CN116038292A - 锥面软密封零泄漏量的控制装备及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种锥面软密封零泄漏量的控制装备及方法，包括对中预压装备；所述对中预压装备包括机架、预压底座、伺服升降模组、柔性浮动载台和多根导向支撑柱；多根所述导向支撑柱固定在预压底座和机架之间；所述伺服升降模组固定设置在机架上；所述柔性浮动载台固定设置在预压底座上；所述伺服升降模组输出端的升降方向为朝靠近或远离柔性浮动载台的方向移动。本发明解决了液压锁在传统手工装调下非金属密封面出现多道交叉压痕导致密封失效问题，提出新型的控制方法提高了软硬结合密封副的容错性，密封泄漏问题得以解决。
Description
技术领域
本发明涉及锥面软密封零泄漏量的控制的技术领域，具体地，涉及一种锥面软密封零泄漏量的控制方法及装备。
背景技术
在运载伺服系统中，液压阀门是控制流体方向、压力、流速等物理参量的关键液压元件，其密封性能作为重要指标在伺服系统中被广泛关注。在传统金属硬密封副的基础上衍生出新型的锥式软密封结构，XX-38零位锁活门组件采用圆锥的设计结构，在圆锥环面上通过注塑工艺在密封环槽上填充满非金属PEEK材料，XX-38零位锁活门座使用金属材料加工而成，锥形活门组件和活门座组合形成软密封副，因弹性密封材料具有一定的容错弥补能力已逐步成为密封发展的重要趋势之一，但在实际工程应用中因缺乏工艺控制方法导致其尚存在不足。
当前，新型运载火箭在水平横置静放期间，为了防止发动机长时间受到偏心力矩的作用对其精密传感等元件造成影响，作为起到位置锁紧的核心元件液压锁而言，密封性能显得尤为重要。液压锁采用锥式软硬结合的密封设计，研制过程中，发现其密封副在往复开启闭合后密封失效的问题已成为产品高效高质量交付的遏制点。
公开号为CN217558668U的中国实用新型专利文献公开了一种液压锁、液压系统及作业机械，属于液压控制技术领域，液压锁包括：第一单向阀、第二单向阀和流量调节组件；第一单向阀的第一端和第二单向阀的第一端均与换向控制阀相连，第一单向阀的第二端和第二单向阀的第二端均与液压油缸相连；流量调节组件的第一端与第一单向阀的第一端相连，流量调节组件的第二端与第二单向阀的第一端相连，流量调节组件的第三端分别与第一单向阀的控制油口和第二单向阀的控制油口相连。
针对上述中的现有技术，发明人认为液压锁在传统手工装调下非金属密封面出现多道交叉压痕容易导致密封失效。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种锥面软密封零泄漏量的控制装备及方法。
根据本发明提供的一种锥面软密封零泄漏量的控制装备，包括对中预压装备；
所述对中预压装备包括机架、预压底座、伺服升降模组、柔性浮动载台和多根导向支撑柱；
多根所述导向支撑柱固定在预压底座和机架之间；
所述伺服升降模组固定设置在机架上；
所述柔性浮动载台固定设置在预压底座上；
所述伺服升降模组输出端的升降方向为朝靠近或远离柔性浮动载台的方向移动。
优选的，所述对中预压装备还包括浮动连接头、升降滑台和活门座环抱工装；
所述浮动连接头固定设置在伺服升降模组的输出端；
所述升降滑台与浮动连接头固定连接；
所述升降滑台与导向支撑柱滑动连接；
所述活门座环抱工装和升降滑台固定连接；
所述活门座环抱工装用于夹持活门座。
优选的，所述对中预压装备还包括安全限位环；
所述安全限位环固定套设在导向支撑柱上；
所述安全限位环用于对升降滑台进行限位。
优选的，所述对中预压装备还包括位移传感器；
所述位移传感器设置在升降滑台上。
优选的，所述对中预压装备还包括活门组件夹持工装；
所述活门组件夹持工装设置在柔性浮动载台上；
所述活门组件夹持工装用于夹持活门组件。
优选的，所述活门组件夹持工装设置有紧固螺钉；
所述紧固螺钉用于调整对活门组件的夹持力。
优选的，所述活门组件夹持工装内表面的基体材料为非金属PEEK材料，用于与活门组件接触。
优选的，该控制装备还包括视觉检测装备；
所述视觉检测装备包括激光传感器、旋转平台、电机、滑台和检测底座；
所述旋转平台转动设置在检测底座上；
所述电机固定设置在检测底座上，且电机驱动旋转平台转动；
所述滑台固定设置在检测底座上；
所述激光传感器设置在滑台上。
根据本发明提供的一种锥面软密封零泄漏量的控制方法，应用锥面软密封零泄漏量的控制装备，包括：
将液压锁活门组件安装于活门组件夹持工装内部；将液压锁活门座安装于活门座环抱工装内部；
所述伺服升降模组在指令信号下带动活门座往靠近活门组件的方向作动；
当活门座和活门组件对中预压出现偏置时，柔性浮动载台在滚注导轨被动校准下进行活门座与活门组件的轴向对中；
当活门组件和活门座轴向对中完毕后，柔性浮动载台锁紧，按程序设定的预压力数值与预压时间对活门组件上的非金属密封面开始进行预压；
预压结束后，将活门组件置于视觉检测装备下开始对密封面上的压痕质量进行检查。
优选的，在被动校准对中过程设有预压力数值判断程序，当监测到的数值超过包络值时，该控制装备停止作动。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明与液压锁现有装配工艺方法相比，解决了液压锁在传统手工装调下非金属密封面出现多道交叉压痕导致密封失效问题，提出新型的控制方法提高了软硬结合密封副的容错性，密封泄漏问题得以解决；
2、本发明精密配合密封副对中预压装备的引入可大幅提高装配效率与产品一致性，提高液压锁的合格率；
3、本发明使用被动对中预压的方式有效的避开了大量精密传感测量元件在装备中的应用，节约了经济成本；
4、本发明高精度检测设备的引入解决了锥软软密封压痕难以测量的难点，细化了对装配关键过程点的检查。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为精密对中预压装备整体结构及安装示意图；
图2为精密对中预压装备中活门组件及其夹持移动部分示意图；
图3为高精度视觉检测装备结构示意图；
图4为液压锁锥式软密封零泄漏控制方法流程图。
附图标记：
伺服升降模组1 位移传感器9 检测底座17
机架2 活门座10 电机18
浮动连接头3 柔性浮动载台11 调节手轮19
升降滑台4 活门组件夹持工装12 旋转平台20
活门座环抱工装5 活门组件13 微调滑台21
导向支撑柱6 滚注导轨14 激光传感器22
安全限位环7 弹簧柱塞15
预压底座8 紧固螺钉16
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对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，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明实施例公开了一种锥面软密封零泄漏的控制装备，如图1和图3所示，包括精密对中预压装备和高精度视觉检测装备。
如图1和图2所示，对中预压装备包括机架2、预压底座8、型号为力姆泰克LAM的伺服升降模组1、柔性浮动载台11、浮动连接头3、升降滑台4、活门座环抱工装5、型号为基恩士GT2的位移传感器9、活门组件夹持工装12、多个安全限位环7和多根导向支撑柱6。多根导向支撑柱6固定在预压底座8和机架2之间；伺服升降模组1固定设置在机架2上；柔性浮动载台11固定设置在预压底座8上；伺服升降模组1输出端的升降方向为朝靠近或远离柔性浮动载台11的方向移动。
浮动连接头3固定设置在伺服升降模组1的输出端；升降滑台4与浮动连接头3固定连接；升降滑台4与导向支撑柱6滑动连接；活门座环抱工装5和升降滑台4固定连接；活门座环抱工装5设置有内孔，活门座10装入活门座环抱工装5的内孔内部，活门座10外部套有密封圈，在密封圈摩擦阻力的作用下实现活门座10的紧固防止下滑脱落。
安全限位环7固定套设在导向支撑柱6上；安全限位环7用于对升降滑台4进行限位。
位移传感器9设置在升降滑台4上。
活门组件夹持工装12设置在柔性浮动载台11上；活门组件夹持工装12采用半开式设计并在其端面中心设置有内孔用于放置活门组件13，活门组件夹持工装12设置有紧固螺钉16用于调整活门组件夹持工装12的内孔大小；紧固螺钉16可调整活门组件13与活门组件夹持工装12的夹持松紧度。活门组件夹持工装12内表面的基体材料为非金属材料，用于与活门组件13接触。
具体为，如图1和图2所示，精密对中预压装备包含机架2、预压底座8、伺服升降模组1、浮动连接头3、XY柔性浮动载台、活门座环抱工装5、活门组件夹持工装12、导向支撑柱6、安全限位环7、位移传感器9、预压底座8，机架2通过导向支撑柱6实现与预压底座8的紧固连接构成装备主体，机架2上端设有伺服升降模组1，伺服升降模组1输出端设有浮动连接头3，浮动连接头3安装于升降滑台4上方，升降滑台4安装于导向支撑柱6上，导向支撑柱6上设有安全限位环7，升降滑台4下方设有活门座环抱工装5与位移传感器9，活门座环抱工装5下端设有活门座10，XY柔性浮动载台固定于预压底座8上，XY柔性浮动载台夹板层之间设有型号为怡合达ICK01高精度的滚注导轨14，高精度的滚注导轨14左右侧面设有弹簧柱塞15，底部设有活门组件夹持工装12，活门组件夹持工装12侧面设有微调的紧固螺钉16用于调整对零件的夹持力，内表面的基体材料为PEEK非金属材料，保证零件夹持过程无损伤。
如图3所示，视觉检测装备包括激光传感器22、旋转平台20、电机18、滑台和检测底座17；旋转平台20转动设置在检测底座17上；电机18固定设置在检测底座17上，且电机18驱动旋转平台20转动；滑台固定设置在检测底座17上；型号为基恩士LJ-X8060激光传感器22设置在滑台上。
具体为，如图3所示，高精度视觉检测装备包含激光传感器22、旋转平台20、型号为汇科LTP80-R-2的微调滑台21、检测底座17，检测底座17上设有旋转平台20，下方设有电机18，微调滑台21固定于检测底座17之上，微调滑台21上方设有激光传感器22、前方设有调节手轮19实现空间位置调节。
本发明实施例还公开了一种锥面软密封零泄漏量的控制方法，如图4所示，应用锥面软密封零泄漏量的控制装备，包括：将液压锁活门组件13安装于活门组件夹持工装12内部；将液压锁活门座10安装于活门座环抱工装5内部；伺服升降模组1在指令信号下带动活门座10往靠近活门组件13的方向作动；当活门座10和活门组件13对中预压出现偏置时，柔性浮动载台11在型号为怡合达ICK01高精度的滚注导轨14被动校准下进行活门座10与活门组件13的轴向对中，当活门组件13与活门座10出现偏置对中时，柔性浮动载台11在偏置力的作用下驱动滚注导轨14在XY两个平面进行被动位置调整直至偏置力为0N时即停止；当活门组件13和活门座10轴向对中完毕后，柔性浮动载台11在弹簧柱塞15的拧紧抵住机械限位作用下实现锁紧，按程序设定的预压力数值与预压时间对活门组件13上的非金属密封面开始进行预压；预压结束后，将活门组件13置于视觉检测装备旋转平台20的内孔内部，旋转平台20与电机18输出端通过机械连接，在电机18驱动作用下带动旋转平台20转动，从而实现对活门组件13非金属密封面上的压痕质量进行检查，由于活门组件13与激光传感器22成一定夹角，因此，可将活门组件13上的环状压痕转化为“长方形”压痕，转化后压痕的轮廓偏差值不超过0.1mm。
在被动校准对中过程设有预压力数值判断程序，当压力传感器监测到的数值超过包络值时，该控制装备停止作动。
具体为，如图4所示，控制方法是：液压锁内嵌有非金属材料的活门组件13装于活门组件夹持工装12内部，通过调整紧固螺钉16防止松动，液压锁活门座10安装于活门座环抱工装5内部。伺服升降模组11在指令信号作用下带动活门座10往靠近活门组件13的方向作动，当液压锁活门座10和活门组件13对中预压出现偏置时，XY柔性浮动载台在高精度滚注导轨被动校准下实现液压锁活门座10与活门组件13的轴向对中，型号为怡合达ICK01高精度的滚注导轨14的摩擦阻力仅有3N，灵敏度极高，不会出现因摩擦阻力过大导致液压锁组件在被动对中过程中出现失效问题，此外，被动对中过程设有预压力数值判断程序，当压力传感器监测到的数值超过包络值时，设备立即停止作动，防止偏置预压损伤零件。当液压锁活门组件13、活门座10两者零件轴向对中完毕后，XY柔性浮动载台锁紧，按程序设定的预压力数值与预压时间对活门组上的非金属密封面开始进行预压，预压结束后，活门组件13置于高精度视觉检测装备下开始对其密封面上的压痕质量进行检查，检查合格后将活门组件13与活门座10形成的密封副装配于液压锁壳体之内，由于密封副与液压锁壳体之间存在密封圈，为保证装配过程中防止密封圈切损，将壳体放置于精密对中预压装备下，通过监测预压力的方式防止装配切圈出现密封失效问题，装配完毕后的液压锁形成产品，进而开始对其展开密封泄漏测试以验证其泄漏指标是否满足设计要求，将液压锁安装到对应的测试设备之上施加3.5MPa液压力，使用精度为0.1ml的量筒放置于液压锁壳体出油口处，测试单位时间内的泄漏量数值。
本发明一种锥面软密封零泄漏量的控制方法及装备。本发明软硬结合锥面密封零泄漏的控制方法及装备。本发明针对液压锁密封副装配工艺方法的不足，提出一种用于增强密封副装配贴合性的新型对中预压检测装备及方法。本发明为解决液压锁软密封泄漏问题所采用的锥面软密封零泄漏量的控制方法及装备：包括精密对中预压装备、高精度视觉检测装备及控制方法。
本发明公开了一种锥面软密封零泄漏量的控制方法，其使用了一种精密对中预压装备与视觉检测装备。精密对中预压装备底部安装了XY柔性浮动载台用于实现零件的轴线方向上的被动自适应对中校准，伺服升降模组1安装于机架2上端面通过浮动连接头3带动下方的活门座10做Z方向上的垂直作动，在升降滑台4上配有位移传感器9，用于实现高精度的位移测量反馈实现伺服升降模组1的运行速度控制。视觉检测装备底部安装了电机18，电机18工作带动旋转平台20转动，活门组件13在激光传感器22投影成像作用下实现预压后压痕质量的检查。控制方法即锥式软密封副组合装配阶段对其先进行预压操作，保证其适应性与紧密性，解决未预压的锥式密封副往复工作后出现多道线交叉重叠压痕引发的泄漏问题。整个控制方法的操作流程为将活门组件13放置于XY柔性浮动载台上，将活门座10放置于升降滑台4下端的环抱工装上，控制伺服升降模组1往下运动使活门组件13与活门座10完成轴孔配合对中预压，当两者的中轴线出现偏置时，XY柔性浮动载台会根据偏置量进行被动校准，校准完毕后，根据预设定的预压力数值对活门组件13进行预压操作，预压完毕后将其放置于激光传感器22下检查其压痕质量。整个预压操作以预压力作为判据，当预压力超过所设定的包络值后，装备立即停止作动，防止偏置预压导致损伤零件。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (10)
1.一种锥面软密封零泄漏量的控制装备，其特征在于，包括对中预压装备；
所述对中预压装备包括机架(2)、预压底座(8)、伺服升降模组(1)、柔性浮动载台(11)和多根导向支撑柱(6)；
多根所述导向支撑柱(6)固定在预压底座(8)和机架(2)之间；
所述伺服升降模组(1)固定设置在机架(2)上；
所述柔性浮动载台(11)固定设置在预压底座(8)上；
所述伺服升降模组(1)输出端的升降方向为朝靠近或远离柔性浮动载台(11)的方向移动。
2.根据权利要求1所述的锥面软密封零泄漏量的控制装备，其特征在于，所述对中预压装备还包括浮动连接头(3)、升降滑台(4)和活门座环抱工装(5)；
所述浮动连接头(3)固定设置在伺服升降模组(1)的输出端；
所述升降滑台(4)与浮动连接头(3)固定连接；
所述升降滑台(4)与导向支撑柱(6)滑动连接；
所述活门座环抱工装(5)和升降滑台(4)固定连接；
所述活门座环抱工装(5)用于夹持活门座(10)。
3.根据权利要求2所述的锥面软密封零泄漏量的控制装备，其特征在于，所述对中预压装备还包括安全限位环(7)；
所述安全限位环(7)固定套设在导向支撑柱(6)上；
所述安全限位环(7)用于对升降滑台(4)进行限位。
4.根据权利要求2所述的锥面软密封零泄漏量的控制装备，其特征在于，所述对中预压装备还包括位移传感器(9)；
所述位移传感器(9)设置在升降滑台(4)上。
5.根据权利要求1所述的锥面软密封零泄漏量的控制装备，其特征在于，所述对中预压装备还包括活门组件夹持工装(12)；
所述活门组件夹持工装(12)设置在柔性浮动载台(11)上；
所述活门组件夹持工装(12)用于夹持活门组件(13)。
6.根据权利要求5所述的锥面软密封零泄漏量的控制装备，其特征在于，所述活门组件夹持工装(12)设置有紧固螺钉(16)；
所述紧固螺钉(16)用于调整对活门组件(13)的夹持力。
7.根据权利要求5所述的锥面软密封零泄漏量的控制装备，其特征在于，所述活门组件夹持工装(12)内表面的基体材料为非金属材料，用于与活门组件(13)接触。
8.根据权利要求1所述的锥面软密封零泄漏量的控制装备，其特征在于，该控制装备还包括视觉检测装备；
所述视觉检测装备包括激光传感器(22)、旋转平台(20)、电机(18)、滑台和检测底座(17)；
所述旋转平台(20)转动设置在检测底座(17)上；
所述电机(18)固定设置在检测底座(17)上，且电机(18)驱动旋转平台(20)转动；
所述滑台固定设置在检测底座(17)上；
所述激光传感器(22)设置在滑台上。
9.一种锥面软密封零泄漏量的控制方法，其特征在于，应用权利要求1-8任一所述的锥面软密封零泄漏量的控制装备，包括：
将液压锁活门组件(13)安装于活门组件夹持工装(12)内部；将液压锁活门座(10)安装于活门座环抱工装(5)内部；
所述伺服升降模组(1)在指令信号下带动活门座(10)往靠近活门组件(13)的方向作动；
当活门座(10)和活门组件(13)对中预压出现偏置时，柔性浮动载台(11)在滚注导轨被动校准下进行活门座(10)与活门组件(13)的轴向对中；
当活门组件(13)和活门座(10)轴向对中完毕后，柔性浮动载台(11)锁紧，按程序设定的预压力数值与预压时间对活门组件(13)上的非金属密封面开始进行预压；
预压结束后，将活门组件(13)置于视觉检测装备下开始对密封面上的压痕质量进行检查。
10.根据权利要求9所述的锥面软密封零泄漏量的控制方法，其特征在于，在被动校准对中过程设有预压力数值判断程序，当监测到的数值超过包络值时，该控制装备停止作动。
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