CN111232270A - 锥形产品的装配结构 - Google Patents

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欧阳勇
杨云斌
郝文锐
李劲松
孙素梅
王玲玲
姜日红
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Abstract

本发明公开了一种锥形产品的装配结构，锥形产品置于包装箱内，包装箱包括箱体组件和箱盖组件，箱体组件对锥形产品的锥面进行支承，箱盖组件对锥形产品的大端面进行支承，装配结构包括用于压缩后实现锥形产品在包装箱中的轴向预紧的碟簧组件，碟簧组件的第一端与锥形产品的大端面连接，碟簧组件的第二端与箱盖组件连接；装配完毕后，碟簧组件处于预压缩状态；箱盖组件包括至少二个的垫片，垫片包括厚垫片和薄垫片。本发明具有轴向预紧力可量化调节与控制、装配操作简单、实用性强等特点，适用于多数锥形产品、尤其是小锥角锥形产品在端开盖包装箱中的支撑结构。

Description

锥形产品的装配结构
技术领域
本发明属于装配结构技术领域，具体涉及一种锥形产品的装配结构。
背景技术
端开盖包装箱包装锥形产品的支撑结构，一种形式是产品支撑结构与包装箱固定，为锥形产品提供固定在包装箱上的锥面支撑。装箱时，先将锥形产品轴向装入包装箱中，再进行轴向定位预紧。对于这种形式，锥形产品在包装箱中通常为锥面+大端面支撑，而由于锥形产品与支撑框在锥面法向与轴向的累积公差，锥形产品的轴向位置具有较大分散性，因此，需要在控制尺寸精度的同时，设计大端调节结构实现轴向的固定。通常采用橡胶或泡沫等具有一定压缩能力的软质材料在锥形产品大端进行轴向预紧，然而却难以实现轴向预紧力的准确与量化控制。
上述传统的橡胶或泡沫调节预紧结构，在设计阶段，只能根据尺寸精度控制情况及尺寸链计算结果，结合橡胶或泡沫的弹性与压缩能力，基于经验给出轴向尺寸。在装配验证之后，根据装配松紧程度，基于经验对轴向尺寸进行优化，以改善锥形产品的轴向预紧状态，但仍不清楚准确量化的轴向预紧力。因为在设计阶段不掌握锥形产品在包装箱中真实装配到位后的大端位置，而在使用阶段又不可能掌握每一件锥形产品装入包装箱中到位后的大端位置。
另外，对于指定包装箱的橡胶或泡沫调节预紧结构，当搭配同一状态的多件锥形产品时，每一件锥形产品的轴向预紧状态都有或大或小的差别，因为每一件锥形产品的实际尺寸都是公差范围内的不同值。
为了解决以上问题我方研发出了一种锥形产品的装配结构。
发明内容
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种锥形产品的装配结构。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
锥形产品的装配结构，锥形产品置于包装箱内，包装箱包括箱体组件和箱盖组件，箱体组件对锥形产品的锥面进行支承，箱盖组件对锥形产品的大端面进行支承，装配结构包括用于压缩后实现锥形产品在包装箱中的轴向预紧的碟簧组件，碟簧组件的第一端与锥形产品的大端面连接，碟簧组件的第二端与箱盖组件连接；装配完毕后，碟簧组件处于预压缩状态。
优选地，箱盖组件的内部设置有厚度可调节机构，厚度可调节机构的作用端与碟簧组件连接，厚度可调节机构通过厚度调节用于调整碟簧组件的压缩量。
进一步优选地，厚度可调节机构包括至少一个的垫片。
进一步优选地，厚度可调节机构包括至少二个的垫片，垫片包括厚垫片和薄垫片。
优选地，箱盖组件还包括箱盖和沉头螺钉，箱盖内侧设置有螺孔，垫片上设置有孔，沉头螺钉穿过垫片上的孔再旋入螺孔用于将垫片固定在箱盖上。
具体地，碟簧组件包括至少一个的碟簧。
优选地，碟簧组件包括至少二个的碟簧和螺栓连接件，相邻两个碟簧的连接处通过螺栓连接件连接。
进一步优选地，碟簧为偶数个，一个碟簧的大直径端与锥形产品的大端面连接，另一个碟簧的大直径端与箱盖组件连接。
优选地，锥形产品与箱体组件、箱盖组件的连接处均设置有用于避免锥形产品划伤或磨损的柔性连接件。
进一步优选地，柔性连接件为毛毡。
本发明的有益效果在于：
本发明的锥形产品的装配结构；
装配结构具有轴向预紧力可量化调节与控制、装配操作简单、实用性强等特点，适用于多数锥形产品、尤其是小锥角锥形产品在端开盖包装箱中的支撑结构。
附图说明
图1为锥形产品包装状态的结构示意图；
图2为锥形产品的待包装状态的结构示意图；
图3为本申请中碟簧组件的结构示意图；其中a为主视图，b为侧向剖视图；
图4为本申请中箱盖的结构示意图；其中a为主视图，b为侧向剖视图；
图5为图4中的c部分结构放大图；
图6为本申请中锥面尺寸偏差对轴向位置的影响分析示意图；
图7为本申请中装配预紧调节尺寸链分析示意图。
图中：1-箱体组件；2-锥形产品；3-碟簧组件；31-碟簧；32-螺栓连接件；4-箱盖组件；41-箱盖；42-厚垫片；43-薄垫片；44-沉头螺钉。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1、2所示，锥形产品的装配结构，锥形产品2置于包装箱内，包装箱包括箱体组件1和箱盖组件4，箱体组件1对锥形产品2的锥面进行支承，箱盖组件4对锥形产品2的大端面进行支承，其特征在于：装配结构包括用于压缩后实现锥形产品2在包装箱中的轴向预紧的碟簧组件3，碟簧组件3的第一端与锥形产品2的大端面连接，碟簧组件3的第二端与箱盖组件4连接；装配完毕后，碟簧组件3处于预压缩状态。
在本实施例中，包装箱内设置有锥面支承框，且锥面支承框对锥形产品2的支承为刚性支承；碟簧组件3对锥形产品2的轴向支承为弹性支承；
在装箱过程中，通过碟簧组件3的压缩实现锥形产品2在包装箱中的轴向预紧；碟簧组件3提供的预紧力大小可以通过碟簧组件3自身进行调节(比如，增加或减少碟簧组件3中碟簧31的数量，改变碟簧31的种类)；
如图1、2所示，箱盖组件4的内部设置有厚度可调节机构，厚度可调节机构的作用端与碟簧组件3连接，厚度可调节机构通过厚度调节用于调整碟簧组件3的压缩量。
在本实施例中，碟簧组件3的压缩量通过调节厚度可调节机构进行调节(通过改变箱盖组件4的厚度，从而改变锥形产品2的大端面与箱盖组件4之间的距离)，压缩量大小根据锥形产品2的轴向预紧力和碟簧组件3的压缩刚度确定；
如图5所示，厚度可调节机构包括至少一个的垫片。
本实施例中，通过垫片的增加或取消，不同厚度垫片的切换来实现对碟簧组件3的压缩量调整。
如图5所示，厚度可调节机构包括至少二个的垫片，垫片包括厚垫片42和薄垫片43。
本实施例中，通过垫片的增加或取消，不同厚度垫片的搭配来实现对碟簧组件3的压缩量调整。通过两种厚度的垫片在数量上的搭配，可以实现压缩量的连续调节，调节更加便捷；
如图4、5所示，箱盖组件4还包括箱盖41和沉头螺钉44，箱盖41内侧设置有螺孔，垫片上设置有孔，沉头螺钉44穿过垫片上的孔再旋入螺孔用于将垫片固定在箱盖41上。
在本实施例中，示出了箱盖组件4的一般使用状态，即为组合后进行使用，结构组成简单；在使用过程中一般不再分解，其中，沉头螺钉44的规格需根据垫片的总厚度进行配套；
如图3所示，碟簧组件3包括至少一个的碟簧31。
本实施例中，采用一个碟簧31即可实现对锥形产品2的轴向支承；
如图3所示，碟簧组件3包括至少二个的碟簧31和螺栓连接件32，相邻两个碟簧31的连接处通过螺栓连接件32连接。
本实施例中，通过至少二个的碟簧31设置，可以更好的实现对锥形产品2的轴向支承；至少二个的碟簧31通过螺栓连接件32的作用可以使所有的碟簧31连成一个整体，但是又可以拆卸，在使用时候更加的方便；
如图3所示，碟簧31为偶数个，一个碟簧31的大直径端与锥形产品2的大端面连接，另一个碟簧31的大直径端与箱盖组件4连接。
锥形产品2与箱体组件1、箱盖组件4的连接处均设置有用于避免锥形产品2划伤或磨损的柔性连接件。
柔性连接件优选为毛毡。
由于锥形产品2与包装箱支撑框在锥面的累积公差，锥形产品2的轴向位置具有一定分散性。因此，在公差范围内的多个锥形产品2与多个包装箱组合时，所需的调节垫片厚度存在分散性。以下对影响分散性大小的主要因素-锥形产品2(或包装箱支撑框)锥面法向尺寸对轴向位置的影响进行分析，分析示意如图6所示。
在图6中，锥形产品2锥面法向尺寸偏差为ΔR(在公差范围内)，ΔR引起的轴向位置偏差为ΔL，锥形产品2的半锥角为α。为便于图示更清晰，将相关尺寸放大(比例关系不变)，ΔR’为ΔR放大的结果，ΔL’为ΔL放大的结果。显然，由图6可见，ΔL＝ΔR/sinα。因此，当锥形产品2半锥角为5°时，ΔL≈11.5ΔR；当锥形产品2半锥角为10°、20°、30°时，锥形产品2锥面法向尺寸偏差分别将放大为约5.8倍、2.9倍、2倍的轴向位置偏差。同理，包装箱支撑框锥面的法向尺寸偏差也将存在同样的放大规律。加之锥形产品2与包装箱支撑框在轴向的尺寸偏差，所有影响因素累积导致锥形产品2在包装箱内的轴向位置存在较大分散性。对此，本专利技术提出以下解决方案：
装配预紧调节的尺寸链分析如图7所示；
假定锥形产品2的轴向预紧力对应的碟簧组件3压缩量为dy(研究给定值)；
为了减小锥形产品2与包装箱的个体差异对包装预紧状态的影响，在装配流程中增加尺寸测量与垫片选配：①锥形产品2轴向装箱到位后，测量图7中尺寸d1(锥形产品2大端面与箱体法兰端面的距离)；②根据dy和d1，以及图7中已知的碟簧组件3压缩前厚度t0、箱盖41尺寸L，按照tx＝d1+L-t0+dy计算得出调节垫片的总厚度；
根据基于实测位置获得的调节垫片总厚度，采用3mm的厚垫片42与1mm的薄垫片43搭配的方案，组合获得所需的垫片总厚度。其中，根据分散性大小，3mm的厚垫片42可准备多片(或n片)，而1mm薄垫片43只需两片，实现3mm～(3n+2)mm的调节范围。
本专利技术的装配结构主要具有以下特点：
(1)锥形产品2在包装箱中通过锥面与大端面进行支承，锥面为刚性支承、大端面采用碟簧组件3弹性支承，可以根据锥形产品2的轴向预紧力需求，通过控制碟簧组件3的压缩量(前文中dy)准确调节；
(2)碟簧组件3的压缩量通过调节垫片进行控制，调节垫片的总厚度(前文中tx)通过实测锥形产品2大端面与箱体法兰端面的距离(前文中d1，圆周方向测量不少于3处取平均值)，结合已知的L、t0和研究给定的dy，按照尺寸关系tx＝d1+L-t0+dy计算得出；
(3)基于实测数据按尺寸关系计算得出的调节垫片总厚度tx，通过3mm的厚垫片42与1mm的薄垫片43搭配的方案组合获得，厚垫片42与薄垫片43的具体规格可以根据锥形产品2与相应包装箱的尺度进行缩放，但厚垫片42与薄垫片43的厚度比为3，以减少调节垫片的规格与数量；
(4)碟簧组件3为同一状态(且同一类型)不同数量(一般为偶数)的碟簧31通过螺栓连接件32固连构成；
(5)确定调节垫片数量搭配后，通过一定数量的沉头螺钉44将调节垫片固定在包装箱箱盖41上，形成箱盖组件4，在使用过程中一般不再分解。其中，沉头螺钉44的规格需根据垫片的总厚度进行配套。
本申请所涉及的装配结构可针对锥形产品2的轴向预紧力需求进行量化准确调节，锥形产品2与包装箱个体差异带来的预紧状态分散性能够明显减小，装配操作简单、实用性强，适用于多数锥形产品2尤其是小锥角的锥形产品2在端开盖包装箱中的支撑结构设计。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其效物界定。

Claims (10)

1.锥形产品的装配结构，锥形产品置于包装箱内，包装箱包括箱体组件和箱盖组件，箱体组件对锥形产品的锥面进行支承，箱盖组件对锥形产品的大端面进行支承，其特征在于：装配结构包括用于压缩后实现锥形产品在包装箱中的轴向预紧的碟簧组件，碟簧组件的第一端与锥形产品的大端面连接，碟簧组件的第二端与箱盖组件连接；装配完毕后，碟簧组件处于预压缩状态。
2.根据权利要求1所述的锥形产品的装配结构，其特征在于，箱盖组件的内部设置有厚度可调节机构，厚度可调节机构的作用端与碟簧组件连接，厚度可调节机构通过厚度调节用于调整碟簧组件的压缩量。
3.根据权利要求2所述的锥形产品的装配结构，其特征在于，厚度可调节机构包括至少一个的垫片。
4.根据权利要求3所述的锥形产品的装配结构，其特征在于，厚度可调节机构包括至少二个的垫片，垫片包括厚垫片和薄垫片。
5.根据权利要求3或4所述的锥形产品的装配结构，其特征在于，箱盖组件还包括箱盖和沉头螺钉，箱盖内侧设置有螺孔，垫片上设置有孔，沉头螺钉穿过垫片上的孔再旋入螺孔用于将垫片固定在箱盖上。
6.根据权利要求1-4任一项所述的锥形产品的装配结构，其特征在于，碟簧组件包括至少一个的碟簧。
7.根据权利要求6所述的锥形产品的装配结构，其特征在于，碟簧组件包括至少二个的碟簧和螺栓连接件，相邻两个碟簧的连接处通过螺栓连接件连接。
8.根据权利要求7所述的锥形产品的装配结构，其特征在于，碟簧为偶数个，一个碟簧的大直径端与锥形产品的大端面连接，另一个碟簧的大直径端与箱盖组件连接。
9.根据权利要求1所述的锥形产品的装配结构，其特征在于，锥形产品与箱体组件、箱盖组件的连接处均设置有用于避免锥形产品划伤或磨损的柔性连接件。
10.根据权利要求9所述的锥形产品的装配结构，其特征在于，柔性连接件为毛毡。
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