CN105382513A - 发动机冷却水泵中水封装配装置及装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机冷却水泵中水封装配装置及装配方法，包括工作台和设置在工作台上的定心对中压装机构，所述工作台中心设有水封定位导向机构。所述定心对中压装机构包括与工作台通过升降机构连接的浮动支撑机构、位于浮动支撑机构上的夹具体和位于浮动支撑机构上部的压装机构。所述浮动支撑机构包括设置在工作台上的升降板和与升降板通过滚动机构连接的浮动板。本发明的装配方法安装水封精确度高，不会损坏轴承，安装效率高。

Description

发动机冷却水泵中水封装配装置及装配方法

技术领域

本发明涉及汽车水泵水封安装设备技术领域，特别涉及一种发动机冷却水泵中水封装配装置及装配方法。

背景技术

汽车发动机广泛采用离心式水泵，其基本结构由水泵体、轴承、水封、叶轮、皮带轮等零部件组成。依据轴承结构不同，可分为轴连结构水泵和分离结构水泵。轴连结构水泵是采用轴连轴承的水泵。传统装配方法为：水封安装在水封压头上；泵体大面朝上，已安装轴承的水泵组件以轴承大端外圆及泵体小端面定位，压板压紧泵体大面，然后顶芯顶紧轴承大端端面并锁紧，最后压头下压到图纸要求位置。以这种方法压装其弊端有以下3点：1）水泵体多数为不规则形状，存在偏重情况，泵体放置后轴承中心产生偏移；2）以轴承大端外圆定位由于存在配合间隙，泵体放入后，轴承的小端产生偏移，水封压装时产生偏压。3）上述压装方法至少需要两个人操作，操作费时费力，装配效率极低，两个人一天8小时仅能安装20个，更为重要的是成品率低，成品率仅60%。且泵体重量大不易掌握平衡，容易砸坏轴承或/水封，且在砸的过程中冲击力大，产生反作用力，容易造成水封损坏。CN201220597778.1一种轴连轴承水封压装机，包括机架、压装主体部分、油缸、电气控制箱、液压站，压装主体部分包括：底板；导向柱；水封定位支撑座，设于底板之上，用于支撑水封；上夹具安装板，位于底板上方，且具有通孔，通过穿设于通孔之中的直线轴承与导向柱连接，上夹具安装板可沿导向柱运动；上夹具，用于夹持轴连轴承；浮动板，位于底板及上夹具安装板之间，浮动板可沿导向柱运动；浮动板在相对于水封定位支撑座的位置设有夹具板，用于夹持泵体，夹具板及浮动板上相对于水封定位支撑座的位置设有通孔，在浮动板下降过程中，水封可穿过通孔。本实用新型的压装效率有所提高，水封定位不准确，容易压坏水泵和轴承。

发明内容

本发明是针对上述已有技术存在的问题，提供一种发动机冷却水泵中水封装配装置及装配方法，安装水封精确度高，不会损坏轴承，安装效率高。

本发明采用的技术方案：

一种发动机冷却水泵中水封装配装置，包括工作台和设置在工作台上的定心对中压装机构，所述工作台中心设有水封定位导向机构，所述定心对中压装机构包括与工作台通过升降机构连接的浮动支撑机构、位于浮动支撑机构上的夹具体和位于浮动支撑机构上部的压装机构。

所述浮动支撑机构包括设置在工作台上的升降板和与升降板通过滚动机构连接的浮动板。

所述滚动机构包括设置在升降上的阶梯孔、设置于阶梯孔上的环形凹槽和位于环形凹槽内的若干个钢球，所述浮动板上设有与升降板阶梯孔相匹配的环形凸块。

所述升降机构包括均布在升降板与工作台之间的若干个升降气缸，所述升降板与工作台之间均布有若干个导向伸缩杆。

所述压装机构包括设置在顶板下的压装气缸、位于压装气缸伸缩端的上工作台、设置上工作台下的弹性伸缩顶杆机构和设置在上工作台下的用于锁紧顶杆的锁紧机构，所述弹性伸缩顶杆机构下设置导向压头。

所述弹性伸缩顶杆机构包括通过支架设置在上工作台下的顶杆套筒，顶杆套筒内设有容纳顶杆弹簧的空腔，顶杆弹簧一端与顶杆连接，另一端与顶杆套筒连接。

所述锁紧机构包括设置在下工作台下的锁紧气缸和设置在锁紧气缸伸缩端与顶杆上端面相匹配的楔形块。

所述顶杆套筒下设有抱紧机构。抱紧机构抱紧顶杆后，能够防止楔形块与顶杆上端面接触后冲击轴承轴。

所述升降板、浮动板、夹具体中心处设有供水封压头穿过的通孔。

所述水封定位导向机构包括设置在工作台上支撑筒和位于支撑筒上的水封压头，所述水封压头内设有水封定位杆，所述支撑筒内设有支撑机构，所述支撑机构包括设置在支撑筒下的支撑气缸和设置在支撑气缸伸缩端位于支撑筒内与水封定位杆接触的下顶杆。

所述升降板的阶梯孔内侧均布有若干个原位调整机构。

所述原位调整机构包括设置在阶梯孔内侧的一端开口的筒体、位于筒体内的弹簧和位于弹簧上的钢珠。

所述顶杆、水封定位杆和下顶杆均同轴。

本发明也提供了一种发动机冷却水泵中水封装配方法，包括以下步骤：

1）将水封放在水封压头内；将泵体放置在夹具体上，夹具体上的泵体定位销将泵体定位，防止泵体移动；

2）压装气缸工作时上工作台向下移动，导向压头与泵体轴承轴接触，导向压头继续向下移动带动浮动板在升降板上移动，导向压头与轴承轴外圆间隙配合以此来导正轴承中心与设备顶杆中心重合；

3）导向压头和顶杆一同继续下行，水泵轴承轴端面顶住顶杆端面把顶杆顶起。导向压头和顶杆一同继续下行，顶杆继续被顶起直至导向压头的下端面与泵体小端面贴合，此时抱紧机构工作将顶杆抱紧，防止顶杆上下移动，然后锁紧气缸工作推动楔形块使其楔面与顶杆上的楔面贴紧，至此可保证顶杆与导向压头在压装过程中相对位置不变。

4）上工作台在压装气缸的作用下继续向下移动，带动升降板向下移动，轴承轴与水封定位杆接触，工作台继续向下移动，将水封压装在泵体内。

本发明的有益效果：本发明的升降机构包括均布在升降板与工作台之间的若干个升降气缸，所述升降板与工作台之间均布有若干个导向伸缩杆，保证升降板水平上升或下降，伸缩杆起到导向作用，防止升降板在下降或上升过程中倾斜，导向压头的纵切面呈喇叭状，起到轴承导向作用，导向压头的下端面与泵体小端面贴合，在下压过程中泵体和轴承轴同时受力。所述弹性伸缩顶杆机构包括通过支架设置在上工作台下的顶杆套筒，顶杆套筒内设有容纳顶杆弹簧的空腔，顶杆弹簧一端与顶杆连接，另一端与顶杆套筒连接。所述锁紧机构包括设置在下工作台下的锁紧气缸和设置在锁紧气缸伸缩端与顶杆上端面相匹配的楔形块。楔块推入力不能克服顶杆抱紧机构对顶杆的抱紧力，压装时可以确保不会伤害轴承内的滚动体。所述顶杆套筒下设有抱紧机构。抱紧机构抱紧顶杆后，此时顶杆不可上下移动及左右转动，能够防止楔形块与顶杆上端面接触后冲击轴承轴。所述水封定位导向机构包括设置在工作台上支撑筒和位于支撑筒上的水封压头，所述水封压头内设有水封定位杆，所述支撑筒内设有支撑机构，所述支撑机构包括设置在支撑筒下的支撑气缸和设置在支撑气缸伸缩端位于支撑筒内与水封定位杆接触的下顶杆。所述原位调整机构包括设置在阶梯孔内侧的一端开口的筒体、位于筒体内的弹簧和位于弹簧上的钢珠。夹具体通过定位销放置于浮动板上，浮动板下方由排列的钢球支撑，浮动板可在水平面内自由移动。浮动板下方是升降板，升降板用以支撑钢球保持架，升降板下方由两个气缸支撑，当压头下压时，向下的压力大于气缸设定的支撑力后，升降板随气缸活塞一起下移；升降板下方的升降气缸在进气气路上安装压力调节阀，可以设定支撑压力，压力值是依据顶杆未下压时气缸上方所托重量设定；所述钢球均布机构包括位于环形凹槽内的环形保持架，所述环形保持架上均布有若干个用于放置钢球的通孔。钢球的直径大于环形凹槽的深度，环形凹槽的深度大于环形保持架的厚度，环形保持架能够保证钢球分散均匀，从而使浮动板受力均匀。浮动板与固定底座用浮动钢球相连，间距约0.5-1mm，轴承进入压头内，压头导向作用带动水泵组件、夹具板、浮动板运动，从而消除轴承中心与设备压装中心的偏心量，使水泵组件轴承中心找正。浮动板上设置定位孔，用于快速更换夹具体，适应不同型号的泵体。水封的装配高度依靠水封压头保证。水封压头内设有环形阶梯孔，环形阶梯孔起到限位作用，水封压头、水封座圈、泵体及导向压头形成了刚性接触，设备已不会再下移。至此配合设备上的压力传感器，设备检测到预设压力，设备返程。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明：

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的浮动支撑机构结构示意图；

图3是本发明的球均布机构结构示意图。

附图标号说明：1、支撑气缸；2、升降气缸；3、下顶杆；4、工作台；5、支撑筒；6、升降板；7、钢球；8、浮动板；9、水封压头；10、夹具体；11、泵体；12、轴承轴；13、导向压头；14、顶杆；15、抱紧机构；16、压装气缸；17、楔形块；18、顶板；19、顶杆弹簧；20、钢球均布机构；21、放置钢球的通孔；22、阶梯孔；23、钢珠；24、弹簧；25、筒体、26、水封。

具体实施方式

实施例1：如图1、2、3所示，一种发动机冷却水泵中水封装配装置，包括工作台4和设置在工作台4上的定心对中压装机构，所述工作台中心设有水封定位导向机构。

所述定心对中压装机构包括与工作台通过升降机构连接的浮动支撑机构、位于浮动支撑机构上的夹具体和位于浮动支撑机构上部的压装机构。

所述浮动支撑机构包括设置在工作台上的升降板6和与升降板6通过滚动机构连接的浮动板8。

所述滚动机构包括设置在升降上的阶梯孔、设置于阶梯孔上的环形凹槽和位于环形凹槽内的20个钢球7，所述浮动板上设有与升降板阶梯孔22相匹配的环形凸块。

所述升降机构包括均布在升降板与工作台之间的2个升降气缸2，所述升降板与工作台之间均布有2个导向伸缩杆。

所述压装机构包括设置在顶板18下的压装气缸16、位于压装气缸16伸缩端的上工作台、设置上工作台下的弹性伸缩顶杆机构和设置在上工作台下的用于锁紧顶杆的锁紧机构，所述弹性伸缩顶杆机构下设置导向压头13。

所述弹性伸缩顶杆机构包括通过支架设置在上工作台下的顶杆套筒，顶杆套筒内设有容纳顶杆弹簧19的空腔，顶杆弹簧一端与顶杆14连接，另一端与顶杆套筒连接。

所述锁紧机构包括设置在下工作台下的锁紧气缸和设置在锁紧气缸伸缩端与顶杆上端面相匹配的楔形块17。

所述顶杆套筒下设有抱紧机构15。抱紧机构抱紧顶杆后，能够防止楔形块与顶杆上端面接触后冲击轴承轴12。

所述升降板、浮动板、夹具体10中心处设有供水封压头9穿过的通孔。

所述水封定位导向机构包括设置在工作台上支撑筒5和位于支撑筒5上的水封压头，所述水封压头内设有水封定位杆，所述支撑筒内设有支撑机构，所述支撑机构包括设置在支撑筒下的支撑气缸1和设置在支撑气缸1伸缩端位于支撑筒内与水封定位杆接触的下顶杆3。

一种发动机冷却水泵中水封装配方法，包括以下步骤：

1）将水封26放在水封压头内；将泵体11放置在夹具体上，夹具体上的泵体定位销将泵体定位，防止泵体移动；

2）压装气缸工作时上工作台向下移动，导向压头与泵体轴承轴接触，导向压头继续向下移动带动浮动板在升降板上移动，导向压头与轴承轴外圆间隙配合以此来导正轴承中心与设备顶杆中心重合；

3）导向压头和顶杆一同继续下行，水泵轴承轴端面顶住顶杆端面把顶杆顶起。导向压头和顶杆一同继续下行，顶杆继续被顶起直至导向压头的下端面与泵体小端面贴合，此时抱紧机构工作将顶杆抱紧，防止顶杆上下移动，然后锁紧气缸工作推动楔形块使其楔面与顶杆上的楔面贴紧，至此可保证顶杆与导向压头在压装过程中相对位置不变；

4）上工作台在压装气缸的作用下继续向下移动，带动升降板向下移动，轴承轴与水封定位杆接触，工作台继续向下移动，将水封压装在泵体内。

实施例2：如图1、2、3所示，一种发动机冷却水泵中水封装配装置，包括工作台4和设置在工作台4上的定心对中压装机构，所述工作台中心设有水封定位导向机构。

所述定心对中压装机构包括与工作台通过升降机构连接的浮动支撑机构、位于浮动支撑机构上的夹具体和位于浮动支撑机构上部的压装机构。

所述浮动支撑机构包括设置在工作台上的升降板6和与升降板6通过滚动机构连接的浮动板8。

所述滚动机构包括设置在升降上的阶梯孔、设置于阶梯孔上的环形凹槽和位于环形凹槽内的15个钢球7，所述浮动板上设有与升降板阶梯孔22相匹配的环形凸块。

所述升降机构包括均布在升降板与工作台之间的3个升降气缸2，所述升降板与工作台之间均布有2个导向伸缩杆。

所述压装机构包括设置在顶板18下的压装气缸16、位于压装气缸16伸缩端的上工作台、设置上工作台下的弹性伸缩顶杆机构和设置在上工作台下的用于锁紧顶杆的锁紧机构，所述弹性伸缩顶杆机构下设置导向压头13。

所述弹性伸缩顶杆机构包括通过支架设置在上工作台下的顶杆套筒，顶杆套筒内设有容纳顶杆弹簧19的空腔，顶杆弹簧一端与顶杆14连接，另一端与顶杆套筒连接。

所述锁紧机构包括设置在下工作台下的锁紧气缸和设置在锁紧气缸伸缩端与顶杆上端面相匹配的楔形块17。

所述顶杆套筒下设有抱紧机构15。抱紧机构抱紧顶杆后，能够防止楔形块与顶杆上端面接触后冲击轴承轴12。

所述升降板、浮动板、夹具体10中心处设有供水封压头9穿过的通孔。

所述水封定位导向机构包括设置在工作台上支撑筒5和位于支撑筒5上的水封压头，所述水封压头内设有水封定位杆，所述支撑筒内设有支撑机构，所述支撑机构包括设置在支撑筒下的支撑气缸1和设置在支撑气缸1伸缩端位于支撑筒内与水封定位杆接触的下顶杆3。

所述升降板的阶梯孔内侧均布有3个原位调整机构。所述原位调整机构包括设置在阶梯孔内侧的一端开口的筒体25、位于筒体内的弹簧24和位于弹簧上的钢珠23。

实施例3：如图1、2、3所示，一种发动机冷却水泵中水封装配装置，包括工作台4和设置在工作台4上的定心对中压装机构，所述工作台中心设有水封定位导向机构。

所述定心对中压装机构包括与工作台通过升降机构连接的浮动支撑机构、位于浮动支撑机构上的夹具体和位于浮动支撑机构上部的压装机构。

所述浮动支撑机构包括设置在工作台上的升降板6和与升降板6通过滚动机构连接的浮动板8。

所述滚动机构包括设置在升降上的阶梯孔、设置于阶梯孔上的环形凹槽和位于环形凹槽内的25个钢球7，所述浮动板上设有与升降板阶梯孔22相匹配的环形凸块。

所述升降机构包括均布在升降板与工作台之间的2个升降气缸2，所述升降板与工作台之间均布有4个导向伸缩杆。

所述压装机构包括设置在顶板18下的压装气缸16、位于压装气缸16伸缩端的上工作台、设置上工作台下的弹性伸缩顶杆机构和设置在上工作台下的用于锁紧顶杆的锁紧机构，所述弹性伸缩顶杆机构下设置导向压头13。

所述弹性伸缩顶杆机构包括通过支架设置在上工作台下的顶杆套筒，顶杆套筒内设有容纳顶杆弹簧19的空腔，顶杆弹簧一端与顶杆14连接，另一端与顶杆套筒连接。

所述锁紧机构包括设置在下工作台下的锁紧气缸和设置在锁紧气缸伸缩端与顶杆上端面相匹配的楔形块17。

所述顶杆套筒下设有抱紧机构15。抱紧机构采用气动夹盘，抱紧机构抱紧顶杆后，能够防止楔形块与顶杆上端面接触后冲击轴承轴12。

所述升降板、浮动板、夹具体10中心处设有供水封压头9穿过的通孔。

所述水封定位导向机构包括设置在工作台上支撑筒5和位于支撑筒5上的水封压头，所述水封压头内设有水封定位杆，所述支撑筒内设有支撑机构，所述支撑机构包括设置在支撑筒下的支撑气缸1和设置在支撑气缸1伸缩端位于支撑筒内与水封定位杆接触的下顶杆3。

所述升降板的阶梯孔内侧均布有4个原位调整机构。所述原位调整机构包括设置在阶梯孔内侧的一端开口的筒体25、位于筒体内的弹簧24和位于弹簧上的钢珠23。

所述顶杆、水封定位杆和下顶杆均同轴。

实施例4：如图1、2、3所示，一种发动机冷却水泵中水封装配装置，包括工作台4和设置在工作台4上的定心对中压装机构，所述工作台中心设有水封定位导向机构。

所述定心对中压装机构包括与工作台通过升降机构连接的浮动支撑机构、位于浮动支撑机构上的夹具体和位于浮动支撑机构上部的压装机构。

所述浮动支撑机构包括设置在工作台上的升降板6和与升降板6通过滚动机构连接的浮动板8。

所述滚动机构包括设置在升降上的阶梯孔、设置于阶梯孔上的环形凹槽和位于环形凹槽内的23个钢球7，所述浮动板上设有与升降板阶梯孔22相匹配的环形凸块。

所述升降机构包括均布在升降板与工作台之间的1个升降气缸2，所述升降板与工作台之间均布有4个导向伸缩杆。

所述压装机构包括设置在顶板18下的压装气缸16、位于压装气缸16伸缩端的上工作台、设置上工作台下的弹性伸缩顶杆机构和设置在上工作台下的用于锁紧顶杆的锁紧机构，所述弹性伸缩顶杆机构下设置导向压头13。

所述弹性伸缩顶杆机构包括通过支架设置在上工作台下的顶杆套筒，顶杆套筒内设有容纳顶杆弹簧19的空腔，顶杆弹簧一端与顶杆14连接，另一端与顶杆套筒连接。

所述锁紧机构包括设置在下工作台下的锁紧气缸和设置在锁紧气缸伸缩端与顶杆上端面相匹配的楔形块17。

所述顶杆套筒下设有抱紧机构15。抱紧机构抱紧顶杆后，能够防止楔形块与顶杆上端面接触后冲击轴承轴12。

所述升降板、浮动板、夹具体10中心处设有供水封压头9穿过的通孔。

所述水封定位导向机构包括设置在工作台上支撑筒5和位于支撑筒5上的水封压头，所述水封压头内设有水封定位杆，所述支撑筒内设有支撑机构，所述支撑机构包括设置在支撑筒下的支撑气缸1和设置在支撑气缸1伸缩端位于支撑筒内与水封定位杆接触的下顶杆3。

所述升降板的阶梯孔内侧均布有3个原位调整机构。所述原位调整机构包括设置在阶梯孔内侧的一端开口的筒体25、位于筒体内的弹簧24和位于弹簧上的钢珠23。

所述顶杆、水封定位杆和下顶杆均同轴。本发明的水封压装设备，只需一个人操作，压装效率高，成品率高，成品率在99.8%以上，2个小时可压装440个水封。

Claims (10)

1.一种发动机冷却水泵中水封装配装置，其特征在于：包括工作台和设置在工作台上的定心对中压装机构，所述工作台中心设有水封定位导向机构，所述定心对中压装机构包括与工作台通过升降机构连接的浮动支撑机构、位于浮动支撑机构上的夹具体和位于浮动支撑机构上部的压装机构。

2.如权利要求1所述的发动机冷却水泵中水封装配装置，其特征在于：所述浮动支撑机构包括设置在工作台上的升降板和与升降板通过滚动机构连接的浮动板。

3.如权利要求2所述的发动机冷却水泵中水封装配装置，其特征在于：所述滚动机构包括设置在升降上的阶梯孔、设置于阶梯孔上的环形凹槽和位于环形凹槽内的若干个钢球，所述浮动板上设有与升降板阶梯孔相匹配的环形凸块。

4.如权利要求1所述的发动机冷却水泵中水封装配装置，其特征在于：所述升降机构包括均布在升降板与工作台之间的若干个升降气缸，所述升降板与工作台之间均布有若干个导向伸缩杆。

5.如权利要求1所述的发动机冷却水泵中水封装配装置，其特征在于：所述压装机构包括设置在顶板下的压装气缸、位于压装气缸伸缩端的上工作台、设置上工作台下的弹性伸缩顶杆机构和设置在上工作台下的用于锁紧顶杆的锁紧机构，所述弹性伸缩顶杆机构下设置导向压头。

6.如权利要求5所述的发动机冷却水泵中水封装配装置，其特征在于：所述弹性伸缩顶杆机构包括通过支架设置在上工作台下的顶杆套筒，顶杆套筒内设有容纳顶杆弹簧的空腔，顶杆弹簧一端与顶杆连接，另一端与顶杆套筒连接。

7.如权利要求5所述的发动机冷却水泵中水封装配装置，其特征在于：所述锁紧机构包括设置在下工作台下的锁紧气缸和设置在锁紧气缸伸缩端与顶杆上端面相匹配的楔形块；所述顶杆套筒下设有抱紧机构；升降板、浮动板和夹具体中心处设有供水封压头穿过的通孔。

8.如权利要求1所述的发动机冷却水泵中水封装配装置，其特征在于：所述水封定位导向机构包括设置在工作台上支撑筒和位于支撑筒上的水封压头，所述水封压头内设有水封定位杆，所述支撑筒内设有支撑机构，所述支撑机构包括设置在支撑筒下的支撑气缸和设置在支撑气缸伸缩端位于支撑筒内与水封定位杆接触的下顶杆。

9.如权利要求4所述的发动机冷却水泵中水封装配装置，其特征在于：所述升降板的阶梯孔内侧均布有若干个原位调整机构；所述原位调整机构包括设置在阶梯孔内侧的一端开口的筒体、位于筒体内的弹簧和位于弹簧上的钢珠；顶杆、水封定位杆和下顶杆均同轴。

10.一种发动机冷却水泵中水封装配方法，其特征在于：包括以下步骤：

1）将水封放在水封压头内；将泵体放置在夹具体上，夹具体上的泵体定位销将泵体定位，防止泵体移动；

2）压装气缸工作时上工作台向下移动，导向压头与泵体轴承轴接触，导向压头继续向下移动带动浮动板在升降板上移动，导向压头与轴承轴外圆间隙配合以此来导正轴承中心与设备顶杆中心重合；

3）导向压头和顶杆一同继续下行，水泵轴承轴端面顶住顶杆端面把顶杆顶起，导向压头和顶杆一同继续下行，顶杆继续被顶起直至导向压头的下端面与泵体小端面贴合，此时抱紧机构工作将顶杆抱紧，防止顶杆上下移动，然后锁紧气缸工作推动楔形块使其楔面与顶杆上的楔面贴紧，至此可保证顶杆与导向压头在压装过程中相对位置不变；

4）上工作台在压装气缸的作用下继续向下移动，带动升降板向下移动，轴承轴与水封定位杆接触，工作台继续向下移动，将水封压装在泵体内。