CN113714732A - 一种高强度陶瓷缸套的装配设备及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高强度陶瓷缸套的装配设备及方法，涉及缸套加工技术领域，包括装配台和主控器，还包括设于装配台上的直线电机和分体式加热器以及滑动设于装配台上的外气动夹紧盘和内气动夹紧盘；所述外气动夹紧盘连同夹持的金属外套活动套设于分体式加热器的外侧，主控器设定分体式加热器的加热参数后，由分体式加热器对金属外套进行加热处理；所述直线电机推动经加热处理过的金属外套与内气动夹紧盘所夹持的陶瓷内衬进行热套装配。本发明操作灵活，适应性广，能够实现自动化热套装配，效率有所提升，另外，分体式加热器可根据工件尺寸灵活控制加热区域，实现分段式加热，可降低设备能耗，应用前景好。
Description
技术领域
本发明属于缸套加工技术领域，具体涉及一种高强度陶瓷缸套的装配设备及方法。
背景技术
陶瓷材料具有高强、高硬、耐磨、耐腐蚀、耐高温等优异性能，它具有高熔点、高硬度、高耐磨性、耐氧化等优点。陶瓷筒体应用很广泛，应用于各种泵体的缸套和柱塞的工作面，陶瓷缸套一般是由陶瓷内衬和金属外套构成；
陶瓷内衬经过配料经过等静压压型、胚体加工、烧结、探伤、检测及磨加工等前处理工序，金属外套经过毛坯、粗车、热处理调质及机加工等前处理工序，再讲经过前处理工序的陶瓷内衬与金属外套进行套接过后，得到相应的缸套产品；
不同规格尺寸的缸套在进行热套加工时，需要根据其尺寸人工调节设备，用来加热金属外套的加热设备的加热面如何适应不同尺寸的金属外套，既不利于使用，影响装配的效率，另外，能耗损失大，应用前景差；
为此，我们提出了一种高强度陶瓷缸套的装配设备。
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结构简单，设计合理的高强度陶瓷缸套的装配设备及方法。
本发明通过以下技术方案来实现上述目的：
一种高强度陶瓷缸套的装配设备，包括装配台和主控器，还包括设于装配台上的直线电机和分体式加热器以及滑动设于装配台上的外气动夹紧盘和内气动夹紧盘；
所述外气动夹紧盘连同夹持的金属外套活动套设于分体式加热器的外侧，主控器设定分体式加热器的加热参数后，由分体式加热器对金属外套进行加热处理；
所述直线电机推动经加热处理过的金属外套与内气动夹紧盘所夹持的陶瓷内衬进行热套装配。
作为本发明的进一步优化方案，所述装配台上位于直线电机的两侧对称设有导轨，所述导轨上设有对应与外气动夹紧盘和内气动夹紧盘相连接的第一移动座和第二移动座。
作为本发明的进一步优化方案，所述第一移动座包括横板、设于横板两端与导轨滑动配合的导向座以及设于横板的底部与直线电机滑动配合的滑座，所述第二移动座与第一移动座除滑座以外的结构相一致。
作为本发明的进一步优化方案，所述分体式加热器包括基柱、沿基柱外部串联的多个加热环，设于基柱一端的尾端柱以及设于基柱另一端的接线总控盒。
作为本发明的进一步优化方案，所述加热环包括导热环、沿导热环内壁周向均布的四个接线座，相邻两个接线座之间均设有加热极板以及设于导热环内侧并与四个接线座分别嵌装的绝缘隔热内筒，所述接线座的顶端设有红外开关。
作为本发明的进一步优化方案，所述接线座的两侧外侧壁分别设有与加热极板相连接的接线端子，所述接线座的前后端设有嵌合式引脚，相邻两个所述加热环上位置相对应的接线座之间通过嵌合式引脚相连接。
作为本发明的进一步优化方案，所述装配台上设有第一传动箱，所述第一传动箱的一侧轴接有转动座，所述基柱与转动座外端相连接，所述第一传动箱的内部设有与转动座相连接的转轴，且转轴的外部设有第一传动齿轮组，所述第一传动箱的外部设有第一伺服电机，且第一伺服电机的驱动轴与第一传动齿轮组的主动端相连接。
作为本发明的进一步优化方案，所述内气动夹紧盘的两侧对称设有驱动组件，所述驱动组件包括设有内气动夹紧盘外侧的螺纹座、与螺纹座相啮合的螺纹套、设于螺纹套内的连轴以及设于连轴一端与外气动夹紧盘活动插接的导杆，所述内气动夹紧盘的外侧对称设有两个第二传动箱，且两个第二传动箱的外侧设有皮带轮组，所述皮带轮组的主动端设有第二伺服电机，所述第二传动箱的内部设有主、从动端分别与皮带轮组及连轴相轴接的第二传动齿轮组。
一种如上述所述的一种高强度陶瓷缸套装配方法，包括以下步骤，
S1、由气动夹紧盘夹持经过前处理加工的金属外套，再由内气动夹紧盘夹持经过前处理加工的陶瓷内衬；
S2、根据金属外套尺寸，利用直线电机驱动外气动夹紧盘移动，将金属外套完全套于分体式加热器的外侧后，主控器设定分体式加热器的加热区域、温度及时间参数后，由分体式加热器对金属外套进行加热处理；
S3、加热处理结束后，利用直线电机驱动外气动夹紧盘将金属外套从分体式加热器上剥离后，随即活动套入内气动夹紧盘所夹持的陶瓷内衬上，进行热套装配，即可。
本发明的有益效果在于：
1、本发明中，由直线电机驱动外气动夹紧盘所夹持的金属外套活动套入分体式加热器上，由分体式加热器对金属外套进行加热处理，再通过直线电机推动经加热处理的金属外套与内气动夹紧盘所夹持的陶瓷内衬进行热套装配，自动化程度高，装配效率有所提升。
2、本发明中，外气动夹紧盘所夹持的金属外套在直线电机的推动下可根据其尺寸大小灵活套设在分体式加热器上，操作灵活高，另外，分体式加热器能够实现分段式区域化加热，可适应不同尺寸长度的金属外套的加热处理操作，降低设备能耗，应用前景好。
附图说明
图1为本发明提供的俯视图；
图2为本发明提供的主视图；
图3为本发明提供的加热环的剖视图；
图4为本发明提供的内气动夹紧盘的主视图；
图5为本发明提供的第一移动座立体图；
图6为本发明提供的接线座的前后端的结构示意图；
图中：1、装配台；2、导轨；3、第一移动座；31、横板；32、导向座；33、滑座；4、第二移动座；5、外气动夹紧盘；6、内气动夹紧盘；7、第一传动箱；8、分体式加热器；81、基柱；82、加热环；821、导热环；822、接线座；823、加热极板；824、绝缘隔热内筒；825、红外开关；826、嵌合式引脚；827、接线端子；83、尾端柱；84、接线总控盒；9、直线电机；10、螺纹座；11、连轴；12、螺纹套；13、导杆；14、第二传动箱；15、第二传动齿轮组；16、第二伺服电机；17、皮带轮组；18、转动座；19、转轴；20、第一传动齿轮组；21、第一伺服电机；22、主控器。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步详细描述，有必要在此指出的是，以下具体实施方式只用于对本申请进行进一步的说明，不能理解为对本申请保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述申请内容对本申请作出一些非本质的改进和调整。
实施例1
如图1、3、4和6所示，一种高强度陶瓷缸套的装配设备，包括装配台1和主控器22，还包括设于装配台1上的直线电机9和分体式加热器8以及滑动设于装配台1上的外气动夹紧盘5和内气动夹紧盘6；
所述外气动夹紧盘5连同夹持的金属外套活动套设于分体式加热器8的外侧，主控器22设定分体式加热器8的加热参数后，由分体式加热器8对金属外套进行加热处理；
所述直线电机9推动经加热处理过的金属外套与内气动夹紧盘6所夹持的陶瓷内衬进行热套装配。
所述装配台1上位于直线电机9的两侧对称设有导轨2，所述导轨2上设有对应与外气动夹紧盘5和内气动夹紧盘6相连接的第一移动座3和第二移动座4，所述第一移动座3包括横板31、设于横板31两端与导轨2滑动配合的导向座32以及设于横板31的底部与直线电机9滑动配合的滑座33，所述第二移动座4与第一移动座3除滑座33以外的结构相一致。
该装配使用时，首先，外气动夹紧盘5将经过前处理工序的金属外套夹持在一侧后，其底部安装的第一移动座3在直线电机9的推动下，将金属外套活动套入分体式加热器8上，同时，内气动夹紧盘6将经过前处理工序的陶瓷内衬夹持在相对于金属外套的一侧；
分体式加热器8能够实现分段式的加热，可适应不同尺寸长度的金属外套，其结构包括基柱81、沿基柱81外部串联的多个加热环82，设于基柱81一端的尾端柱83以及设于基柱81另一端的接线总控盒84，接线总控盒84与主控器22通讯连接，加热环82包括导热环821、沿导热环821内壁周向均布的四个接线座822，相邻两个接线座822之间均设有加热极板823以及设于导热环821内侧并与四个接线座822分别嵌装的绝缘隔热内筒824，接线座822的顶端设有红外开关825，红外开关825与主控器22通讯连接，在主控器22的控制下，实现单个加热环82的启闭，实现区域性加热操作，接线座822的两侧外侧壁分别设有与加热极板823相连接的接线端子827，接线座822的前后端设有嵌合式引脚826，相邻两个加热环82上位置相对应的接线座822之间通过嵌合式引脚826相连接。
因此，由主控器22根据分体式加热器8外金属外套的长度设定分体式加热器8中单个加热环82的开关，控制加热区域、温度及时间参数后，完成金属外套进行加热处理；
随后，停止分体式加热器8的加热操作，由直线电机9推动第一移动座3带动外气动夹紧盘5移动，使其所夹持的金属外套与分体式加热器8相剥离，继续推动外气动夹紧盘5将金属外套与内气动夹紧盘6所夹持的陶瓷内衬完成套接，金属外套经过热处理后，其内圈直径受热膨胀可顺利与陶瓷内衬相套接，经过冷却后，金属外套能够紧贴在陶瓷内衬上，同时对陶瓷内衬产生一定的预加压缩应力，有效提供两者之间的套接结构，保证缸套结构的可靠性。
如图2、5所示，所述装配台1上设有第一传动箱7，所述第一传动箱7的外侧设有主控器22，所述第一传动箱7的一侧轴接有转动座18，所述基柱81与转动座18外端相连接，所述第一传动箱7的内部设有与转动座18相连接的转轴19，且转轴19的外部设有第一传动齿轮组20，所述第一传动箱7的外部设有第一伺服电机21，且第一伺服电机21的驱动轴与第一传动齿轮组20的主动端相连接。
第一伺服电机21驱动第一传动齿轮组20转动后带动转轴19转动，转轴19带动转动座18转动，转动座18一端连接基柱81，基柱81属于分体式加热器8结构的一部分，进而实现整个分体式加热器8的匀速转动，可适应对金属外套进行全方位无死角的加热过程，避免出现局部温差，保证了加热效果。
所述内气动夹紧盘6的两侧对称设有驱动组件，所述驱动组件包括设有内气动夹紧盘6外侧的螺纹座10、与螺纹座10相啮合的螺纹套12、设于螺纹套12内的连轴11以及设于连轴11一端与外气动夹紧盘5活动插接的导杆13，所述内气动夹紧盘6的外侧对称设有两个第二传动箱14，且两个第二传动箱14的外侧设有皮带轮组17，所述皮带轮组17的主动端设有第二伺服电机16，所述第二传动箱14的内部设有主、从动端分别与皮带轮组17及连轴11相轴接的第二传动齿轮组15。
内气动夹紧盘6的两侧的驱动组件驱动内气动夹紧盘6以及其夹持的陶瓷内衬靠近分体式加热器8，具体为，由第二伺服电机16驱动皮带轮组17带动两个第二传动箱14内的第二传动齿轮组15转动后，使得内气动夹紧盘6两侧的连轴11转动后，连轴11外部的螺纹套12与内气动夹紧盘6外侧的螺纹座10之间相啮合连接，在连轴11带动螺纹套12转动的同时与螺纹座10产生啮合传动，使得内气动夹紧盘6产生相对位移，推动内气动夹紧盘6所夹持的陶瓷内衬与分体式加热器8的尾端柱83相对接后，再进行后续的金属外套与陶瓷内衬的套接操作，此过程可保证陶瓷内衬与金属外套处于统一轴线上，保证套接位置不存在位置偏差，最后，在陶瓷内衬与金属外套套接装配完成后，外气动夹紧盘5松开金属外套，由驱动组件驱动内气动夹紧盘6以及装配完成的缸套完成下料即可，操作灵活性高，可实现自动化装配操作，效率得到进一步的提升。
一种如上述所述的一种高强度陶瓷缸套装配方法，包括以下步骤，
S1、由气动夹紧盘5夹持经过前处理加工的金属外套，再由内气动夹紧盘6夹持经过前处理加工的陶瓷内衬；
S2、根据金属外套尺寸，利用直线电机9驱动外气动夹紧盘5移动，将金属外套完全套于分体式加热器8的外侧后，主控器设定分体式加热器8的加热区域、温度及时间参数后，由分体式加热器8对金属外套进行加热处理；
S3、加热处理结束后，利用直线电机9驱动外气动夹紧盘5将金属外套从分体式加热器8上剥离后，随即活动套入内气动夹紧盘6所夹持的陶瓷内衬上，进行热套装配，即可。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种高强度陶瓷缸套的装配设备，包括装配台(1)和主控器(22)，其特征在于：还包括设于装配台(1)上的直线电机(9)和分体式加热器(8)以及滑动设于装配台(1)上的外气动夹紧盘(5)和内气动夹紧盘(6)；
所述外气动夹紧盘(5)连同夹持的金属外套活动套设于分体式加热器(8)的外侧，主控器(22)设定分体式加热器(8)的加热参数后，由分体式加热器(8)对金属外套进行加热处理；
所述直线电机(9)推动经加热处理过的金属外套与内气动夹紧盘(6)所夹持的陶瓷内衬进行热套装配。
2.根据权利要求1所述的一种高强度陶瓷缸套的装配设备，其特征在于：所述装配台(1)上位于直线电机(9)的两侧对称设有导轨(2)，所述导轨(2)上设有对应与外气动夹紧盘(5)和内气动夹紧盘(6)相连接的第一移动座(3)和第二移动座(4)。
3.根据权利要求2所述的一种高强度陶瓷缸套的装配设备，其特征在于：所述第一移动座(3)包括横板(31)、设于横板(31)两端与导轨(2)滑动配合的导向座(32)以及设于横板(31)的底部与直线电机(9)滑动配合的滑座(33)，所述第二移动座(4)与第一移动座(3)除滑座(33)以外的结构相一致。
4.根据权利要求1所述的一种高强度陶瓷缸套的装配设备，其特征在于：所述分体式加热器(8)包括基柱(81)、沿基柱(81)外部串联的多个加热环(82)，设于基柱(81)一端的尾端柱(83)以及设于基柱(81)另一端的接线总控盒(84)。
5.根据权利要求4所述的一种高强度陶瓷缸套的装配设备，其特征在于：所述加热环(82)包括导热环(821)、沿导热环(821)内壁周向均布的四个接线座(822)，相邻两个接线座(822)之间均设有加热极板(823)以及设于导热环(821)内侧并与四个接线座(822)分别嵌装的绝缘隔热内筒(824)，所述接线座(822)的顶端设有红外开关(825)。
6.根据权利要求5所述的一种高强度陶瓷缸套的装配设备，其特征在于：所述接线座(822)的两侧外侧壁分别设有与加热极板(823)相连接的接线端子(827)，所述接线座(822)的前后端设有嵌合式引脚(826)，相邻两个所述加热环(82)上位置相对应的接线座(822)之间通过嵌合式引脚(826)相连接。
7.根据权利要求4所述的一种高强度陶瓷缸套的装配设备，其特征在于：所述装配台(1)上设有第一传动箱(7)，所述第一传动箱(7)的一侧轴接有转动座(18)，所述基柱(81)与转动座(18)外端相连接，所述第一传动箱(7)的内部设有与转动座(18)相连接的转轴(19)，且转轴(19)的外部设有第一传动齿轮组(20)，所述第一传动箱(7)的外部设有第一伺服电机(21)，且第一伺服电机(21)的驱动轴与第一传动齿轮组(20)的主动端相连接。
8.根据权利要求1所述的一种高强度陶瓷缸套的装配设备，其特征在于，所述内气动夹紧盘(6)的两侧对称设有驱动组件，所述驱动组件包括设有内气动夹紧盘(6)外侧的螺纹座(10)、与螺纹座(10)相啮合的螺纹套(12)、设于螺纹套(12)内的连轴(11)以及设于连轴(11)一端与外气动夹紧盘(5)活动插接的导杆(13)，所述内气动夹紧盘(6)的外侧对称设有两个第二传动箱(14)，且两个第二传动箱(14)的外侧设有皮带轮组(17)，所述皮带轮组(17)的主动端设有第二伺服电机(16)，所述第二传动箱(14)的内部设有主、从动端分别与皮带轮组(17)及连轴(11)相轴接的第二传动齿轮组(15)。
9.一种应用权利要求1-8任一所述的装配设备进行高强度陶瓷缸套装配的方法，其特征在于，包括以下步骤，
S1、由气动夹紧盘(5)夹持经过前处理加工的金属外套，再由内气动夹紧盘(6)夹持经过前处理加工的陶瓷内衬；
S2、根据金属外套尺寸，利用直线电机(9)驱动外气动夹紧盘(5)移动，使金属外套完全套于分体式加热器(8)的外侧后，主控器(22)设定分体式加热器(8)的加热区域、温度及时间参数，由分体式加热器(8)对金属外套进行加热处理；
S3、加热处理结束后，利用直线电机(9)驱动外气动夹紧盘(5)将金属外套从分体式加热器(8)上剥离后，随即活动套入内气动夹紧盘(6)所夹持的陶瓷内衬上，进行热套装配，即可。
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