CN116604311B - 液压式凡尔体胶皮装配设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及凡尔体制备设备技术领域，尤其涉及液压式凡尔体胶皮装配设备，包括机架，机架上设置有胶皮定位装置，机架上还设置有液压式凡尔体推压装置，所述胶皮定位装置包括与胶皮配合的支撑环，所述凡尔体推压装置包括油缸，油缸的连接有推压治具，还包括预装装置，所述预装装置包括用于驱动支撑环升降的驱动装置，所述驱动装置包括推杆，所述推杆通过调速机构与驱动源连接，所述调速机构用于控制推杆在上升的过程中速度逐渐降低，由于力通过支撑环、胶皮传递，即胶皮与凡尔体之间的受力也增加，胶皮与凡尔体之间形成了扶正、预装的效果，斜坡与胶皮安装口距离较近，油缸有较小的行程就能够实现最终的胶皮与凡尔体安装，速度快，安全性能高。

Description

液压式凡尔体胶皮装配设备

技术领域

本发明涉及凡尔体制备设备，尤其涉及液压式凡尔体胶皮装配设备。

背景技术

凡尔体是柱塞泵液力端的关键部件，通过凡尔体对胶皮进行支撑，进而通过胶皮与液力端配合实现密封，广泛的应用于石油开采。

凡尔体胶皮通常由聚氨酯材料制成，具有较好的耐磨耐高温性能，由于其具有较高的弹性模量，且尺寸较大，人工难以安装，需要使用工具，初始使用螺丝刀、板锉、钳子等通用工具安装，速度慢，且容易造成胶皮破坏。

为更方便的对凡尔体安装胶皮，本领域的技术人员研究出专用的凡尔体胶皮安装工具，如公开号为CN208358214U的实用新型专利申请，公开一种带缓冲装置的凡尔体胶皮配用气动安装装置，主要包括机架，在机架上设置有胶皮定位装置，所述机架上还设置有液压式凡尔体推压装置，所述胶皮定位装置包括与胶皮配合的支撑环，所述凡尔体推压装置包括油缸（气缸），或加压杠杆（CN203680215U公开），所述油缸的连接有推压治具，为更好的撑开胶皮，将胶皮套装在锥形扩张筒上，锥形扩张筒套装在凡尔体外，液压式凡尔体推压装置向下推动凡尔体及锥形扩张筒，胶皮在锥形扩张筒外壁滑动，经过扩张后安装在凡尔体上，安装方便，锥形扩张筒还具有对胶皮扶正的作用，在使用的过程中，由于支撑环需要为锥形扩张筒提供足够的通道，需要支撑在胶皮外侧，支撑稳定性较差，在压装速度较慢且胶皮与锥形支撑筒外壁之间有较好润滑的情况下，安装成功率较高。

由于凡尔体的胶皮安装口处本身具有斜坡，且胶皮本身具有弹性，将胶皮预装在斜坡处，预期能够进行初步的固定，然后直接放置在支撑环上，再启动液压式凡尔体推压装置，预期能够达到快速安装的效果，即不使用CN208358214U、CN203680215U的锥形扩张筒，在测试的过程中发现，初期的扶正效果差，成功率下降，安装速度却明显上升。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种能够快速对凡尔体安装胶皮，成功率高的液压式凡尔体胶皮装配设备。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种液压式凡尔体胶皮装配设备，包括机架，所述机架上设置有胶皮定位装置，所述机架上还设置有液压式凡尔体推压装置，所述胶皮定位装置包括与胶皮配合的支撑环，所述凡尔体推压装置包括油缸，所述油缸的连接有推压治具，还包括预装装置，所述预装装置包括用于驱动支撑环升降的驱动装置，所述驱动装置包括推杆，所述推杆通过调速机构与驱动源连接，所述调速机构用于控制推杆在上升的过程中速度逐渐降低。

进一步地，所述机架上设置操作平台，所述推杆通过导向套一穿过操作平台。

进一步地，所述驱动装置包括驱动杆，所述驱动杆的从动端与调速机构连接，所述驱动杆的驱动端与驱动源连接。

进一步地，所述驱动杆通过导向套二与机架连接，所述驱动杆的上端形成驱动端，所述调速装置包括与驱动杆铰接的下摆臂，所述下摆臂上端铰接有上摆臂，所述上摆臂上端与推杆铰接，所述机架上设置有用于支撑下摆臂的支撑件，所述驱动杆在通过下摆臂、上摆臂驱动推杆向上移动的过程中，推杆上升速度逐渐降低，至预装过程末段位置，所述驱动杆与推杆的移动速度比为（3-5）:1。

进一步地，所述驱动源包括脚踏板，所述驱动装置连接有复位装置，所述复位装置用于在完成预紧动作后复位。

进一步地，所述支撑件包括支撑杆，所述支撑杆上端设置有与下摆臂相配合的支撑轮，所述支撑轮的工作面设置有与下摆臂相配合的导向槽，所述支撑杆与机架之间设置有缓冲装置。

进一步地，所述推杆与支撑环之间铰接。

进一步地，所述推压治具下端设置有与凡尔体的导向柱相配合的凹槽。

本发明的有益效果在于：液压式凡尔体胶皮装配设备，包括机架，所述机架上设置有胶皮定位装置，所述机架上还设置有液压式凡尔体推压装置，所述胶皮定位装置包括与胶皮配合的支撑环，所述凡尔体推压装置包括油缸，所述油缸的连接有推压治具，还包括预装装置，所述预装装置包括用于驱动支撑环升降的驱动装置，所述驱动装置包括推杆，所述推杆通过调速机构与驱动源连接，所述调速机构用于控制推杆在上升的过程中速度逐渐降低，先将胶皮与凡尔体预装，以胶皮能够附着在凡尔体上为准，然后放置在支撑环上，通过驱动装置推动凡尔体上升，进而与推压治具对接定位，推杆在上升的过程中速度逐渐降低，能够保证凡尔体与推压治具对接过程中的安全，同时，在驱动源提供的功率相同的情况下，凡尔体与推压治具之间的作用力组件增加，由于力通过支撑环、胶皮传递，即胶皮与凡尔体之间的受力也增加，胶皮与凡尔体之间形成了扶正、预装的效果，斜坡与胶皮安装口距离较近，油缸有较小的行程就能够实现最终的胶皮与凡尔体安装，速度快，安全性能高。

附图说明

图1为实施例1结构示意图；

图2为预装装置结构示意图；

图3为驱动装置结构示意图；

图4为缓冲装置剖面示意图；

图5为支撑环剖面示意图；

图6为预装状态下胶皮与凡尔***置关系示意图；

图7为实施例2调速装置结构示意图。

其中，1、机架；2、操作平台；3、油缸；4、推压治具；5、推杆；6、支撑环；7、导向套一；8、按钮；9、防护罩；10、操作口；11、脚踏板；12、上摆臂；13、下摆臂；14、复位弹簧；15、支撑轮；16、支撑杆；17、支撑套管；18、驱动杆；19、导向套二；20、调节柄；21、缓冲弹簧；22、推板；23、螺纹套；24、球头；25、支撑轴；26、胶皮安装口；27、胶皮；28、导向柱；29、斜坡。

具体实施方式

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将结合发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1-6所示，一种液压式凡尔体胶皮装配设备，包括机架1，本实施例中，为半人工半自动化装配设备，机架1高度符合人体工程学设计，使操作人员站立操作或者坐着操作，机架1上安装有胶皮定位装置，机架1上还安装有液压式凡尔体推压装置，胶皮定位装置包括与胶皮27配合的支撑环6，还包括预装装置，预装装置包括用于驱动支撑环6升降的驱动装置，驱动装置包括推杆5，推杆5通过调速机构与驱动源连接，调速机构用于控制推杆5在上升的过程中速度逐渐降低，具体的，推杆5有相互平行的两根，由矩管制成，具有较高的抗变形强度，机架1上安装操作平台2，推杆5通过导向套一7穿过操作平台2，驱动装置包括驱动杆18，驱动杆18的从动端与调速机构连接，驱动杆18的驱动端与驱动源连接，驱动杆18通过导向套二19与机架1连接，驱动杆18的上端形成驱动端，调速装置包括与驱动杆18铰接的两根下摆臂13，下摆臂13上端铰接有上摆臂12，上摆臂12上端与推杆5铰接，机架1上安装有用于支撑下摆臂13的支撑件，驱动杆18在通过下摆臂13、上摆臂12驱动推杆5向上移动的过程中，推杆5上升速度逐渐降低，至预装过程末段位置，驱动杆18与推杆5的移动速度比为（3-5）:1，驱动源包括脚踏板11，支撑件包括支撑杆16，支撑杆16上端安装有与下摆臂13相配合的支撑轮15，支撑轮15的工作面加工有与下摆臂13相配合的导向槽，本实施例中，下摆臂13被支撑轮15支撑，向下踩踏脚踏板11的过程中，下摆臂13的驱动端向下移动，下摆臂13的从动端向上向内移动，进而推动上摆臂12动作，上摆臂12推动推杆5向上移动，推动支撑环6向推压治具4靠近，由于该步骤是人工操作，安全性能较高，且能够及时进行调整，安装成功率较高，支撑杆16与机架1之间安装有缓冲装置，具体的，缓冲装置包括固定在机架1上的向上支撑套管17，支撑杆16向下***支撑套管17内，支撑套管17下端安装有螺纹套23，通过螺纹套23螺纹安装有向上的调节杆，调节杆下端连接调节柄20，调节杆上端连接推板22，推板22与支撑杆16之间安装缓冲弹簧21，缓冲弹簧21可以选用碟簧，驱动装置连接有复位装置，复位装置用于在完成预紧动作后复位，具体为，复位装置包括安装在两下摆臂13之间的复位弹簧14，复位弹簧14也可以安装在两上摆臂12之间，或者下摆臂13与上摆臂12之间，或者脚踏板11与机架1之间，推杆5与支撑环6之间铰接，在支撑环6外壁固定支撑轴25，支撑轴25通过焊接或者螺纹连接与支撑环6固定，在推杆5上端加工有与支撑轴25相配合的沟槽，在支撑轴25末端固定有球头24，进而防止支撑环6左右移动，凡尔体推压装置包括油缸3，油缸3的连接有推压治具4，推压治具4下端加工有与凡尔体的导向柱28相配合的凹槽，在机架1下端安装有防护罩9，防护罩9上安装有按钮8，通过按钮8控制油缸3动作，防护罩9上预留有与脚踏板11配合的操作口10。

本实施例提供的液压式凡尔体胶皮装配设备，操作步骤如下，在操作平台2上将凡尔体与胶皮27套装，使胶皮27位于斜坡29位置，通过手工或者工具按压，使胶皮27能够附着在凡尔体上，以静置不脱落为准，然后将带有胶皮27的凡尔体放置在支撑环6上，由于支撑环6与推杆5铰接，能够转动支撑环6放置凡尔体，减小操作空间，同时能够进行晃动调整位置，在预装的过程中，更容易进行调整，放置凡尔体后，向下踩踏脚踏板11，支撑环6上升，由于驱动杆18在通过下摆臂13、上摆臂12驱动推杆5向上移动的过程中，推杆5上升速度逐渐降低，至预装过程末段位置，驱动杆18与推杆5的移动速度比为（3-5）:1，通过设计支撑杆16的支撑位置，以及下摆臂13、上摆臂12的初始角度及长度值，达到脚踏板11向下移动15-20cm、支撑环6向上移动10-12cm的目的，满足3-4.5寸凡尔体胶皮27的安装需求，为保证使用稳定性，凡尔体通常为铸造件，重量为3-4Kg，通过腿部提供预装驱动力，由于在预装过程末段，凡尔体与推压治具4接触，支撑环6受力急剧增加，驱动杆18与推杆5的移动速度比为（3-5）:1，能够保证腿部不增加力的情况下，对支撑环6施加的力增加，实现预装，预装步骤完成后，通过按钮8操作油缸3动作，油缸3驱动推压治具4向下动作，由于胶皮27位于斜坡29处且经过了预装的步骤，胶皮27距离胶皮安装口26的位置较小，能够达到10mm以内，具体值根据实验得到，进而确定油缸3的行程，调整至油缸3行程需求在7-10mm为宜，在该行程情况下，安全系数较高，且由于驱动杆18与推杆5的移动速度比为（3-5）:1，腿部受到的反作用力也较小，保证安全，且安装成功率高，通过缓冲装置能够进一步的提供缓冲，保证安全。

值得注意的是，在设计的过程中也尝试使用有源驱动方式驱动预装，例如将脚踏板11替换为油缸等，使用过程中发现在凡尔体与胶皮27安装角度偏差需要调整时不方便操作，需要暂停驱动后操作复位，而使用脚踏板11的方式预装稳定性高，发现预装角度偏差时立即停止脚部动作，松开脚踏板11，转动凡尔体及胶皮后继续操作，方便调整，通过调整预装过程末段驱动杆18与推杆5的行程比，能够在预装过程末段提供较大的力，直至推动胶皮27自斜坡29向胶皮安装口26过渡，不使用油缸3向下推动推压治具也能实现完整安装步骤，但仅适用于安装数量较少的情况，对于安装数量大的情况，操作人员工作强度太大，且在测试的过程中发现，通过脚踏板11难以控制胶皮27自斜坡29向胶皮安装口26过渡阶段行程，往往在该阶段使用过多的力，容易挤压破坏胶皮27，需要在脚踏板11下方安装定位支撑，以控制脚踏板11行程，因此，综合考虑使用本实施例提供的液压式凡尔体胶皮装配设备，在预装阶段使用脚踏板11提供动力，在胶皮27自斜坡29向胶皮安装口26过渡阶段使用油缸3提供动力。

实施例2

如图7所示，一种液压式凡尔体胶皮装配设备，与实施例1不同的是，为更好的控制驱动杆18与推杆5之间的速度比，下摆臂13选用弧形摆臂，弧形摆臂驱动端的曲率半径小于从动端的曲率半径，进而使驱动杆18与推杆5的速度比变化值增加，即在预装过程初始段时快速推动，在预装过程末段时慢速推动，能够更有效的控制行程及速度。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种液压式凡尔体胶皮装配设备，包括机架，所述机架上设置有胶皮定位装置，所述机架上还设置有液压式凡尔体推压装置，所述胶皮定位装置包括与胶皮配合的支撑环，所述凡尔体推压装置包括油缸，所述油缸的连接有推压治具，其特征在于，还包括预装装置，所述预装装置包括用于驱动支撑环升降的驱动装置，所述驱动装置包括推杆，所述推杆通过调速机构与驱动源连接，所述调速机构用于控制推杆在上升的过程中速度逐渐降低，

所述驱动装置包括驱动杆，所述驱动杆的从动端与调速机构连接，所述驱动杆的驱动端与驱动源连接，

所述驱动杆通过导向套二与机架连接，所述驱动杆的上端形成驱动端，所述调速机构包括与驱动杆铰接的下摆臂，所述下摆臂上端铰接有上摆臂，所述上摆臂上端与推杆铰接，所述机架上设置有用于支撑下摆臂的支撑件，所述驱动杆在通过下摆臂、上摆臂驱动推杆向上移动的过程中，推杆上升速度逐渐降低，至预装过程末段位置，所述驱动杆与推杆的移动速度比为（3-5）:1。

2.根据权利要求1所述的液压式凡尔体胶皮装配设备，其特征在于，所述机架上设置操作平台，所述推杆通过导向套一穿过操作平台。

3.根据权利要求1所述的液压式凡尔体胶皮装配设备，其特征在于，所述驱动源包括脚踏板，所述驱动装置连接有复位装置，所述复位装置用于在完成预紧动作后复位。

4.根据权利要求1所述的液压式凡尔体胶皮装配设备，其特征在于，所述支撑件包括支撑杆，所述支撑杆上端设置有与下摆臂相配合的支撑轮，所述支撑轮的工作面设置有与下摆臂相配合的导向槽，所述支撑杆与机架之间设置有缓冲装置。

5.根据权利要求1所述的液压式凡尔体胶皮装配设备，其特征在于，所述推杆与支撑环之间铰接。

6.根据权利要求1所述的液压式凡尔体胶皮装配设备，其特征在于，所述推压治具下端设置有与凡尔体的导向柱相配合的凹槽。