CN114193388A - 弧形配重矩形叠片组件同轴装配工具及装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种弧形配重矩形叠片组件同轴装配工具及装配方法，弧形配重矩形叠片组件同轴装配工具包括：基座，设置有容置腔、第一轴向孔和第二轴向孔，第一轴向孔和第二轴向孔分别设置在容置腔的两侧并均与容置腔连通；支柱，呈阶梯状并穿设在第一轴向孔内，支柱的小径端能够置于容置腔中，压电组件能够穿设在支柱的小径端上并与支柱的台阶面抵接；夹块，设置在容置腔中并能够与压电组件抵接；顶紧组件，与第二轴向孔配合连接并能够与夹块远离压电组件的侧壁抵接，支柱的小径端能够与顶紧组件同轴配合连接。本发明能够保证装配的一致性，提高了装配效率，杜绝了人为装配对齐的随机性。

Description

弧形配重矩形叠片组件同轴装配工具及装配方法

技术领域

本发明涉及装配工具技术领域，具体涉及一种弧形配重矩形叠片组件同轴装配工具及装配方法。

背景技术

压电式振动传感器因其相较于传统的磁电式振动传感器具有宽频响、高测试量级、高动态范围及优越的温度特性等优点，由于重量轻及苛刻的耐环境适应性在新型或新研的机载应用领域得到快速而广泛的应用，也成了航空发动机使用全寿命过程中振动状态监测的核心部件，是发动机运行过程中健康评估、故障预测和诊断的关键基础件。常见的压电振动传感器的压电元件组件结构有中心压缩式结构，平面剪切式、环形剪切式。相比于压缩型结构，平面剪切型结构通常具有更高的输出、更小的尺寸、更大的带宽和更低的横向输出等，同时由于底座不直接与压电元件接触，具有更低的瞬变温度灵敏度和更好的温度性能，是压电式振动传感器的优选结构。常见的平面剪切结构压电式振动传感器，一般共振频率要求为不小于36kHz，在10Hz～8kHz频率范围电荷灵敏度偏差不大于±5％，8kHz～12kHz频率范围电荷灵敏度偏差不大于±10％。除了合理设计传感器结构与零件，提高压电元件组件装配的形位公差、合适一致的预紧扭矩等也是保证传感器谐振频率、频率响应等固有或动态特性的关键所在。

现有技术的缺点：现有技术中的弧形配重矩形叠片组件的装配均采用手动装配，手动装配方法的装配精度以及同轴度较低，且容易触碰引线而导致弧形配重矩形叠片组件无法正常工作。

发明内容

有鉴于此，本说明书实施例提供一种弧形配重矩形叠片组件同轴装配工具及装配方法，以达到提高装配精度的目的。

本说明书实施例提供以下技术方案：一种弧形配重矩形叠片组件同轴装配工具，包括：基座，设置有容置腔、第一轴向孔和第二轴向孔，第一轴向孔和第二轴向孔分别设置在容置腔的两侧并均与容置腔连通；支柱，呈阶梯状并穿设在第一轴向孔内，支柱的小径端能够置于容置腔中，压电组件能够穿设在支柱的小径端上并与支柱的台阶面抵接；夹块，设置在容置腔中并能够与压电组件抵接；顶紧组件，与第二轴向孔配合连接并能够与夹块远离压电组件的侧壁抵接，支柱的小径端能够与顶紧组件同轴配合连接。

进一步地，基座包括底板、第一支板和第二支板，第一支板和第二支板均设置在底板上，第一轴向孔设置在第一支板上，第二轴向孔设置在第二支板上，底板、第一支板和第二支板共同围成上端开口的容置腔。

进一步地，底板设置有导向槽孔，压电组件的排线能够由导向槽孔穿出。

进一步地，第一支板朝向压电组件的侧壁为圆弧侧壁。

进一步地，夹块朝向压电组件的侧壁为圆弧侧壁。

进一步地，第二轴向孔为螺纹通孔，顶紧组件包括：螺纹顶管，与第二轴向孔配合连接并能够与夹块抵接；导向管，套设在螺纹顶管内并与支柱的小径端同轴配合连接。

进一步地，压电组件通过预紧螺钉和预紧螺母连接，导向管的内径大于预紧螺钉的最大直径。

本发明实施例还提供了一种装配方法，采用上述的弧形配重矩形叠片组件同轴装配工具进行，装配方法包括以下步骤：步骤一、使支柱穿过第一轴向孔并将压电组件装配至支柱上；步骤二、将夹块放置在容置腔中并与压电组件抵接夹紧；步骤三、将顶紧组件穿设在第二轴向孔并与夹块顶紧；步骤四、取出支柱，将预紧螺钉和预紧螺母安装至压电组件上；步骤五、拆除顶紧组件、夹块和基座以完整装配操作。

与现有技术相比，本说明书实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到的有益效果至少包括：利用本发明实施例，能将方片圆孔压电元件、弧形惯性质量负载及顶部布线侧边出线的接线片进行压电组件的基于内孔同轴精密装配，并保证了装配过程不伤压电元件及接线片，同时在装配工具的初步预紧条件下，脱手自由装配压电元件组件的螺钉和螺母，并根据设计扭矩需求预紧扭矩，同时螺纹顶管和基座的初步预紧可提高叠片类组件的高应力加载，装配精度均由工具保证，一致性高，实现了平面剪切型压电类组件的宽频响、高谐振及耐高加速度的特性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明实施例的爆炸结构示意图；

图2本发明实施例中压电组件的结构示意图；

图3是本发明实施例中支柱的结构示意图；

图4是本发明实施例中夹块的结构示意图；

图5是本发明实施例中螺纹顶管的结构示意图；

图6是本发明实施例中导向管的结构示意图；

图7是本发明实施例中基座的结构示意图。

图中附图标记：1、预紧螺母；2、支柱；3、基座；4、压电组件零件；5、夹块；6、螺纹顶管；7、导向管；8、预紧螺钉；9、六角孔弧形质量块；10、压电陶瓷片；11、底座；12、圆孔弧形质量块；31、容置腔；32、第一轴向孔；33、第二轴向孔；34、导向槽孔。

具体实施方式

下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1至图7所示，本发明实施例提供了一种弧形配重矩形叠片组件同轴装配工具，包括基座3、支柱2、夹块5和顶紧组件。基座3设置有容置腔31、第一轴向孔32和第二轴向孔33，第一轴向孔32和第二轴向孔33分别设置在容置腔31的两侧并均与容置腔31连通；支柱2呈阶梯状并穿设在第一轴向孔32内，支柱2的小径端能够置于容置腔31中，压电组件4能够穿设在支柱2的小径端上并与支柱2的台阶面抵接；夹块5设置在容置腔31中并能够与压电组件4抵接；顶紧组件与第二轴向孔33配合连接并能够与夹块5远离压电组件4的侧壁抵接，支柱2的小径端能够与顶紧组件同轴配合连接。

利用本发明实施例，能将方片圆孔压电元件、弧形惯性质量负载及顶部布线侧边出线的接线片进行压电组件的基于内孔同轴精密装配，并保证了装配过程不伤压电元件及接线片，同时在装配工具的初步预紧条件下，脱手自由装配压电元件组件的螺钉和螺母，并根据设计扭矩需求预紧扭矩，同时螺纹顶管和基座的初步预紧可提高叠片类组件的高应力加载，装配精度均由工具保证，一致性高，实现了平面剪切型压电类组件的宽频响、高谐振及耐高加速度的特性。

需要说明的是，本发明实施例中的支柱2采用变截面结构，变截面支柱2保证了压电组件4的零件的基孔对准，防止零件(如接线片)错位后接触预紧螺钉导致绝缘导通。

基座3包括底板、第一支板和第二支板，第一支板和第二支板均设置在底板上，第一轴向孔32设置在第一支板上，第二轴向孔33设置在第二支板上，底板、第一支板和第二支板共同围成上端开口的容置腔31。底板设置有导向槽孔34，压电组件4的排线能够由导向槽孔34穿出，可防止顶端出线而导致接线片挤压和折伤。

本发明实施例主要针对弧形质量负载平面剪切压电组件的方形圆孔压电陶瓷片与弧形质量块及底座件的精密装配操作，并解决弧形质量块的对中，面力加载，与压电陶瓷片的基孔同轴，接线片布线与出线的折伤以及扭矩的自由可控等问题。本发明实施例能够提高装配精度，实现弧形质量负载平面剪切型压电组件的宽频响和高谐振频率装配。

优选地，第一支板朝向压电组件4的侧壁为圆弧侧壁。夹块5朝向压电组件4的侧壁为圆弧侧壁。圆弧侧壁除了预紧力加载的面载荷施加外，还能防止预紧螺钉8预紧时与零件跟转。同时通过改变夹块5和基座3的圆弧侧壁形状可装配其他形状的质量配重负载。

第二轴向孔33为螺纹通孔，顶紧组件包括：螺纹顶管6和导向管7，螺纹顶管6与第二轴向孔33配合连接并能够与夹块5抵接；导向管7，套设在螺纹顶管6内并与支柱2的小径端同轴配合连接。螺纹顶管6与基座3的预加载应力，提高了叠片类组件的高装配应力，提高产品耐振动量级，和高应力环境下的结构完整性。

同时，支柱2、螺纹顶管6和导向管7的嵌套装配，保证了支柱2与基座3两端通孔的同轴性，方便支柱2从装配工具及压电组件4中褪下。由装配工具的基座3、夹块5、螺纹顶管6预紧压电组件后，可褪下支柱2和导向管7，而不使压电组件4散落，同时可观察装配质量，内孔的对齐程度。

需要说明的是，压电组件4通过预紧螺钉8和预紧螺母1连接，导向管7的内径大于预紧螺钉8的最大直径。

如图2所示，本发明实施例中的压电组件4包括六角孔弧形质量块9，陶瓷绝缘片(按需，图中未示出)，压电陶瓷片10，底座11，压电陶瓷片10，陶瓷绝缘片(按需，图中未示出，形状同压电陶瓷片)，圆孔弧形质量块12同轴方正的装配，其中出线的接线片(图中未示出，形状同压电陶瓷片)夹在压电陶瓷片10之间，根据出线需要可将接线片出线侧边引出或者从基座3的长矩形导向槽孔引出。

本发明实施例可对多种压电陶瓷片数组合的压电组件进行装配，同时保证了装配的一致性，提高了效率，杜绝了人为装配对齐的随机性。同时，本发明实施例同样适用其他厚度规格及矩形状叠片组件的高应力同轴精密装配。

本发明实施例还提供了一种装配方法，采用上述的弧形配重矩形叠片组件同轴装配工具进行，装配方法包括以下步骤：

步骤一、使支柱2穿过第一轴向孔32并将压电组件4装配至支柱2上；

步骤二、将夹块5放置在容置腔31中并与压电组件4抵接夹紧；

步骤三、将顶紧组件穿设在第二轴向孔33并与夹块5顶紧；

步骤四、取出支柱2，将预紧螺钉8和预紧螺母1安装至压电组件4上；

步骤五、拆除顶紧组件、夹块5和基座3以完整装配操作。

具体操作方法如下：将装配工具的基座3平放在作业台面，使支柱2穿过基座3的左边通孔后，在支柱穿过的另一细径端，沿着基座3的长矩形导向槽孔依次按序将六角孔弧形质量块9，陶瓷绝缘片按需，图中未示出，压电陶瓷片10，底座11，压电陶瓷片10，陶瓷绝缘片按需，图中未示出，形状同压电陶瓷片，圆孔弧形质量块12同轴方正的装配，其中出线的接线片图中未示出，形状同压电陶瓷片夹在压电陶瓷片10之间，根据出线需要可将接线片出线侧边引出或者从基座3的长矩形导向槽孔引出。叠装压电组件4后由夹块5带圆弧面夹住圆孔弧形质量块12，沿着基座3底面的滑槽夹紧压电组件4，将导向管7套在支柱2的细径端后再将螺纹顶管6套在导向管7上沿着基座3右端内螺纹孔旋进顶住夹块5，将螺纹顶管6稍加拧紧后，再将支柱2和导向管7褪下，此时可脱手观察压电组件4零件装配质量和同轴度，将预紧螺母1和预紧螺钉8从两端分别塞进压电组件4的中心通孔后，用扭力扳手将两者按扭矩要求预紧即可，再旋下螺纹顶管6，取下夹块5即可拆下完整装配的压电组件4。

以上所述，仅为本发明的具体实施例，不能以其限定发明实施的范围，所以其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰，都应仍属于本专利涵盖的范畴。另外，本发明中的技术特征与技术特征之间、技术特征与技术方案之间、技术方案与技术方案之间均可以自由组合使用。

Claims (8)

1.一种弧形配重矩形叠片组件同轴装配工具，其特征在于，包括：

基座(3)，设置有容置腔(31)、第一轴向孔(32)和第二轴向孔(33)，第一轴向孔(32)和第二轴向孔(33)分别设置在容置腔(31)的两侧并均与容置腔(31)连通；

支柱(2)，呈阶梯状并穿设在第一轴向孔(32)内，支柱(2)的小径端能够置于容置腔(31)中，压电组件(4)能够穿设在支柱(2)的小径端上并与支柱(2)的台阶面抵接；

夹块(5)，设置在容置腔(31)中并能够与压电组件(4)抵接；

顶紧组件，与第二轴向孔(33)配合连接并能够与夹块(5)远离压电组件(4)的侧壁抵接，支柱(2)的小径端能够与所述顶紧组件同轴配合连接。

2.根据权利要求1所述的弧形配重矩形叠片组件同轴装配工具，其特征在于，基座(3)包括底板、第一支板和第二支板，所述第一支板和所述第二支板均设置在底板上，第一轴向孔(32)设置在所述第一支板上，第二轴向孔(33)设置在所述第二支板上，所述底板、所述第一支板和所述第二支板共同围成上端开口的容置腔(31)。

3.根据权利要求2所述的弧形配重矩形叠片组件同轴装配工具，其特征在于，所述底板设置有导向槽孔(34)，压电组件(4)的排线能够由导向槽孔(34)穿出。

4.根据权利要求3所述的弧形配重矩形叠片组件同轴装配工具，其特征在于，所述第一支板朝向压电组件(4)的侧壁为圆弧侧壁。

5.根据权利要求4所述的弧形配重矩形叠片组件同轴装配工具，其特征在于，夹块(5)朝向压电组件(4)的侧壁为圆弧侧壁。

6.根据权利要求1所述的弧形配重矩形叠片组件同轴装配工具，其特征在于，第二轴向孔(33)为螺纹通孔，所述顶紧组件包括：

螺纹顶管(6)，与第二轴向孔(33)配合连接并能够与夹块(5)抵接；

导向管(7)，套设在螺纹顶管(6)内并与支柱(2)的小径端同轴配合连接。

7.根据权利要求6所述的弧形配重矩形叠片组件同轴装配工具，其特征在于，压电组件(4)通过预紧螺钉(8)和预紧螺母(1)连接，导向管(7)的内径大于预紧螺钉(8)的最大直径。

8.一种装配方法，采用权利要求1至7中任一项所述的弧形配重矩形叠片组件同轴装配工具进行，其特征在于，所述装配方法包括以下步骤：

步骤一、使支柱(2)穿过第一轴向孔(32)并将压电组件(4)装配至支柱(2)上；

步骤二、将夹块(5)放置在容置腔(31)中并与压电组件(4)抵接夹紧；

步骤三、将所述顶紧组件穿设在第二轴向孔(33)并与夹块(5)顶紧；

步骤四、取出支柱(2)，将预紧螺钉(8)和预紧螺母(1)安装至压电组件(4)上；

步骤五、拆除所述顶紧组件、夹块(5)和基座(3)以完整装配操作。

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