CN113319782B - 定心气杆和轴承自动化安装装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轴承装配装置技术领域，是一种定心气杆和轴承自动化安装装置，前者包括安装直线执行机构、气杆、压头、定心活塞、球体、顶销、固定环和复位弹簧，直线执行机构右端设有能够向右伸出的的伸出端，伸出端右端固定安装有气杆；后者包括总装平台、定心气杆、平移装置和轴承定位块，总装平台左部上侧固定安装有定心气杆，对应定心气杆右方位置的总装平台上设有平移装置。本发明结构合理而紧凑，使用方便，其通过定心气杆对待安装件的耳孔的中心轴线位置进行定位，通过设备将轴承放在放置槽上，通过直线执行机构推动轴承至待安装轴上，即实现轴承自动安装，提高轴承装配效率和装配质量，减少次品率，具有安全、省力、简便和高效的特点。

Description

定心气杆和轴承自动化安装装置

技术领域

本发明涉及轴承装配装置技术领域，是一种定心气杆和轴承自动化安装装置。

背景技术

十字轴万向节总成作为汽车传动系统中的关键部件，能实现变角度动力传递，用于改变传动轴线的位置和方向，它是汽车转向及传动驱动系统的“关节”部位。随着我国成为全球最大汽车生产国以及汽车零部件产业的快速发展，十字轴总成的需求量也越来越大，同时对产品质量的要求也越来越高，十字轴总成的装配工艺大多采用手工装配完成。这种方式导致了十字轴总成的装配效率低下，装配质量不稳定、呈一定的波动性，传统的十字轴装配工艺已经成为了十字轴总成生产中的瓶颈工序。其中十字轴上轴承的安装成为主要瓶颈工序。

发明内容

本发明提供了一种定心气杆和轴承自动化安装装置，克服了上述现有技术之不足，其能有效解决现有十字轴装配存在的费时费力、施工效率较低、质量不稳定的问题。

本发明的技术方案之一是通过以下措施来实现的：一种定心气杆，安装直线执行机构、气杆、压头、定心活塞、球体、顶销、固定环和复位弹簧，直线执行机构右端设有能够向右伸出的伸出端，伸出端右端固定安装有气杆，气杆右端固定安装有压头，气杆中部设有左右贯通的气腔，气杆左端外侧设有气腔连通的进气孔，压头左端设有与气腔连通的第一固定孔，压头右端中部设有与第一固定孔连通的排气孔，气腔右部设有右端位于第一固定孔内的定心活塞，定心活塞右端呈左大右小的锥台形，定心活塞右端中部设有开口向右的复位孔，复位孔左侧与压头对应位置之间设有复位弹簧，对应定心活塞右端外侧位置的压头上沿圆周分布有若干个内外贯通的第二固定孔，对应第二固定孔位置的压头上设有安装外环槽，安装外环槽内设有固定环，对应每个第二固定孔位置的固定环上均设有内外贯通的第三固定孔，第三固定孔内径小于第二固定孔，每个第二固定孔内由内向外依次设有球体和顶销，顶销内端设有第一外环台，顶销外端穿过第三固定孔并位于第三固定孔外侧。

下面是对上述发明技术方案之一的进一步优化或/和改进：

上述安装直线执行机构可为安装电缸，安装电缸右端设有能够向右伸出的安装活塞杆，安装活塞杆右端与气杆左端固定安装在一起。

上述定心活塞左端可设有第二外环台，第二外环台右侧与压头左侧相抵。

上述左侧定心机构还可包括密封圈，定心活塞左部外侧与第三直孔内侧之间左右间隔设有至少一个密封圈。

上述气腔由左至右依次可包括第一直孔、第二直孔和第三直孔，第一直孔内径大于第三直孔，第三直孔内径大于第二直孔，定心活塞左部位于第三直孔内。

上述顶销外端可呈球状。

本发明的技术方案之二是通过以下措施来实现的：一种轴承自动化安装装置，包括特征在于包括总装平台、定心气杆、平移装置和轴承定位块，总装平台左部上侧固定安装有定心气杆，对应定心气杆右方位置的总装平台上设有能够相对其前后或/和左右移动的平移装置，平移装置上侧固定安装有轴承定位块，轴承定位块右端设有左右贯通的导向孔，对应导向孔左端位置的轴承定位块上设有开口向上且与导向孔相通的放置槽，轴承通过放置槽座于导向孔的左部内壁上。

下面是对上述发明技术方案之二的进一步优化或/和改进：

上述平移装置可包括前后移动平台和左右移动平台，前后移动平台包括换位直线执行机构、第一滑轨、第一滑块和底板，总装平台上侧左右间隔设有至少一个第一滑槽，每个第一滑槽内均设有第一滑轨，每个第一滑轨上侧均前后间隔设有至少一个能在第一滑轨上前后滑动的第一滑块，第一滑块上侧固定安装有底板，对应底板前侧位置的总装平台前侧固定安装有换位直线执行机构；左右移动平台包括轴承定位直线执行机构、第二滑轨和第二滑块，底板前部上侧固定安装有第二滑轨，第二滑轨上侧设有能够在其外侧滑动的第二滑块，第二滑块上侧固定安装有轴承定位块，对应轴承定位块左方位置的底板左侧固定安装有能使底座左右移动的轴承定位直线执行机构。

上述换位直线执行机构可为换位气缸，换位气缸后端设有能够向后伸出的换位活塞杆，换位活塞杆后端与底板前侧固定安装在一起，轴承定位直线执行机构为轴承定位气缸，轴承定位气缸右端设有能够向右伸出的轴承定位活塞杆，轴承定位活塞杆右端与轴承定位块左侧固定安装在一起。

上述还可包括前侧限位组件和后侧限位组件，前侧限位组件包括前侧限位开关和前侧支撑架，对应位于右侧的第一滑槽前侧位置的总装平台上固定安装有前侧支撑架，支撑架上部设有前后贯通的安装孔，前侧限位开关中部位于安装孔内，前侧限位开关后端下侧位于底板上方，前侧限位开关串联在换位直线执行机构与电源之间，后侧限位组件与前侧限位组件结构相同呈前后对称分布。

上述轴承定位块左部下侧可设有左右贯通且开口向下的限位槽，第二滑块上侧位于限位槽内。

本发明结构合理而紧凑，使用方便，其通过换位直线执行机构和轴承定位直线执行机构将轴承定位块移动至待安装位置，通过设备将轴承放在放置槽上，通过定心气杆对待安装件进行定位，并通过安装直线执行机构将轴承推入导向孔安装至轴上，即可实现轴承自动安装，提高轴承装配效率和装配质量，减少次品率，具有安全、省力、简便和高效的特点。

附图说明

附图1为实施例一的主视局部剖视结构示意图。

附图2为附图1的气杆的主视剖视放大结构示意图。

附图3为实施例二的俯视结构示意图。

附图4为实施例二使用时的立体结构示意图。

附图中的编码分别为：1为气杆，2为压头，3为定心活塞，4为球体，5为顶销，6为固定环，7为复位弹簧，8为第一直孔，9为第二直孔，10为换位气缸，11为安装电缸，12为第一外环台，13为第二外环台，14为密封圈，15为总装平台，16为底板，17为轴承定位块，18为第一滑槽，19为第一滑轨，20为第二滑轨，21为第二滑块，22为放置槽，23为导向孔，24为轴承定位气缸，25为前侧限位开关，26为前侧支撑架，27为安装活塞杆，28为第一滑块，29为进气孔，30为排气孔，31为连接块。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

在本发明中，为了便于描述，各部件的相对位置关系的描述均是根据说明书附图1的布图方式来进行描述的，如：前、后、上、下、左、右等的位置关系是依据说明书附图的布图方向来确定的。

下面结合实施例及附图对本发明作进一步描述：

实施例一：如附图1、2所示，该定心气杆包括安装直线执行机构、气杆1、压头2、定心活塞3、球体4、顶销5、固定环6和复位弹簧7，安装直线执行机构右端设有能够向右伸出的伸出端，伸出端右端固定安装有气杆1，气杆1右端固定安装有压头2，气杆1中部设有左右贯通的气腔，气杆1左端外侧设有气腔连通的进气孔29，压头2左端设有与气腔连通的第一固定孔，压头2右端中部设有与第一固定孔连通的排气孔30，气腔右部设有右端位于第一固定孔内的定心活塞3，定心活塞3右端呈左大右小的锥台形，定心活塞3右端中部设有开口向右的复位孔，复位孔左侧与压头2对应位置之间设有复位弹簧7，对应定心活塞3右端外侧位置的压头2上沿圆周分布有若干个内外贯通的第二固定孔，对应第二固定孔位置的压头2上设有安装外环槽，安装外环槽内设有固定环6，对应每个第二固定孔位置的固定环6上均设有内外贯通的第三固定孔，第三固定孔内径小于第二固定孔，每个第二固定孔内由内向外依次设有球体4和顶销5，顶销5内端设有第一外环台12，顶销5外端穿过第三固定孔并位于第三固定孔外侧。

根据需求设置左右两套本实施例配合进行作业；气杆1可与直线执行机构一体设置；沿圆周均布有三个内外贯通的第二固定孔。工作过程为：首先可通过机械臂将万向节叉、花键接头、或者花键毂等零件放置在安装位置，左侧定心机构使用过程如下：操作直线执行机构向右伸出带动气杆1向右移动至待安装件的耳孔内，接着将压缩空气从进气孔29注入，压缩空气沿着气腔推动定心活塞3向右运动，复位弹簧7被压缩，定心活塞3右端外侧的锥面将向外挤压球体4，球体4向外挤压顶销5，顶销5外端则沿着第二固定孔向外伸出，顶销5向外伸出与待安装件耳孔内侧相抵，从而将待安装件向上或向下挤压，使耳孔中心轴线与气杆1中心轴线重合，从而完成待安装件耳孔定心，便于后续安装，完成定心后，停止通气并将安装气缸复位，定位活塞内的复位弹簧7将在回复力的作用下，推动定心活塞3向左移动至初始位置，球体4和顶销5失去压力，当进行下次定心时，顶销5外端与待安装件耳孔内侧接触时，被压回第二固定孔，再次通气定心即可，右侧定心机构与左侧定心机构同时运动，运动原理相同，运动方向相反；通过设置第一外环台12和固定环6可实现对顶销5限位。

可根据实际需要，对上述定心气杆，作进一步优化或/和改进：

如附图1、2所示，安装直线执行机构为安装电缸11，安装电缸11右端设有能够向右伸出的安装活塞杆27，安装活塞杆27右端与气杆1左端固定安装在一起。在使用时，通过设置安装电缸11和安装活塞杆27将气杆1向右推出进行定位，定位完成后向左收回。

如附图2所示，定心活塞3左端设有第二外环台13，第二外环台13右侧与压头2左侧相抵。在使用时，通过设置第二外环台13可用于对定心活塞3进行限位，避免定位活塞3向右过度挤压复位弹簧7导致其寿命缩短的问题。

如附图2所示，还包括密封圈14，定心活塞3左部外侧与第三直孔内侧之间左右间隔设有至少一个密封圈14。在使用时，通过设置密封圈14避免压缩空气从第三直孔内泄漏导致压力不足定心不准的问题。

如附图2所示，气腔由左至右依次包括第一直孔8、第二直孔9和第三直孔，第一直孔8内径大于第三直孔，第三直孔内径大于第二直孔9，定心活塞3左部位于第三直孔内。在使用时，通过设置第一直孔8和第二直孔9对压缩气体再次增压，保证气体压力。

如附图2所示，顶销5外端呈球状。在使用时，通过这样的设置可使顶销5碰到待安装件的耳孔内侧时更容易缩回。

实施例二：如附图3、4所示，一种使用上述定心气杆的轴承自动化安装装置包括总装平台15、定心气杆、平移装置和轴承定位块17，总装平台15左部上侧固定安装有定心气杆，对应定心气杆右方位置的总装平台15上设有能够相对其前后或/和左右移动的平移装置，平移装置上侧固定安装有轴承定位块17，轴承定位块17右端设有左右贯通的导向孔23，对应导向孔23左端位置的轴承定位块17上设有开口向上且与导向孔23相通的放置槽22，轴承通过放置槽22座于导向孔23的左部内壁上。

根据需求，可设置两套本实施例配合使用。根据需求，放置槽22可为前后贯通的槽，由此可使其加工更加方便高效，且可使轴承放置更方便。在使用时，可通过机械手臂将待安装件放置在安装位置，通过定心气杆1对待安装件耳孔进行定心，定心完成后回复初始状态，接着可通过机械臂将轴承放置在放置槽22下方位置的导向孔23内，其次通过平移装置将轴承定位块17前后移动、左右移动至待安装位置，使轴承定位块17右侧与待安装件左侧接触，待安装件可为连接盘、万向节叉、花键接头、花键毂焊接部件等，最后操作安装直线执行机构伸出向右推动轴承，轴承沿导向孔23向右移动至待安装的轴外侧，接着操作直线执行机构退回，准备下一次安装，从而完成轴承自动化安装。本发明首先通过定心气杆1对待安装件进行定心，通过平移装置对轴承定位块17进行定位，人员操作较少且更加省力精准，提高轴承的安装效率和装配质量，节约人员成本，具有安全、省力、简便和高效的特点。

可根据实际需要，对上述轴承自动化安装装置作进一步优化或/和改进：

如附图3、4所示，平移装置包括前后移动平台和左右移动平台，前后移动平台包括换位直线执行机构、第一滑轨19、第一滑块和底板16，总装平台15上侧左右间隔设有至少一个第一滑槽18，每个第一滑槽内均设有第一滑轨19，每个第一滑轨19上侧均前后间隔设有至少一个能在第一滑轨19上前后滑动的第一滑块，第一滑块上侧固定安装有底板16，对应底板16前侧位置的总装平台15前侧固定安装有换位直线执行机构；左右移动平台包括轴承定位直线执行机构、第二滑轨20和第二滑块21，底板16前部上侧固定安装有第二滑轨20，第二滑轨20上侧设有能够在其外侧滑动的第二滑块21，第二滑块21上侧固定安装有轴承定位块17，对应轴承定位块17左方位置的底板16左侧固定安装有能使底座左右移动的轴承定位直线执行机构。

根据需求，轴承定位块17左端下侧固定安装有连接块31，连接块31下侧与第二滑块21上侧固定安装在一起，这样设置可使轴承定位块17右部悬空，可避免轴承定位块17右部下侧与其他安装部件干涉。在使用时，通过设置换位直线执行机构拉动底板16带动第一滑块沿第一滑槽18移动，调整轴承定位块17的前后位置；通过设置轴承直线执行机构推动第二滑块21带动轴承定位块17沿着第二滑轨20移动，调整轴承定位块17的左右位置，从而实现更加准确的定位。

如附图3、4所示，换位直线执行机构为换位气缸10，换位气缸10后端设有能够向后伸出的换位活塞杆，换位活塞杆后端与底板16前侧固定安装在一起，轴承定位直线执行机构为轴承定位气缸24，轴承定位气缸24右端设有能够向右伸出的轴承定位活塞杆，轴承定位活塞杆右端与轴承定位块17左侧固定安装在一起。在使用时，通过设置换位气缸10和轴承定位气缸24将轴承定位块17推动至待安装位置。

如附图3、4所示，还包括前侧限位组件和后侧限位组件，前侧限位组件包括前侧限位开关25和前侧支撑架26，对应位于右侧的第一滑槽18前侧位置的总装平台15上固定安装有前侧支撑架26，支撑架上部设有前后贯通的安装孔，前侧限位开关25中部位于安装孔内，前侧限位开关25后端下侧位于底板16上方，前侧限位开关25串联在换位直线执行机构与电源之间，后侧限位组件与前侧限位组件结构相同呈前后对称分布。在使用时，通过将限位开关与换位气缸10联动，可在换位活塞杆拉动底板16至限位开关附近时，断开换位气缸10，使活塞杆停止运动，从而实现轴承定位块17前后距离的定位。

如附图3、4所示，轴承定位块17左部下侧设有左右贯通且开口向下的限位槽，第二滑块21上侧位于限位槽内。在使用时，通过设置限位槽可避免轴承定位块17相对第二滑块21前后移动导致定位不准的问题。

以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

Claims (10)

1.一种定心气杆，其特征在于包括安装直线执行机构、气杆、压头、定心活塞、球体、顶销、固定环和复位弹簧，直线执行机构右端设有能够向右伸出的伸出端，伸出端右端固定安装有气杆，气杆右端固定安装有压头，气杆中部设有左右贯通的气腔，气杆左端外侧设有气腔连通的进气孔，压头左端设有与气腔连通的第一固定孔，压头右端中部设有与第一固定孔连通的排气孔，气腔右部设有右端位于第一固定孔内的定心活塞，定心活塞右端呈左大右小的锥台形，定心活塞右端中部设有开口向右的复位孔，复位孔左侧与压头对应位置之间设有复位弹簧，对应定心活塞右端外侧位置的压头上沿圆周分布有若干个内外贯通的第二固定孔，对应第二固定孔位置的压头上设有安装外环槽，安装外环槽内设有固定环，对应每个第二固定孔位置的固定环上均设有内外贯通的第三固定孔，第三固定孔内径小于第二固定孔，每个第二固定孔内由内向外依次设有球体和顶销，顶销内端设有第一外环台，顶销外端穿过第三固定孔并位于第三固定孔外侧。

2.根据权利要求1所述的定心气杆，其特征在于安装直线执行机构为安装电缸，安装电缸右端设有能够向右伸出的安装活塞杆，安装活塞杆右端与气杆左端固定安装在一起。

3.根据权利要求1或2所述的定心气杆，其特征在于定心活塞左端设有第二外环台，第二外环台右侧与压头左侧相抵。

4.根据权利要求1或2所述的定心气杆，其特征在于左侧定心机构还包括密封圈，定心活塞左部外侧与第三直孔内侧之间左右间隔设有至少一个密封圈；或/和，气腔由左至右依次包括第一直孔、第二直孔和第三直孔，第一直孔内径大于第三直孔，第三直孔内径大于第二直孔，定心活塞左部位于第三直孔内；或/和，顶销外端呈球状。

5.根据权利要求3所述的定心气杆，其特征在于左侧定心机构还包括密封圈，定心活塞左部外侧与第三直孔内侧之间左右间隔设有至少一个密封圈；或/和，气腔由左至右依次包括第一直孔、第二直孔和第三直孔，第一直孔内径大于第三直孔，第三直孔内径大于第二直孔，定心活塞左部位于第三直孔内；或/和，顶销外端呈球状。

6.一种使用权利要求1至5中任一项所述的定心气杆的轴承自动化安装装置，其特征在于包括总装平台、定心气杆、平移装置和轴承定位块，总装平台左部上侧固定安装有定心气杆，对应定心气杆右方位置的总装平台上设有能够相对其前后或/和左右移动的平移装置，平移装置上侧固定安装有轴承定位块，轴承定位块右端设有左右贯通的导向孔，对应导向孔左端位置的轴承定位块上设有开口向上且与导向孔相通的放置槽，轴承通过放置槽座于导向孔的左部内壁上。

7.根据权利要求6所述的轴承自动化安装装置，其特征在于平移装置包括前后移动平台和左右移动平台，前后移动平台包括换位直线执行机构、第一滑轨、第一滑块和底板，总装平台上侧左右间隔设有至少一个第一滑槽，每个第一滑槽内均设有第一滑轨，每个第一滑轨上侧均前后间隔设有至少一个能在第一滑轨上前后滑动的第一滑块，第一滑块上侧固定安装有底板，对应底板前侧位置的总装平台前侧固定安装有换位直线执行机构；左右移动平台包括轴承定位直线执行机构、第二滑轨和第二滑块，底板前部上侧固定安装有第二滑轨，第二滑轨上侧设有能够在其外侧滑动的第二滑块，第二滑块上侧固定安装有轴承定位块，对应轴承定位块左方位置的底板左侧固定安装有能使底座左右移动的轴承定位直线执行机构。

8.根据权利要求7所述的轴承自动化安装装置，其特征在于换位直线执行机构为换位气缸，换位气缸后端设有能够向后伸出的换位活塞杆，换位活塞杆后端与底板前侧固定安装在一起，轴承定位直线执行机构为轴承定位气缸，轴承定位气缸右端设有能够向右伸出的轴承定位活塞杆，轴承定位活塞杆右端与轴承定位块左侧固定安装在一起。

9.根据权利要求7或 8所述的轴承自动化安装装置，其特征在于还包括前侧限位组件和后侧限位组件，前侧限位组件包括前侧限位开关和前侧支撑架，对应位于右侧的第一滑槽前侧位置的总装平台上固定安装有前侧支撑架，支撑架上部设有前后贯通的安装孔，前侧限位开关中部位于安装孔内，前侧限位开关后端下侧位于底板上方，前侧限位开关串联在换位直线执行机构与电源之间，后侧限位组件与前侧限位组件结构相同呈前后对称分布。

10.根据权利要求6或7或8所述的轴承自动化安装装置，其特征在于轴承定位块左部下侧设有左右贯通且开口向下的限位槽，第二滑块上侧位于限位槽内。

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