即水平方向，将柱塞推入导向铜套中。

装配方法二如图3所示，首先将油缸缸体和导向铜套装配后水平固定，柱塞用两个支承辊支撑并通过调整两个支承辊至柱塞与导向铜套同轴，然后沿轴向，即水平方向，将柱塞推入导向铜套中。

柱塞装配方法一中柱塞与导向铜套的同轴是凭装配工人的经验和目测来实现的，这种方法比较适合于小规格、重量轻的柱塞装配，对于重量较大（重达几吨，甚至十几吨）的重型单作用油缸的柱塞，仅凭装配工人的经验和目测来准确调整柱塞与导向铜套的同轴是难以实现的。柱塞装配方法二（图3所示）中利用两个支承辊实现了重型柱塞的支撑和与导向铜套的同轴度调整，但是，随着柱塞不断被推入油缸缸体至柱塞重心G移出导向铜套（如图4所示）时，由于柱塞的重心G移出了支撑的区域，而柱塞与导向铜套之间又有一定的间隙，所以此时将会出现柱塞的偏斜（偏斜的程度β值由柱塞与导向铜套的间隙决定），即柱塞一端上翘，这样将会导致柱塞与导向铜套的不同轴,如果继续推入柱塞的话可能会出现柱塞卡死在导向铜套中,即使柱塞不卡死也会因柱塞的偏斜而导致柱塞或导向铜套表面的划伤而报废。

针对重型单作用油缸柱塞在整个装配中如何能始终与导向铜套保持同轴装配的问题，发明人找到了一种解决方法，即一种重型单作用油缸柱塞装配过程中的下压平衡方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种防止装配重型单作用油缸柱塞过程中柱塞上翘的一种下压平衡装置及方法，通过设计的下压平衡装置，并配合现有技术中水平装配的装置，就可以使得重型单作用油缸柱塞在整个装配中始终能与导向铜套保持同轴装配，解决重型单作用油缸柱塞装配的偏斜难题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种装配重型单作用油缸柱塞的下压平衡装置，待装配的油缸缸体水平固定，并沿油缸缸体内导向铜套的轴向放置支承辊组，待装配的柱塞水平放置在支承辊组上，所述的下压平衡装置横跨在支承辊组和导向铜套之间的柱塞柱面上，下压平衡装置包括压紧螺钉、压块组件和支架，支架上部的两端分别设有相同的定位孔，定位孔之间为放置压块组件的空间，压块组件的两端分别支撑两定位孔中，支架下部固定在装配平台上；压块组件由压块体和弹性压片组成，压块体具有圆弧面，弹性压片固定在该圆弧面上，形成与柱塞柱面配合的弧面，所述的压紧螺钉固定在支架上部的螺纹孔以固定压块组件，使得压块组件中的弹性压片与柱塞柱面零间隙配合，以阻止装配过程中柱塞上翘。

进一步的，所述支架由两块主板通过主板之间的横梁及横梁两侧的圆弧筋板焊接而成，所述定位孔为方形孔，并分别设置在两主板上，定位孔中相对的两个侧面为定位面，在同一定位孔内，两定位面相平行，在两个定位孔之间，同一侧的定位面共面且平行，定位面均垂直于待装配的柱塞中心轴，主板底部设有固定螺栓孔。

进一步的，所述定位孔在竖直方向上大于压块组件两端部的尺寸，使得压块组件的两端可在定位孔中上下移动以调节压块组件的位置。

利用所述的下压平衡装置装配重型单作用油缸柱塞的方法，具体步骤为：首先，在将待装配的油缸缸体水平固定之后，沿油缸缸体内导向铜套的轴向放置支承辊组，然后将待装配的柱塞水平吊装在支承辊组上，并通过调整支承辊组的位置，使得柱塞和油缸缸体中的导向铜套同轴，再将柱塞推入导向铜套和油缸缸体内孔中，即可完成柱塞的装配；在柱塞推入导向铜套和油缸缸体内孔的过程中，当柱塞重心进入导向铜套且并未移出导向铜套时，进行下压平衡装置的安装，其安装方法为：将下压平衡装置吊装至导向铜套和支承辊组之间，使其横跨柱塞落在装配平台上，并调整支架及压块组件，使压块组件中的弹性压片贴在柱塞的柱面上，然后将支架固定在装配平台上，同时通过压紧螺钉固定压块组件即可。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

第一，本发明中所用的下压平衡装置可以对柱塞进行同轴位置定位，其结构简单、尺寸相对较小、操作方便，采用本发明的下压平衡装置进行重型单作用油缸柱塞装配，可避免重型单作用油缸柱塞在装配过程中因柱塞重心偏离支撑点而导致柱塞一端上翘与导向铜套不同轴所引起的柱塞卡死或划伤导向铜套表面而报废的不安全装配。其原因在于：这是因为该柱塞装配过程平衡方法中，在同轴找正后，随着柱塞通过导向铜套不断被推入缸体至柱塞重心移出导向铜套时，柱塞重心的偏移及柱塞与导向铜套的装配间隙所引起的柱塞一端上翘，被所采用的下压平衡方法及相应的下压平衡装置使得柱塞无法翘起，始终保持与导向铜套的同轴状态，确保柱塞的顺利装配，实现了重型单作用油缸柱塞的装配过程同轴度的保持，避免因柱塞卡死或柱塞、装配铜套表面划伤而导致报废的安全装配目的。

第二，本装置中与柱塞面接触的是压块组件中的弹性压片，因弹性压片是由具有弹性的非金属材料制成，硬度较金属的柱塞低，不会对柱塞造成划伤。

第三，下压平衡装置中，支架两端的定位孔在竖直方向上的尺寸大于压块组件两端端部相应的尺寸，这样压块组件两端部在定位孔内可以上下移动，进而调整压块组件在支架上的位置，使得压块组件能够紧贴柱塞面，从而保证装配过程中对柱塞上翘的下压效果，保证柱塞和导向铜套同轴装配。

附图说明

图1是重型单作用油缸的结构示意图。

图2是现有技术中水平装配方法一的示意图。

图3是现有技术中水平装配方法二示意图。

图4是采用水平装配方法二时出现的柱塞偏斜示意图。

图5是在装配过程中本装置与相关部件配合的结构示意图。

图6是在装配过程中本装置与相关部件配合的立体结构示意图。

图7是下压平衡装置的正视图。

图8是下压平衡装置的立体结构示意图。

图9是压块组件的结构示意图。

图10是压块组件中弹性压片的结构示意图。

图11是支架的结构示意图。

图中标记：1、油缸缸体，2、柱塞，3、导向铜套，4、支承辊组，5、下压平衡装置，501、压紧螺钉，502、压块组件，502-1、压块体，502-2、弹性压片，503、支架，503-1、横梁，503-2、主板，503-3、定位孔，503-4、圆弧筋板；

图中G表示柱塞的重心。

具体实施方式

下面结合附图，通过具体的实施方式对本发明的结构与装配方法作进一步的说明。

如图所示，一种装配重型单作用油缸柱塞的下压平衡装置，用于重型单作用油缸柱塞的水平装配，以防止柱塞装配过程中出现上翘偏斜；在装配时，油缸缸体水平固定，并沿油缸缸体内导向铜套的轴向放置支承辊组，支承辊组由两组支承辊组成，待装配的柱塞水平放置在支承辊组上，并和导向铜套同轴，此时，柱塞的重心G位于两组支承辊之间，在柱塞的装配过程中，所述的下压平衡装置横跨在支承辊组和导向铜套之间的柱塞柱面上；

所述的下压平衡装置包括支架、压紧螺钉和压块组件，该支架为框架结构，由两块L形主板通过主板之间的横梁以及横梁两侧的圆弧筋板焊接而成，并且，横梁和圆弧筋板围成下端开口的容纳压块组件的空间，在支架的两端，即两主板相对的两个面上分别设置对称的定位孔，定位孔为方孔，定位孔中相对的两个竖直面为定位面，在同一定位孔中，两定位面相平行，在两个定位孔中，同一侧的定位面共面且平行，并且，定位面均垂直于支承辊上待装配的柱塞中心轴，支架的顶端设有压紧螺钉孔，支架的底端设有固定螺栓孔，用于将支架固定在装配平台上，所述的压块组件安装在上述空间内，压块组件的两端安装在定位孔中，并能够在定位孔中上下移动，压块组件包括压块体和弹性压片，压块体由金属材料制成，下部具有圆弧面，并在圆弧面上设有圆弧槽，所述的弹性压片为与圆弧面配合的弧形，并由具有弹性的非金属材料制成，将弹性压片卡在圆弧槽内并紧贴圆弧面粘接固定，形成与柱塞面相配合的弧面，用压紧螺钉将压块组件固定在支架上。

所述的压紧螺钉采用了GB/T85-1988标准件，四方头用于扳手把紧；螺纹轴与支架中螺纹孔配合把紧后可产生一定的压紧力，用于压块组件的压紧；小于螺纹轴底径的压紧头部主要是避免压紧产生变形时螺纹的拧出。

所述压块体上的两侧面要求平行且与圆弧面垂直。

利用上述下压平衡装置进行重型单作用油缸柱塞装配的方法如下：

将缸体水平固定，沿导向铜套的轴向方向设置两组支承辊，并将待装配的柱塞水平吊起放置在支承辊上，调整支承辊，使得柱塞与导向铜套同轴（如图3）；

沿柱塞的轴向方向，将柱塞推入导向铜套与缸体内孔中，在此过程中，当柱塞重心G进入导向铜套且未移出导向铜套（即图5所示的位置）时，进行下压平衡装置的吊装，使下压平衡装置横跨柱塞落在装配平台上，并调整支架及压块组件使压块组件中具有弹性的非金属弹性压片的弧面贴紧在柱塞面上，再将支架固定在装配平台上，同时通过压紧螺钉固定压块组件；

之后，继续推进柱塞，当柱塞重心G移出导向铜套并脱离导向铜套的支撑后，由于下压平衡装置中的压紧螺钉顶紧在压块组件上，使得压块组件中的弹性压片压紧在柱塞面上(即弹性压片与柱塞为零间隙配合），这样就阻止了柱塞的上翘，以此保证后续装配中柱塞与导向铜套的同轴，同时也保护了导向铜套内孔与柱塞面的完好无损。

Claims (4)

1.一种装配重型单作用油缸柱塞的下压平衡装置，待装配的油缸缸体（1）水平固定，并沿油缸缸体（1）内导向铜套（3）的轴向设置支承辊组（4），待装配的柱塞（2）水平放置在支承辊组（4）上，其特征在于：所述的下压平衡装置（5）横跨在支承辊组（4）和导向铜套（3）之间的柱塞（2）柱面上，下压平衡装置（5）包括压紧螺钉（501）、压块组件（502）和支架（503），支架下部固定在装配平台上，支架（503）上部的两端分别设有相同的定位孔（503-3），定位孔（503-3）之间为放置压块组件（502）的空间，压块组件（502）的两端分别支撑两定位孔（503-3）中；压块组件（502）由压块体（502-1）和弹性压片（502-2）组成，压块体（502-1）具有圆弧面，弹性压片（502-2）固定在该圆弧面上后，形成与柱塞（2）柱面配合的弧面，所述的压紧螺钉（501）固定在支架（503）上部的螺纹孔内以固定压块组件（502），使得压块组件（502）的弹性压片（502-2）与柱塞（2）柱面零间隙配合，以阻止装配过程中柱塞（2）上翘。

2.根据权利要求1所述的一种装配重型单作用油缸柱塞的下压平衡装置，其特征在于：所述支架（503）由两块主板（503-2）通过主板（503-2）之间的横梁（503-1）及横梁（503-1）两侧的圆弧筋板（503-4）焊接而成，所述定位孔（503-3）为方形孔，并分别设置在两主板（503-2）上，定位孔（503-3）中相对的两个侧面为定位面，在同一定位孔（503-3）内，两定位面相平行，在两个定位孔（503-3）之间，同一侧的定位面共面且平行，定位面均垂直于待装配的柱塞（2）中心轴，主板（503-2）底部设有固定螺栓孔。

3.根据权利要求1所述的一种装配重型单作用油缸柱塞的下压平衡装置，其特征在于：所述定位孔（503-3）在竖直方向上大于压块组件（502）两端部的尺寸，使得压块组件（502）的两端可在定位孔（503-3）中上下移动以调节压块组件（502）的位置。

4.利用权利要求1-3中任一项所述的下压平衡装置装配重型单作用油缸柱塞的方法，具体步骤为：首先，在将待装配的油缸缸体（1）水平固定之后，沿油缸缸体（1）内导向铜套（3）的轴向放置支承辊组（4），然后将待装配的柱塞（2）水平吊装在支承辊组（4）上，并通过调整支承辊组（4）的位置，使得柱塞（2）和油缸缸体（1）中的导向铜套（3）同轴，再将柱塞（2）推入导向铜套（3）和油缸缸体（1）内孔中，即可完成柱塞（2）的装配；其特征在于：在柱塞（2）推入导向铜套（3）和油缸缸体（1）内孔的过程中，当柱塞（2）重心进入导向铜套（3）且并未移出导向铜套（3）时，进行下压平衡装置（5）的安装，其安装方法为：将下压平衡装置（5）吊装至导向铜套（3）和支承辊组（4）之间，使其横跨柱塞（2）并落在装配平台上，然后调整支架（503）及压块组件（502），使压块组件（502）中的弹性压片（502-2）贴在柱塞（2）的柱面上，再将支架（503）固定在装配平台上，同时通过压紧螺钉（501）固定压块组件（502）即可。