CN117161741B - 一种提高装配同轴度精度的装置及装配方法 - Google Patents

Abstract

一种提高装配同轴度精度的装置及装配方法，属于零部件装配技术领域。包括底座、中间套筒、活塞及上套筒，所述底座上带有圆筒体，中间套筒内置活塞的一端套置在底座圆筒体上，在底座和活塞间设置圆柱螺旋压缩弹簧，在底座上开有通气孔，其上安装有气压控制阀，底座与中间套筒间转动连接，中间套筒与底座圆筒体间、中间套筒与活塞间均为密封结构，中间套筒和上套筒的内径与上、下半部装配零部件外径相配合，装配时，下半部装配零部件预置于中间套筒内，上套筒大径端套置于中间套筒另一端，通过沿径向设置的多个弹簧柱塞与中间套筒连接，上半部装配零部件从顶部置入上套筒中，完成对接装配。可以提供装配同轴度精度。

Description

一种提高装配同轴度精度的装置及装配方法

技术领域

本发明属于零部件装配技术领域，特别是涉及一种提高装配同轴度精度的装置及装配方法。

背景技术

按照工艺要求，两个具有圆柱形状结构的装配零部件利用紧定螺钉在对接平面的轴向固定拧紧来实现对接装配并满足对接同轴度公差要求，而在实际生产过程中，由于加工误差的存在，如果没有相应的保障措施或工艺装备，两个零部件对接的结合面容易产生径向滑动，导致两个装配体产生同轴度的偏差，另外装配对接平面的不平整，也将导致在拧紧紧定螺钉的装配紧固过程中容易引起力矩分配不均致使结合面进一步错位，导致装配同轴度精度变差的现象。现有工艺方法，在零部件装配对接完成之后，在测量两个对接装配零部件的同轴度时经常发生同轴度超差的问题，有时甚至是反复拆装、重新对接装配也无法满足同轴度精度要求的情形出现。

发明内容

针对上述存在的技术问题，本发明提供一种提高装配同轴度精度的装置及装配方法，用于具有装配同轴度精度要求的两个圆柱外形结构零部件的对接装配，既可应用于手工装配过程，也有可应用于自动装配生产线中实现自动化的零部件对接装配。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明一种提高装配同轴度精度的装置，包括底座、中间套筒、活塞及上套筒，所述底座上带有圆筒体，中间套筒内置活塞的一端套置在底座圆筒体上，在底座和活塞间设置圆柱螺旋压缩弹簧，在底座上开有通气孔，其上安装有气压控制阀，底座与中间套筒间转动连接，中间套筒与底座圆筒体间、中间套筒与活塞间均为密封结构，中间套筒和上套筒的内径与上、下半部装配零部件外径相配合，装配时，下半部装配零部件预置于中间套筒内，上套筒大径端套置于中间套筒另一端，通过沿径向设置的多个弹簧柱塞与中间套筒连接，上半部装配零部件从顶部置入上套筒中，完成对接装配。

进一步地，所述底座与中间套筒间转动连接结构，是在中间套筒外套置与底座连接的盖板法兰，在中间套筒和底座及中间套筒和盖板法兰间均设置有轴承，盖板法兰和中间套筒间设置唇形密封圈密封，盖板法兰和底座间设置密封圈Ⅱ密封。

进一步地，所述底座是在圆台上带有圆筒体，在圆筒体内底面上设置短圆柱体，其上套置圆柱螺旋压缩弹簧，底座圆筒体外周面上开设有两个安装密封圈Ⅲ的沟槽，所述通气孔开设在底座圆台侧壁上。

进一步地，所述气压控制阀和底座之间加装有密封圈Ⅰ。

进一步地，在所述盖板法兰顶端靠近中间套筒侧带有内环槽，其内安装有唇形密封圈。

进一步地，所述中间套筒靠近底座的外周带有二级凸台结构，一级凸台和盖板法兰间形成安装圆柱推力滚子轴承的环槽，二级凸台上安装盖板法兰；中间套筒上部外周开有安装弹簧柱塞的环形槽，环形槽下方带有限位上套筒滑动的凸台，所述凸台顶端面与安装后上套筒的底端面的距离H为30-40mm。

进一步地，所述上套筒底部大端沿径向均匀开设有多个安装弹簧柱塞的螺纹孔，弹簧柱塞端部置入中间套筒的环形槽内。

进一步地，所述中间套筒的上部凸台下方及上套筒的中间部分均开有长方形的观察孔。

进一步地，所述活塞的上端带有凹槽结构，盛置下半部装配零部件端部，下端带有凹槽，活塞运动下移与圆柱螺旋压缩弹簧的上部接触，活塞的外圆柱面开设有两个沟槽，其内安装密封圈Ⅳ。

采用所述提高装配同轴度精度的装置的装配方法，包括如下步骤：

S1.将下半部装配零部件放入中间套筒内，与活塞接触，调节底座上安装的气压控制阀使装配零部件缓慢下降15-20mm距离后停止；

S2.将上套筒套进中间套筒上部，上套筒在下落的过程中通过弹簧柱塞卡在中间套筒的上部环形槽里；

S3.将上半部装配零部件从顶部置入上套筒中，在两个装配零件的对接面接触后通过紧定螺钉连接；

S4.活塞下降压缩圆柱螺旋压缩弹簧，打开安装在底座上的气压控制阀泄压，使得装配零部件的上半部分完全落入上套筒之后关闭气压控制阀；

S5.先后正反转中间套筒各一次，再按交叉次序拧紧紧定螺钉，完成对接装配过程；

S6.对接装配完成之后，用力下压上套筒，使上套筒向下移动，对接装配体的上部被退出，从上部取走对接装配体；

S7.取下上套筒之后打开气压控制阀进气，被压缩的圆柱螺旋压缩弹簧压力释放回弹，推动活塞向上移动，整个装置恢复初始状态。

本发明的有益效果为：

1.本发明通过在底座转动连接中间套筒，中间套筒内设置活塞，通过活塞与底座内设置的圆柱螺旋压缩弹簧接触，在中间套筒顶部设置上套筒，且在底座上开有通气孔，其上安装有气压控制阀，中间套筒和上套筒的内径与上、下半部装配零部件外径相配合，装配时，下半部装配零部件预置于中间套筒内，上套筒大径端套置于中间套筒顶端，通过沿径向设置的多个弹簧柱塞安装固定，上半部装配零部件从顶部置入上套筒中，通过拧紧螺钉完成对接装配，保证了上下部装配零件的同轴度。

2.本发明在装配完成之后，用力下压上套筒，使上套筒向下移动，对接装配体的上部被退出，从装置上部取走对接装配体，再取下上套筒之后打开气压控制阀进气，先前被压缩的圆柱螺旋压缩弹簧压力释放回弹，推动活塞向上移动，整个装置恢复原始状态。然后，可以进行下一次对接装配活动。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为对接零件装配过程紧定螺钉的拧紧顺序示意图。

图3为本发明中间套筒的结构示意图。

图4为本发明上套筒的结构示意图。

图5为本发明底座的结构示意图。

图中：1—底座，2—圆柱螺旋压缩弹簧，3—密封圈Ⅰ，4—气压控制阀，5—螺钉，6—圆柱滚子推力轴承Ⅰ，7—密封圈Ⅱ，8—盖板法兰，9—螺钉，10—圆柱滚子推力轴承Ⅱ，11—唇形密封圈，12—密封圈Ⅲ，13—中间套筒，14—活塞，15—密封圈Ⅳ，16—下半部装配零部件，17—弹簧柱塞，18—上套筒，19—上半部装配零部件，20—紧定螺钉，21-圆台，22-圆筒体，23-短圆柱体，24-通气孔，25-凸台，26-观察孔，27.安装孔,28.环形槽，29.沟槽，30.凹槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细描述。

实施例：如图1所示，本发明一种提高装配同轴度精度的装置，包括底座1、中间套筒13、活塞14、上套筒18及盖板法兰8，所述底座1上带有圆筒体，中间套筒13内置活塞的一端套置在底座1圆筒体上，在底座1和活塞14间设置圆柱螺旋压缩弹簧2，在底座1上开有通气孔24，其上安装有气压控制阀4，底座与中间套筒间转动连接，中间套筒13与底座1圆筒体间、中间套筒13与活塞14间均为密封结构，中间套筒13和上套筒18的内径与上、下半部装配零部件外径相配合，装配时，下半部装配零部件16预置于中间套筒13内，上套筒18大径端套置于中间套筒13另一端，上套筒18沿径向设置的多个弹簧柱塞安装孔27，通过沿径向设置的多个弹簧柱塞17与中间套筒连接，上半部装配零部件19从顶部置入上套筒18中，完成对接装配。

所述底座1与中间套筒13间转动连接结构，是在中间套筒13外套置与底座1连接的盖板法兰8，在中间套筒13和底座1及中间套筒13和盖板法兰8间均设置有轴承，盖板法兰8和中间套筒13间设置唇形密封圈11密封，盖板法兰8和底座1间设置密封圈Ⅱ7密封。

进一步地，所述底座1是在圆台21上带有圆筒体22，在圆筒体22内底面上设置短圆柱体23，其上套置圆柱螺旋压缩弹簧2，短圆柱体23的设置以便套入圆柱螺旋压缩弹簧2；底座圆筒体22外周面上开设有两个安装密封圈Ⅲ12的沟槽29，所述通气孔24开设在底座圆台侧壁上,作为气体进出通道；通气孔24端部设置气压控制阀4，通过气压控制阀4不同阀口的开闭控制气体进出，所述气压控制阀4和底座1之间加装有密封圈Ⅰ3，以防止漏气，保证了内部空腔的气密性，使得底座1和中间套筒13中间形成了一种中间带圆柱弹簧2的可伸缩气压缸功能结构。

所述底座1的圆台上开有凹槽30，其内安装轴承，以便对中间套筒13等零件形成支撑；所述轴承均为圆柱滚子推力轴承，如图1中圆柱滚子推力轴承Ⅰ6和圆柱滚子推力轴承Ⅱ10所示，可以保证中间套筒13的灵活圆周回转。底座1的凹槽30内置的圆柱滚子推力轴承Ⅰ6，便于对中间套筒13等形成支撑；圆柱推力滚子轴承Ⅱ10从外部套在中间套筒13上，并在上部安装盖板法兰2，所述盖板法兰8装配拧紧之前在圆柱滚子推力轴承Ⅰ6和圆柱推力滚子轴承Ⅱ10内加入充足的润滑脂润滑；由于中间套筒13下部上下结合面均安装有推力轴承，可以保证中间套筒13的灵活圆周回转。

所述中间套筒13与底座1圆筒体22间、中间套筒13与活塞14间及盖板法兰8和底座1均为密封结构，是在中间套筒13与底座1圆筒体22间、中间套筒13与活塞14外周面间分别设置两个密封圈Ⅲ12、两个密封圈Ⅳ15，密封圈Ⅲ12、密封圈Ⅳ15、密封圈Ⅰ3和气压控制阀4的存在，保证了内部空腔的气密性，使得底座1和中间套筒13中间形成了一种中间带圆柱螺旋压缩弹簧2的可伸缩气压缸功能结构。

所述盖板法兰8通过螺钉紧固9在底座1上，在所述盖板法兰8顶端靠近中间套筒13侧带有内环槽，其内安装有唇形密封圈11，盖板法兰8和底座1安装面间安装密封圈Ⅱ7。

所述中间套筒13靠近底座1的外周带有二级凸台结构，一级凸台和盖板法兰8间形成安装圆柱推力滚子轴承Ⅱ10的环槽，二级凸台上安装盖板法兰8；中间套筒13上部外周开有安装弹簧柱塞17的环形槽28，环形槽28下方带有限位上套筒18滑动的凸台25，所述凸台25顶端面与安装后上套筒18的底端面的距离H为30-40mm，本例H为35mm，也可以选择H为30mm，或H为40mm，使上套筒18向下移动后上半部装配零部件19端部伸出上套筒18，便于取出装配后的零部件。

所述上套筒18底部大端沿径向均匀开设有多个安装弹簧柱塞17的螺纹孔，弹簧柱塞17端部置入中间套筒13的环形槽28内。

所述上套筒18、中间套筒13内径均与待装配零部件外径相同，保证公差为5-6级，能够形成具有高精度的保证零部件对接装配同轴度的内圆柱面。

所述中间套筒13的上部凸台25下方及上套筒18的中间部分均开有长方形的观察孔26，便于连接紧定螺钉20及观察内部装配件位置。

所述活塞14的上端带有凹槽结构，盛置下半部装配零部件16端部，下端带有凹槽，活塞14运动下移与圆柱螺旋压缩弹簧2的上部接触，活塞14的外圆柱面开设有两个沟槽，其内安装密封圈Ⅳ15。

本发明未详细描述的其他零部件均为现有常规结构，在此，不再赘述。

本装置在安装时，将活塞14的外圆柱面沟槽内安装密封圈Ⅳ15后，从底部装入中间套筒13内，再将中间套筒13装入底座1；由于重力的存在，活塞14运动下移与圆柱螺旋压缩弹簧2的上部接触。底座1上开有孔可以用螺钉安装在工作台或生产线上。

该装置在加工制造时，通过保证中间套筒13和上套筒18的内孔径和装配零部件外径的加工精度，要求5-6级公差，就能够形成具有高精度的保证零部件对接装配同轴度的内圆柱面。通过对接装配时中间套筒13和上套筒18的同步圆周回转可以进一步提高初始对接装配时的同轴度，同时又限制了下半部装配零部件16和上半部装配零部件19在紧定螺钉20拧紧过程中的径向滑动，另外，通过调节内腔气压，可以调整对接装配体在该装置内的上下位置，从而进一步修正对接拧紧过程中的轴向偏差。

采用本发明所述提高装配同轴度精度的装置的装配方法，包括如下步骤：

S1.将下半部装配零部件16放入中间套筒13内，与活塞14接触，调节底座1上安装的气压控制阀4使装配零部件16缓慢下降15-20mm停止，本例下降18mm停止；

S2.将上套筒18套进中间套筒13上部，上套筒18在下落的过程中通过弹簧柱塞17卡在中间套筒13的上部环形槽28里；

S3.将上半部装配零部件19从顶部置入上套筒18中，在两个装配零件的对接面接触后，通过上套筒18开有的观察孔26放入紧定螺钉20连接；此时两个装配体的重量和紧定螺钉20的重量传递到活塞14上；

S4.由于重力因素，活塞14下降压缩圆柱螺旋压缩弹簧2，底座1中间部位和活塞14形成的空腔部分压力升高，打开安装在底座1上的气压控制阀4泄压，使得上半部装配零部件19的上半部分完全落入上套筒18之后关闭气压控制阀4；

S5.先后正反转中间套筒13各一次，再按交叉次序拧紧紧定螺钉20，完成对接装配过程；

S6.对接装配完成之后，用力下压上套筒18，使上套筒18向下移动，对接装配体的上部被退出，从上部取走对接装配体；

S7.取下上套筒18之后打开气压控制阀4进气，被压缩的圆柱螺旋压缩弹簧2压力释放回弹，推动活塞14向上移动，整个装置恢复初始状态，可以进行下一次对接装配活动。

如图2所示，上、下半部装配零部件采用8个对接装配用紧定螺钉20连接，紧定螺钉20的布置位置和编号，以第四象限为起始，每象限两个紧定螺钉20，分置于每象限两端部，按顺时针方向分别为：20-1、20-2、20-3、20-4、20-5、20-6、20-7和20-8，拧紧过程分为两个步骤，在第一步中紧定螺钉20的拧紧顺序为20-1、20-5、20-3、20-7、20-4、20-8、20-2、20-6，两两分别对应；第二步中紧定螺钉的拧紧顺序为20-2、20-6、20-4、20-8、20-3、20-7、20-5、20-1，两两分别对应。通过控制紧定螺钉的拧紧过程顺序，可以消除拧紧力矩及对接零件挤压形变对装配同轴度的影响。

可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种提高装配同轴度精度的装置，其特征在于：包括底座、中间套筒、活塞及上套筒，所述底座上带有圆筒体，中间套筒内置活塞的一端套置在底座圆筒体上，在底座和活塞间设置圆柱螺旋压缩弹簧，在底座上开有通气孔，其上安装有气压控制阀，底座与中间套筒间转动连接，中间套筒与底座圆筒体间、中间套筒与活塞间均为密封结构，中间套筒和上套筒的内径与上、下半部装配零部件外径相配合，装配时，下半部装配零部件预置于中间套筒内，上套筒大径端套置于中间套筒另一端，通过沿径向设置的多个弹簧柱塞与中间套筒连接，上半部装配零部件从顶部置入上套筒中，完成对接装配；

所述底座与中间套筒间转动连接结构，是在中间套筒外套置与底座连接的盖板法兰，在中间套筒和底座及中间套筒和盖板法兰间均设置有轴承，盖板法兰和中间套筒间设置唇形密封圈密封，盖板法兰和底座间设置密封圈Ⅱ密封。

2.根据权利要求1所述提高装配同轴度精度的装置，其特征在于：所述底座是在圆台上带有圆筒体，在圆筒体内底面上设置短圆柱体，其上套置圆柱螺旋压缩弹簧，底座圆筒体外周面上开设有两个安装密封圈Ⅲ的沟槽，所述通气孔开设在底座圆台侧壁上。

3.根据权利要求2所述提高装配同轴度精度的装置，其特征在于：所述气压控制阀和底座之间加装有密封圈Ⅰ。

4.根据权利要求1所述提高装配同轴度精度的装置，其特征在于：在所述盖板法兰顶端靠近中间套筒侧带有内环槽，其内安装有唇形密封圈。

5.根据权利要求1所述提高装配同轴度精度的装置，其特征在于：所述中间套筒靠近底座的外周带有二级凸台结构，一级凸台和盖板法兰间形成安装圆柱推力滚子轴承的环槽，二级凸台上安装盖板法兰；中间套筒上部外周开有安装弹簧柱塞的环形槽，环形槽下方带有限位上套筒滑动的凸台，所述凸台顶端面与安装后上套筒的底端面的距离H为30-40mm。

6.根据权利要求1所述提高装配同轴度精度的装置，其特征在于：所述上套筒底部大端沿径向均匀开设有多个安装弹簧柱塞的螺纹孔，弹簧柱塞端部置入中间套筒的环形槽内。

7.根据权利要求5或6所述提高装配同轴度精度的装置，其特征在于：所述中间套筒的上部凸台下方及上套筒的中间部分均开有长方形的观察孔。

8.根据权利要求5或6所述提高装配同轴度精度的装置，其特征在于：所述活塞的上端带有凹槽结构，盛置下半部装配零部件端部，下端带有凹槽，活塞运动下移与圆柱螺旋压缩弹簧的上部接触，活塞的外圆柱面开设有两个沟槽，其内安装密封圈Ⅳ。

9.采用如权利要求1-8任一项所述提高装配同轴度精度的装置的装配方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1.将下半部装配零部件放入中间套筒内，与活塞接触，调节底座上安装的气压控制阀使装配零部件缓慢下降15-20mm距离后停止；

S2. 将上套筒套进中间套筒上部，上套筒在下落的过程中通过弹簧柱塞卡在中间套筒的上部环形槽里；

S3. 将上半部装配零部件从顶部置入上套筒中，在两个装配零件的对接面接触后通过紧定螺钉连接；

S4. 活塞下降压缩圆柱螺旋压缩弹簧，打开安装在底座上的气压控制阀泄压，使得装配零部件的上半部分完全落入上套筒之后关闭气压控制阀；

S5. 先后正反转中间套筒各一次，再按交叉次序拧紧紧定螺钉，完成对接装配过程；

S6. 对接装配完成之后，用力下压上套筒，使上套筒向下移动，对接装配体的上部被退出，从上部取走对接装配体；

S7. 取下上套筒之后打开气压控制阀进气，被压缩的圆柱螺旋压缩弹簧压力释放回弹，推动活塞向上移动，整个装置恢复初始状态。