CN112247912B - 一种圆柱压缩弹簧安装工具及安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种圆柱压缩弹簧安装结构及安装方法，使用该装置在钳台上单人操作即可完成弹簧的压缩装配，装配效率高；该装置适用性广，可满足多种规格弹簧的压缩安装需求；该装置使用加长压杆，操作简单、快捷，省时省力；该装置组成元件结构工艺性好，使用寿命长，制造成本低。本发明实现了弹簧在普通钳台上按照实际装配需求进行压缩后安装的装配要求，克服了无专用工具难以操作的不足，该工具操作简单，弹簧和心轴装卸方便；结构简单，易于制造，成本低廉，装配效率高，适用于大批量生产；可满足多种规格弹簧的安装需求。

Description

一种圆柱压缩弹簧安装工具及安装方法

技术领域

本发明涉及一种安装工具，特别是涉及一种圆柱压缩弹簧安装工具及安装方法。

背景技术

弹簧是一种利用弹性工作的机械零件，作为工业系统的一个重要元件，形状和种类较多，圆柱压缩弹簧是一种常见的弹簧类型，也是储存能量最为有效的一种机械元件，应用十分广泛。在本发明所涉及的圆柱压缩弹簧安装时，弹簧套在心轴上，压缩预定的长度后安装挡环，弹簧回弹带动挡环卡在心轴凹槽内完成安装。因弹簧压力较大，使用人力不能直接压缩后安装；由于没有合适的安装工具，此类压缩弹簧的安装往往工作量大，安装极为不便，严重影响压缩弹簧的安装效率，且存在一定的安全隐患。因此，急需一种可用于安装圆柱压缩弹簧的安装工具。

发明内容

本发明解决的技术问题是：提供一种圆柱压缩弹簧的安装工具，旨在解决现有复杂零部件装配中，弹簧压缩装配困难的问题，设计、制作了圆柱压缩弹簧安装结构，实现了弹簧的快速压缩和高效装配

本发明的技术方案是：一种圆柱压缩弹簧安装结构，包括底板、滑块、定位块、挡板、操作组件、弹簧心轴、弹簧挡环、弹簧、第一导轨和第二导轨；

底板上一端固定定位块，另一端铺设第一导轨和第二导轨，其中第一导轨和第二导轨平行放置，定位块轴线与导轨轴线相互平行且定位块轴线位于两个导轨轴线之间；两个导轨相对的侧壁上均开有凹槽；滑块腔体为空腔体，对称的两侧内壁开有凹槽，外侧壁两端设有凸起，且凸起分别置于凹槽内，能够来回轴线移动；弹簧心轴两端内径不同，且轴体上沿轴线对称开有凹槽；

操作组件带动滑块向远离定位块的方向运动，将弹簧套在弹簧心轴上后，弹簧心轴大径端插入盲孔中，小径端位于滑块的腔体内，同时将挡板插入滑块的凹槽内，此时保证弹簧心轴上的凹槽位于弹簧内；操作组件带动滑块向靠近定位块的方向运动并压缩弹簧，直至挡板与弹簧接触，此时弹簧心轴上的凹槽露出，且位于挡板远离定位块的一侧；操作组件再次带动滑块向远离定位块的方向运动到足够大的空间后，将弹簧心轴、弹簧和弹簧挡环取出，完成弹簧的压缩装配。

本发明进一步的技术方案是：所述定位块中心处和侧壁均开有盲孔，其中中心处的盲孔用于插入弹簧心轴大径端，侧壁上的盲孔用于连接操作组件。

本发明进一步的技术方案是：所述操作组件包括压杆、连杆和手柄；压杆一端与定位块侧壁铰接，另一端与手柄固连；连杆一端与滑块侧壁铰接，另一端与压杆的杆体铰接。

本发明进一步的技术方案是：所述挡板一端开有U型槽，用于穿过弹簧心轴，以保证挡板能够沿弹簧心轴的轴线作往复直线运动；向上提起手柄时，挡板靠近定位块的侧面与弹簧远离定位块的端头接触，此时，弹簧的弹力使挡板远离定位块的侧面与滑块窄槽远离定位块的侧面接触；U型槽上方开有一通孔。

本发明进一步的技术方案是：所述U型槽上方的通孔用于插入辅助工具，方便挡板从滑块的窄槽中拔出。

本发明进一步的技术方案是：所述弹簧挡环径向开有U型槽，用于穿过弹簧心轴的凹槽，弹簧挡环靠近定位块的侧面与弹簧远离定位块的端头接触，弹簧的弹力使弹簧挡环的另一个侧面与弹簧心轴凹槽远离定位块的台阶面接触，将弹簧压缩至预定的长度。

本发明进一步的技术方案是：所述弹簧挡环11与弹簧心轴10的凹槽以间隙配合d11/H12插在凹槽处。

本发明进一步的技术方案是：一种圆柱压缩弹簧安装结构的安装方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：向下压手柄，手柄带动压杆一端逆时钟转动，连杆一端相对压杆顺时针转动，连杆另一端带动滑块向远离定位块的方向滑动，当连杆与底板水平夹角小于30°时，停止下压手柄，此时，滑块与定位块之间的距离即可保证弹簧心轴能够插入定位块的盲孔中；

步骤二：将1个弹簧套在弹簧心轴上，使弹簧一端紧贴弹簧心轴的大径端，且该大径端插入定位块的盲孔中，并紧贴盲孔底面；

步骤三：将挡板插入滑块的凹槽中，使挡板的U型槽穿过弹簧心轴的小径端，U型槽内壁与小径端轴向单边间隙为0.5mm，此时，弹簧处于自由状态，挡板靠近定位块侧面与弹簧不接触；

步骤四：向上提手柄，手柄带动压杆一端顺时钟转动，连杆一端相对压杆逆时针转动，连杆另一端带动滑块向靠近定位块的方向滑动，所述滑块进而带动挡板向靠近定位块的方向运动，直至挡板开始与弹簧接触，并逐渐压缩弹簧，使弹簧心轴上的凹槽露出一定距离，该距离为弹簧挡环厚度的2倍即可，将弹簧挡环从挡板与弹簧不接触的一面插在弹簧心轴的凹槽上；

步骤五：缓慢将挡板从滑块的凹槽中拔出后，此时，弹簧与弹簧挡环接触，弹簧的弹力使弹簧挡环紧贴在弹簧心轴上凹槽远离定位块的台阶面上，向下压手柄，使滑块向远离定位块的方向滑动，当连杆与底板水平夹角小于30°时，停止下压手柄，此时，滑块与定位块之间的距离即可保证弹簧心轴、弹簧挡环和弹簧能够从定位块的盲孔中取出，完成一根弹簧的压缩装配。

发明效果

本发明的技术效果在于：该装置结构简单，由底板、滑块、连杆、压杆、定位块、挡板、导轨、手柄组成，使用该装置在钳台上单人操作即可完成弹簧的压缩装配，装配效率高；该装置适用性广，可满足多种规格弹簧的压缩安装需求；该装置使用加长压杆，操作简单、快捷，省时省力；该装置组成元件结构工艺性好，使用寿命长，制造成本低，制造成本约为500元。本发明是一种圆柱压缩弹簧安装工具，包括底板、滑块、连杆、压杆、定位块、挡板、导轨、手柄。本发明放置在普通钳台上，对设备和环境要求低；弹簧安装在心轴上，适用的弹簧范围广；心轴一端卡在定位块的定位孔内，心轴的另一端放在滑块的内腔；向上或向下操纵手柄，经过压杆和连杆带动滑块和挡板进行直线往复运动，即可完成弹簧的压缩和放松，操作简便快捷，省时省力；该工具结构简单，产品适应性强，兼容性高，压缩效率高，成本低廉。

本发明实现了弹簧在普通钳台上按照实际装配需求进行压缩后安装的装配要求，克服了无专用工具难以操作的不足，该工具操作简单，弹簧和心轴装卸方便；结构简单，易于制造，成本低廉，装配效率高，适用于大批量生产；可满足多种规格弹簧的安装需求。

附图说明

图1a是弹簧处于压缩状态时本实用新型安装工具的主视图。

图1b是弹簧处于压缩状态时本实用新型安装工具的俯视图。

图2a是弹簧处于自由状态时本实用新型安装工具的主视图。

图2b是弹簧处于自由状态时本实用新型安装工具的主视图

图3是弹簧安装示意图。

图4是弹簧心轴结构示意图。

图5是弹簧结构示意图。

图6是弹簧挡环结构示意图。

图7是底板结构示意图。

图8是滑块结构示意图。

图9是连杆结构示意图。

图10是压杆结构示意图。

图11是定位块结构示意图。

图12是挡板结构示意图。

图13是手柄结构示意图。

图14是第一导轨结构示意图。

图15是第二导轨结构示意图。

图中，1-底板，2-滑块，3-连杆，4-压杆，5-定位块，6-挡板，7-手柄，8-第一导轨，9-第二导轨，10-弹簧心轴，11-弹簧挡环，12-弹簧。

具体实施方式

以下实施例参照图1～15。本发明圆柱压缩弹簧安装工具，尤其适用于圆柱压缩弹簧压缩安装用，本发明包括底板1、滑块2、连杆3、压杆4、定位块5、挡板6、手柄7、第一导轨8、第二导轨9。底板1和定位块5采用焊接的方式组合构成工具的主体，第一导轨8和第二导轨9通过螺钉对称固定在底板1上，并分别使用2个定位销采用过盈配合H7/m6与底板连接，所述第一导轨8和第二导轨9组合构成滑块2的运动导轨；滑块2的两侧的凸缘装入第一导轨8和第二导轨9上的T形槽内，并保证间隙配合H9/f9，确保滑块2运动灵活，无卡滞；压杆4一端使用螺钉固定在定位块5侧壁上，所述压杆4中部通过螺栓与连杆3一端铰接；所述连杆3另一端通过螺钉固定在滑块2的侧壁上；手柄7采用焊接的方式固定在压杆4的另一端；挡板6工作时插入滑块2的窄槽内。

参照图7；所述底板1，整体为长方形板类零件，由钢制材料制成；底板1上对称分布4个螺纹孔和4个圆柱孔，螺纹孔用于安装固定第一导轨8和第二导轨9的螺钉，圆柱孔用于安装固定第一导轨8和第二导轨9的定位销，防止轨道发生位移；底板1的4个角采用较大的倒角，底部为平面，直接放置在普通钳台上使用。

参照图8；所述滑块2，整体为带凸缘的长方体零件，由钢制材料制成；滑块2下端两侧面分别有1个凸缘，凸缘放在第一导轨8和第二导轨9组合构成的导轨内，凸缘侧面与导轨侧面采用间隙配合H9/f9，确保滑块2运动灵活，无卡滞；滑块2上端的中间为贯通的异形空腔，空腔主要用于避免运动干涉，确保弹簧心轴可以自由穿过滑块2；异形空腔的一端有一条窄长槽，用于固定挡板6；滑块2其中一个侧面上有一个长方形的凸台，凸台中间有1个螺纹孔，用于安装将连杆3固定在滑块2上的螺钉；滑块2下表面为平面，直接放置在底板1的上表面。

参照图9；所述连杆3，整体为长方形薄板类零件，由钢制材料制成；连杆3两端对称分布了2个螺栓过孔，一端的孔使用螺栓与压杆4铰接，另一端的孔通过螺钉固定在滑块2上，带动滑块2直线往复运动；连杆3两端头均为半圆形，避免棱角干涉，保证运动灵活。

参照图10；所述压杆4，整体为异形薄板类零件，由钢制材料制成；压杆4的一端和中间各开设有螺钉过孔，压杆4一端通过螺钉固定在定位块5上，中部通孔通过螺栓与连杆3一端铰接，带动连杆3运动；压杆4的另一端翘起，与主体构成钝角，方便手柄7操作；压杆4两端头均为半圆形，避免棱角干涉，保证运动灵活。

参照图11；所述定位块5，整体为带凸缘的长方体零件，由钢制材料制成；定位块5中间有一个轴线水平的盲孔，弹簧心轴的一端插入盲孔底部，盲孔与弹簧心轴为间隙配合G8/h7；与盲孔垂直的一个侧面上有一个长方形的凸台，凸台中间有1个螺纹孔，用于通过螺钉将压杆4固定在定位块5上；定位块5下表面为平面，采用焊接的方式固定在底板1一端的上表面，组合构成工具的主体。

参照图12；所述挡板6，整体为长方形的薄板类零件，由钢制材料制成；挡板6小端的宽度小于滑块2窄槽宽度1mm，高度大于窄槽高度5mm左右，以保证挡板6能够轻松插入窄槽内；挡板6小端的中间有1个U形的长槽，槽宽大于弹簧心轴直径1mm，以保证挡板6能够沿弹簧心轴自由往复直线运动；U型槽上方开有一通孔，用于插入其他工具或物品(如：钩子、圆棒、改锥、铁丝等)，方便挡板6从滑块2的窄槽中拔出。挡板6大端的宽度小于滑块2主体宽度1mm，避免挡板6运动时发生干涉；挡板6大端的中间部位有1个小孔，可插入其他工具，方便挡板6从滑块2的窄槽中插入或拔出。

参照图13；所述手柄7，整体为圆柱形管类零件，由钢制材料制成；手柄7中间为空心结构，减轻重量；手柄7两端均有倒角，方便钳工使用；手柄7的一端采用焊接的方式固定在压杆4弯曲端的侧面，手柄7轴线与压杆4侧面垂直，向上或向下操作手柄7，带动压杆4运动。

参照图14；所述第一导轨8，整体为长条状零件，由钢制材料制成；第一导轨8底部一个侧面沿长方向有1条贯通的缺口，用于固定滑块2的凸缘；第一导轨8上面有4个圆柱通孔，靠外侧的2个通孔是将导轨固定在底板1上的螺钉过孔，靠内侧的2个通孔是防止导轨松动的定位销孔；第一导轨8缺口向下使用螺钉和定位销固定在底板1上。

参照图15；所述第二导轨9，整体为长条状零件，由钢制材料制成；与第一导轨8结构类似，功能相同，区别在于缺口的位置开设在对称面上；第二导轨9与第一导轨8组合构成滑块2的运动导轨，确保滑块2沿导轨进行往复直线运动。

螺钉为标准件，型号为GB/T65-2000。

螺栓为标准件，型号为GB/T5783-2000

螺母为标准件，型号为GB/T6170-2000。

定位销为标准件，型号为GB/T119.1-2000。

装配时：

1、将底板1放置在普通钳台上。

2、将定位块5采用焊接的方式固定在底板1无螺纹孔一端的上表面中间，组合构成工具的主体。

3、将第一导轨8和第二导轨9分别使用螺钉固定在底板1的上表面，两导轨的缺口向下，且向内相对，组合构成滑块2的T形运动导轨。

4、将滑块2的凸缘装入导轨的T形槽内，初步调整导轨和滑块2的间隙，确保滑块2能够灵活运动。

5、将手柄7的一端采用焊接的方式固定在压杆4弯曲端的侧面，使手柄7轴线与压杆4侧面垂直。

6、将压杆4的螺钉过孔端使用螺钉固定在定位块5侧面凸台的螺纹孔中。

7、将连杆3一端的螺钉过孔使用螺钉固定在滑块2侧面凸台的螺纹孔中。

8、将连杆3另一端的螺钉过孔和压杆4中间的螺钉过孔，使用螺栓和螺母进行连接。

9、向上或向下操作手柄7，手柄带动压杆4和连杆3运动，连杆3带动滑块2在导轨内进行直线往复运动，精确调整导轨的位置，保证滑块2凸缘侧面和T形槽的间隙配合H9/f9，确保滑块2运动灵活，无卡滞；拧紧导轨的4个螺钉后，分别使用4个定位销采用过盈配合H7/m6将导轨与底板连接在一起，防止导轨发生移动。

10、将挡板6插入滑块2的窄槽中，确保滑块2能够轻松插入或拔出后取出挡板6待用，完成全套工具的装配。

工作时：

1、向下操纵手柄7，手柄7带动连杆3一端顺时针转动，连杆3另一端带动滑块2向左滑动，当连杆3运动至左端，留出足够的空间，确保弹簧和心轴能够装入定位块5的盲孔中。

2、将1个弹簧套在弹簧心轴上，使弹簧紧贴弹簧心轴的大端，将弹簧心轴的大端插入定位块5的盲孔底部。

3、将挡板6插入滑块2的窄槽中，使挡板6的U型槽穿过弹簧心轴的小端。

4、向上操纵手柄7，连杆3一端相对压杆4逆时针转动，连杆3另一端带动滑块2向右滑动，所述滑块2进而带动挡板6向右端运动，直至挡板6开始与弹簧接触，并逐渐压缩弹簧至心轴的凹槽中部，留出足够的空间，将弹簧挡环从挡板6的左面插在弹簧心轴上。

5、缓慢将挡板6从滑块2的窄槽中拔出后，向下操纵手柄7，使滑块2运动至左端，留出足够的空间，确保弹簧、挡环和心轴能够从定位块5的盲孔中取出，完成一根弹簧的压缩装配。

6、重复步骤1～步骤5，即可进行另一根弹簧的压缩装配。

经过大量的弹簧压缩装配验证，本发明圆柱压缩弹簧安装工具能够满足弹簧的压缩装配要求，该工具结构简单，使用方便，安全快捷，装配效率高，生产成本低，适用于大批量生产。本发明对设备和环境要求低，在普通钳台上单人操作即可完成弹簧的压缩装配难题，具有一定的通用性，产品适用范围广，可满足多种规格弹簧的安装需求。

Claims (8)

1.一种圆柱压缩弹簧安装结构，其特征在于，包括底板(1)、滑块(2)、定位块(5)、挡板(6)、操作组件、弹簧心轴(10)、弹簧挡环(11)、弹簧(12)、第一导轨(8)和第二导轨(9)；

底板(1)上一端固定定位块(5)，另一端铺设第一导轨(8)和第二导轨(9)，其中第一导轨(8)和第二导轨(9)平行放置，定位块(5)轴线与导轨轴线相互平行且定位块(5)轴线位于两个导轨轴线之间；两个导轨相对的侧壁上均开有凹槽；滑块(2)腔体为空腔体，对称的两侧内壁开有凹槽，外侧壁两端设有凸起，且凸起分别置于凹槽内，能够来回轴线移动；弹簧心轴(10)两端内径不同，且轴体上沿轴线对称开有凹槽；

所述滑块(2)为带凸缘的长方体零件；滑块(2)下端两侧面分别有1个凸缘，凸缘放在第一导轨(8)和第二导轨(9)组合构成的导轨内，凸缘侧面与导轨侧面采用间隙配合；滑块(2)上端的中间为贯通的异形空腔，用于避免运动干涉，确保弹簧心轴可以自由穿过滑块(2)；异形空腔的一端有一窄长槽，用于固定挡板(6)；滑块(2)其中一个侧面上有一个长方形的凸台，凸台中间有1个螺纹孔，用于安装将连杆(3)固定在滑块(2)上的螺钉；滑块(2)下表面为平面，直接放置在底板(1)的上表面；

操作组件带动滑块(2)向远离定位块(5)的方向运动，将弹簧(12)套在弹簧心轴(10)上后，弹簧心轴(10)大径端插入盲孔中，小径端位于滑块(2)的腔体内，同时将挡板(6)插入滑块(2)的凹槽内，此时保证弹簧心轴(10)上的凹槽位于弹簧(12)内；操作组件带动滑块(2)向靠近定位块(5)的方向运动并压缩弹簧(12)，直至挡板(6)与弹簧接触，此时弹簧心轴(10)上的凹槽露出，且位于挡板(6)远离定位块(5)的一侧；操作组件再次带动滑块(2)向远离定位块(5)的方向运动到足够大的空间后，将弹簧心轴(10)、弹簧(12)和弹簧挡环(11)取出，完成弹簧的压缩装配。

2.如权利要求1所述的一种圆柱压缩弹簧安装结构，其特征在于，所述定位块(5)中心处和侧壁均开有盲孔，其中中心处的盲孔用于插入弹簧心轴(10)大径端，侧壁上的盲孔用于连接操作组件。

3.如权利要求1所述的一种圆柱压缩弹簧安装结构，其特征在于，所述操作组件包括压杆(4)、连杆(3)和手柄(7)；压杆(4)一端与定位块(5)侧壁铰接，另一端与手柄(7)固连；连杆(3)一端与滑块(2)侧壁铰接，另一端与压杆(4)的杆体铰接。

4.如权利要求3所述的一种圆柱压缩弹簧安装结构，其特征在于，所述挡板(6)一端开有U型槽，用于穿过弹簧心轴(10)，以保证挡板(6)能够沿弹簧心轴(10)的轴线作往复直线运动；向上提起手柄(7)时，挡板(6)靠近定位块(5)的侧面与弹簧(12)远离定位块(5)的端头接触，此时，弹簧(12)的弹力使挡板(6)远离定位块(5)的侧面与滑块(2)窄槽远离定位块(5)的侧面接触；U型槽上方开有一通孔。

5.如权利要求4所述的一种圆柱压缩弹簧安装结构，其特征在于，所述U型槽上方的通孔用于插入辅助工具，方便挡板(6)从滑块(2)的窄槽中拔出。

6.如权利要求1所述的一种圆柱压缩弹簧安装结构，其特征在于，所述弹簧挡环(11)径向开有U型槽，用于穿过弹簧心轴(10)的凹槽，弹簧挡环(11)靠近定位块(5)的侧面与弹簧(12)远离定位块(5)的端头接触，弹簧(12)的弹力使弹簧挡环(11)的另一个侧面与弹簧心轴(10)凹槽远离定位块(5)的台阶面接触，将弹簧(12)压缩至预定的长度。

7.如权利要求1所述的一种圆柱压缩弹簧安装结构，其特征在于，所述弹簧挡环(11)与弹簧心轴(10)的凹槽以间隙配合d11/H12插在凹槽处。

8.基于权利要求3所述的一种圆柱压缩弹簧安装结构的安装方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：向下压手柄(7)，手柄(7)带动压杆(4)一端逆时钟转动，连杆(3)一端相对压杆(4)顺时针转动，连杆(3)另一端带动滑块(2)向远离定位块(5)的方向滑动，当连杆(3)与底板(1)水平夹角小于30°时，停止下压手柄(7)，此时，滑块(2)与定位块(5)之间的距离即可保证弹簧心轴(10)能够插入定位块(5)的盲孔中；

步骤二：将1个弹簧(12)套在弹簧心轴(10)上，使弹簧(12)一端紧贴弹簧心轴的大径端，且该大径端插入定位块(5)的盲孔中，并紧贴盲孔底面；

步骤三：将挡板(6)插入滑块(2)的凹槽中，使挡板(6)的U型槽穿过弹簧心轴(10)的小径端，U型槽内壁与小径端轴向单边间隙为0.5mm，此时，弹簧(12)处于自由状态，挡板(6)靠近定位块(5)侧面与弹簧(12)不接触；

步骤四：向上提手柄(7)，手柄(7)带动压杆(4)一端顺时钟转动，连杆(3)一端相对压杆(4)逆时针转动，连杆(3)另一端带动滑块(2)向靠近定位块(5)的方向滑动，所述滑块(2)进而带动挡板(6)向靠近定位块(5)的方向运动，直至挡板(6)开始与弹簧(12)接触，并逐渐压缩弹簧(12)，使弹簧心轴(10)上的凹槽露出一定距离，该距离为弹簧挡环(11)厚度的2倍即可，将弹簧挡环(11)从挡板(6)与弹簧(12)不接触的一面插在弹簧心轴(10)的凹槽上；

步骤五：缓慢将挡板(6)从滑块(2)的凹槽中拔出后，此时，弹簧(12)与弹簧挡环(11)接触，弹簧(12)的弹力使弹簧挡环(11)紧贴在弹簧心轴(10)上凹槽远离定位块(5)的台阶面上，向下压手柄(7)，使滑块(2)向远离定位块(5)的方向滑动，当连杆(3)与底板(1)水平夹角小于30°时，停止下压手柄(7)，此时，滑块(2)与定位块(5)之间的距离即可保证弹簧心轴(10)、弹簧挡环(11)和弹簧(12)能够从定位块(5)的盲孔中取出，完成一根弹簧的压缩装配。

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