CN109895408A - 一种缠绕垫片定位环安装装置及安装缠绕垫片的方法 - Google Patents

Abstract

一种缠绕垫片定位环安装装置，包括底座，定位轴，冲压轴和冲压凸台；底座设置有通孔，底座顶部设置有用于容纳定位缠绕垫片定位环的定位槽，定位槽与设置在底座上的通孔同轴设置；定位轴和冲压轴为同一圆柱体沿轴截面切割而成的两个半圆柱结构，制成定位轴和冲压轴的圆柱体表面设置有用于容纳缠绕垫片缠绕主体的容纳槽，容纳槽与制成定位轴和冲压轴的圆柱体的下表面平行；制成定位轴和冲压轴的圆柱体的外径小于缠绕垫片缠绕主体的内径；缠绕垫片缠绕主体套设于制成定位轴和冲压轴的圆柱体外表面并置于容纳槽；冲压凸台固定连接在冲压轴外表面位于冲压轴的容纳槽上部并与冲压轴的容纳槽相邻设置。

Description

一种缠绕垫片定位环安装装置及安装缠绕垫片的方法

技术领域

本发明涉及密封技术领域，尤其涉及一种缠绕垫片定位环安装装置及安装缠绕垫片的方法。

背景技术

金属缠绕垫片具有结构简单，对介质和温度的适应性强，耐压范围宽，具有多道密封等优点，与其它密封垫片相比，具有更加明显的优势，因此在石油化工、核电等行业，压力容器的连接法兰以及人孔、手孔的密封广泛采用金属缠绕垫片。金属缠绕垫片内环用于支撑作用，外环用于定位作用，内外环对垫片的密封性能具有重要影响，目前缠绕垫片的内环和定位环制作大都以冲压模具透过冲床冲制而成，然后人工将定位环与垫片主体(带内环的垫片主体)套装。人工套装对垫片密封面影响较大且生产效率低下，人工成本较高，为此需要对现有缠绕垫的装环装置和装环方法作进一步的改进。

此外，也有采用冲压外环的方式，如中国专利授权公告号CN106166838B,授权公告日2018年4月20日，发明名称为缠绕垫的装环装置以及装环方法，该专利公开了一种具有上下模的装置，首先利用模具把外环冲压成内凸型，然后把缠绕垫片主体放入外环利用下模进行二次冲压，把外环恢复原状，安装完成，但是，在该专利中，第一次冲压需要的精度较高，且对定位环进行两次冲压会影响定位环的刚度进而影响缠绕垫片的性能，此外上述专利的安装方法需要严格控制上下模的斜角尺寸，并且只要定位环尺寸改变就需要重新加工模具，冲压过程对模具损耗较大；另外，对外环内径处进行两次冲压，严重影响垫片的使用性能。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种缠绕垫片定位环安装装置及安装缠绕垫片的方法。

本发明的技术解决方案是：

一种缠绕垫片定位环安装装置，包括底座，定位轴，冲压轴和冲压凸台；底座设置有通孔，底座顶部设置有用于容纳定位缠绕垫片定位环的定位槽，定位槽与设置在底座上的通孔同轴设置；定位轴和冲压轴为同一圆柱体沿轴截面切割而成的两个半圆柱结构，制成定位轴和冲压轴的圆柱体表面设置有用于容纳缠绕垫片缠绕主体的容纳槽，容纳槽与制成定位轴和冲压轴的圆柱体的下表面平行；制成定位轴和冲压轴的圆柱体的外径小于缠绕垫片缠绕主体的内径；缠绕垫片缠绕主体套设于制成定位轴和冲压轴的圆柱体外表面并置于容纳槽；冲压凸台固定连接在冲压轴外表面位于冲压轴的容纳槽上部并与冲压轴的容纳槽相邻设置。

进一步的，所述缠绕垫片定位环安装装置包括保护垫片，保护垫片置于冲压轴的容纳槽内并与冲压凸台贴合。

进一步的，保护垫片的内径与冲压轴的容纳槽的槽底部抵接，外径与冲压凸台的外径相同。

进一步的，保护垫片的弹性模量小于缠绕垫片缠绕主体的弹性模量，优选橡胶。

进一步的，制成定位轴和冲压轴的圆柱体的外径比缠绕垫片缠绕主体的内径小2-4mm。

进一步的，底座上设置有定位孔。

进一步的，所述缠绕垫片定位环安装装置包括定位轴驱动装置和冲压轴驱动装置，定位轴驱动装置驱动定位轴沿水平方向和竖直方向移动，冲压轴驱动装置驱动冲压轴沿水平方向和竖直方向移动。

使用上述缠绕垫片定位环安装装置安装缠绕垫片的方法，包括如下步骤：

S1)、将定位轴和冲压轴置于同一水平高度，将缠绕垫片缠绕主体套设于制成定位轴和冲压轴的圆柱体外表面并置于容纳槽；

S2)、将定位轴和冲压轴沿水平方向反向移动，张紧缠绕垫片缠绕主体；

S3)、保持冲压轴静止，将定位轴沿竖直方向向底座移动，使缠绕垫片缠绕主体相对于水平面倾斜至预定角度α；

S4)、同时将定位轴和冲压轴沿竖直方向向底座移动直至缠绕垫片缠绕主体一端装进缠绕垫片定位环的内槽；

S5)、保持定位轴静止，将冲压轴沿竖直方向向底座移动，冲压缠绕垫片缠绕主体至缠绕垫片缠绕主体另一端装进缠绕垫片定位环的内槽；

S6)、将定位轴和冲压轴沿水平方向相向移动至定位轴和冲压轴的外表面脱离缠绕垫片缠绕主体内表面后，将定位轴和冲压轴沿竖直方向背离底座移动至初始位置，完成缠绕垫片缠绕主体的安装。

进一步的，α为5-10°。

进一步的，步骤S5中，将冲压轴沿竖直方向向底座移动，冲压缠绕垫片缠绕主体，冲压速度为0.01-0.1m/s。

本发明与现有技术相比的优点在于：

1、本发明的缠绕垫片定位环安装装置及安装缠绕垫片的方法，采用先倾斜缠绕垫片缠绕主体再安装的方式，大大降低了安装过程对缠绕垫片缠绕主体和缠绕垫片定位环的损坏，提高了垫片的安装速度，同时，本发明的缠绕垫片定位环安装装置及安装缠绕垫片缠绕主体的方法装置简单、操作方便、安装精度高。

2、本发明的缠绕垫片定位环安装装置设置弹性模量小于缠绕垫片缠绕主体的弹性模量的保护垫片以保护缠绕垫片缠绕主体，避免了缠绕垫片缠绕主体的损坏。

3、本发明的缠绕垫片定位环安装装置设置定位轴驱动装置和冲压轴驱动装置采用机械代替人工套装，安装效率高、成本低。

附图说明

图1为本发明的缠绕垫片定位环安装装置的三维结构示意图。

图2为本发明的缠绕垫片定位环安装装置及安装缠绕垫片的方法中，保持冲压轴静止，将定位轴沿竖直方向向底座移动，使缠绕垫片缠绕主体相对于水平面倾斜至预定角度的结构示意图。

图3为本发明的缠绕垫片定位环安装装置及安装缠绕垫片的方法中，同时将定位轴和冲压轴沿竖直方向向底座移动直至缠绕垫片缠绕主体一端装进缠绕垫片定位环的内槽的结构示意图。

图4为本发明的缠绕垫片定位环安装装置及安装缠绕垫片的方法中，保持定位轴静止，将冲压轴沿竖直方向向底座移动，冲压缠绕垫片缠绕主体至缠绕垫片缠绕主体另一端装进缠绕垫片定位环的结构示意图。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“抵接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1-4所示，一种缠绕垫片定位环安装装置，所述定位环包括缠绕垫片定位环3和缠绕垫片缠绕主体4，所述缠绕垫片定位环安装装置包括底座1，定位轴5，冲压轴6和冲压凸台7。

所述底座1设置有通孔，所述通孔的内径大于所述缠绕垫片缠绕主体4的内径，所述底座1顶部设置有用于容纳定位所述缠绕垫片定位环3的定位槽，所述定位槽相当于上模，所述定位槽与设置在所述底座1上的通孔同轴设置；所述定位轴5和冲压轴6为同一圆柱体沿轴截面切割而成的两个半圆柱结构，所述定位轴5和冲压轴6可以实现水平和竖直两种运动方式，水平运动方式用于张紧和脱离缠绕垫片缠绕主体4，竖直运动方式用于定位和冲压；制成所述定位轴5和冲压轴6的圆柱体表面设置有用于容纳缠绕垫片缠绕主体4的容纳槽，所述容纳槽与制成所述定位轴5和冲压轴6的圆柱体的下表面平行；所述制成所述定位轴5和冲压轴6的圆柱体的外径小于所述缠绕垫片缠绕主体4的内径，以便缠绕垫片缠绕主体4的安装和拆卸；所述缠绕垫片缠绕主体4套设于所述制成所述定位轴5和冲压轴6的圆柱体外表面并置于所述容纳槽；所述冲压凸台7固定连接在所述冲压轴6外表面位于所述冲压轴6的容纳槽上部并与所述冲压轴6的容纳槽相邻设置。

优选的，所述缠绕垫片定位环安装装置包括保护垫片8，所述保护垫片8置于所述冲压轴6的容纳槽内并与所述冲压凸台7贴合。所述保护垫片8的内径与所述冲压轴6的容纳槽的槽底部抵接，外径与所述冲压凸台7的外径相同。进一步优选的，所述保护垫片8采用弹性模量小于所述缠绕垫片缠绕主体4的弹性模量的软材料，优选橡胶等非金属软材料，以防止冲压过程中损坏密封面。

优选的，所述制成所述定位轴5和冲压轴6的圆柱体的外径比所述缠绕垫片缠绕主体4的内径小2-4mm，以方便安装和拆卸。

优选的，所述底座1上设置有定位孔2，所述底座1可以放置在工作台上，通过定位孔2利用定位螺钉定位。

优选的，所述缠绕垫片为金属缠绕垫片。

优选的，所述的缠绕垫片定位环安装装置包括定位轴驱动装置和冲压轴驱动装置，所述定位轴驱动装置驱动所述定位轴5沿水平方向和竖直方向移动，所述冲压轴驱动装置驱动所述冲压轴6沿水平方向和竖直方向移动，通过设置定位轴驱动装置和冲压轴驱动装置采用机械代替人工套装，安装效率高、成本低。

使用上述的缠绕垫片定位环安装装置安装缠绕垫片的方法，包括如下步骤：

S1、将定位轴5和冲压轴6置于同一水平高度，优选的，将所述同一水平高度设定为初始高度，将缠绕垫片缠绕主体4套设于所述制成所述定位轴5和冲压轴6的圆柱体外表面并置于所述容纳槽；

S2、将所述定位轴5和冲压轴6沿水平方向反向移动，张紧所述缠绕垫片缠绕主体4，对所述缠绕垫片缠绕主体4进行限位；

S3、保持所述冲压轴6静止，将所述定位轴5沿竖直方向向所述底座1移动，使所述缠绕垫片缠绕主体4相对于水平面倾斜至预定角度α；优选的，所述α为5-10°。

S4、同时将所述定位轴5和冲压轴6沿竖直方向向所述底座1移动直至所述缠绕垫片缠绕主体4一端装进所述缠绕垫片定位环3的内槽；

S5、保持所述定位轴5静止，将所述冲压轴6沿竖直方向向所述底座1移动，冲压所述缠绕垫片缠绕主体4至所述缠绕垫片缠绕主体4另一端装进所述缠绕垫片定位环3的内槽；优选的，冲压速度为0.01-0.1m/s，冲压速度不能太快，以防对密封面产生损坏。

S6、将所述定位轴5和冲压轴6沿水平方向相向移动至所述定位轴5和冲压轴6的外表面脱离所述缠绕垫片缠绕主体4内表面后，将所述定位轴5和冲压轴6沿竖直方向背离所述底座1移动至初始位置，完成缠绕垫片缠绕主体的安装。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种缠绕垫片定位环安装装置，其特征在于，包括底座，定位轴，冲压轴和冲压凸台；

底座设置有通孔，底座顶部设置有用于容纳定位缠绕垫片定位环的定位槽，定位槽与设置在底座上的通孔同轴设置；定位轴和冲压轴为同一圆柱体沿轴截面切割而成的两个半圆柱结构，制成定位轴和冲压轴的圆柱体表面设置有用于容纳缠绕垫片缠绕主体的容纳槽，容纳槽与制成定位轴和冲压轴的圆柱体的下表面平行；制成定位轴和冲压轴的圆柱体的外径小于缠绕垫片缠绕主体的内径；缠绕垫片缠绕主体套设于制成定位轴和冲压轴的圆柱体外表面并置于容纳槽；冲压凸台固定连接在冲压轴外表面位于冲压轴的容纳槽上部并与冲压轴的容纳槽相邻设置。

2.根据权利要求1所述的缠绕垫片定位环安装装置，其特征在于，包括保护垫片，保护垫片置于冲压轴的容纳槽内并与冲压凸台贴合。

3.根据权利要求2所述的缠绕垫片定位环安装装置，其特征在于，保护垫片的内径与冲压轴的容纳槽的槽底部抵接，外径与冲压凸台的外径相同。

4.根据权利要求2所述的缠绕垫片定位环安装装置，其特征在于，保护垫片的弹性模量小于缠绕垫片缠绕主体的弹性模量，优选橡胶。

5.根据权利要求1所述的缠绕垫片定位环安装装置，其特征在于，制成定位轴和冲压轴的圆柱体的外径比缠绕垫片缠绕主体的内径小2-4mm。

6.根据权利要求1所述的缠绕垫片定位环安装装置，其特征在于，底座上设置有定位孔。

7.根据权利要求1所述的缠绕垫片定位环安装装置，其特征在于，包括定位轴驱动装置和冲压轴驱动装置，定位轴驱动装置驱动定位轴沿水平方向和竖直方向移动，冲压轴驱动装置驱动冲压轴沿水平方向和竖直方向移动。

8.一种使用权利要求1-7任一项权利要求所述的缠绕垫片定位环安装装置安装缠绕垫片的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1)、将定位轴和冲压轴置于同一水平高度，将缠绕垫片缠绕主体套设于制成定位轴和冲压轴的圆柱体外表面并置于容纳槽；

S2)、将定位轴和冲压轴沿水平方向反向移动，张紧缠绕垫片缠绕主体；

S3)、保持冲压轴静止，将定位轴沿竖直方向向底座移动，使缠绕垫片缠绕主体相对于水平面倾斜至预定角度α；

S4)、同时将定位轴和冲压轴沿竖直方向向底座移动直至缠绕垫片缠绕主体一端装进缠绕垫片定位环的内槽；

S5)、保持定位轴静止，将冲压轴沿竖直方向向底座移动，冲压缠绕垫片缠绕主体至缠绕垫片缠绕主体另一端装进缠绕垫片定位环的内槽；

S6)、将定位轴和冲压轴沿水平方向相向移动至定位轴和冲压轴的外表面脱离缠绕垫片缠绕主体内表面后，将定位轴和冲压轴沿竖直方向背离底座移动至初始位置，完成缠绕垫片缠绕主体的安装。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，α为5-10°。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤S5中，将冲压轴沿竖直方向向底座移动，冲压缠绕垫片缠绕主体，冲压速度为0.01-0.1m/s。