多級油缸缸頭裝配裝置設計研究

李 青，崔衛則，崔衛國，胡耀星，范偉利，鄧文星

(山西航天清華裝備有限責任公司 技術中心，山西 長治 046000)

0 引言

目前，多級油缸缸頭與缸套體組件裝配采用水平裝配，缸頭內孔與缸套體組件外側軸裝配時先是經過螺紋配合(配合間隙≤0.2 mm)，然后是孔小間隙配合(配合間隙≤0.08 mm)。由于受自重影響，裝配時缸頭中心線與缸套組件中心線難以同軸，缸頭與缸套體組件表面配合處容易劃傷(劃傷后需重新打磨)，有時還會出現缸頭內螺紋與缸套組件外螺紋旋合時螺紋燒死，導致缸頭不能按要求裝配又難以拆下，最終導致缸頭報廢，造成很大的浪費。為此，本文設計了一套集裝配和轉運為一體的缸頭豎直裝配工藝裝置。

1 現有裝配方法及存在的問題

圖1為多級油缸結構示意圖，主要由缸頭1、缸套體組件2、一級缸3、二級缸4、三級缸5、四級缸6、下缸頭體7等組成。

1-缸頭；2-缸套體組件；3-一級缸；4-二級缸；5-三級缸；6-四級缸；7-下缸頭體

目前多級油缸缸頭與缸套體組件裝配采取的方法是缸套體組件放置在1 m高左右的平臺上，兩個操作工用一塊長木板托住缸頭下方反復移動木板，另外再有一個操作工將缸頭與缸套體組件預先裝配到一定程度，然后用一根長的鋁管穿到缸頭耳孔中至擰緊狀態，這種裝配方法需要多人配合，且力度方向合適才能裝配成功，既消耗人力又存在安全隱患，裝配合格率較低。當螺紋燒死難以拆下時，下缸頭體需在機床上銑出一道缺口，且銑缺口需要數十個小時才可以拆下，同時下缸頭體報廢，造成嚴重的經濟損失，費時費力。多級油缸缸頭裝配流程如圖2所示。

圖2 多級油缸缸頭裝配流程

基于目前缸頭水平裝配存在的問題，本文研究設計了一套缸頭豎直裝配裝置，自動對中，從而快速準確地將缸頭與缸套體組件進行裝配。

2 多級油缸缸頭豎直裝配裝置設計

2.1 裝置結構組成

多級油缸缸頭豎直裝配裝置主要由L形架、夾板I、夾板II、推桿、腳輪組合、調平機構、拉緊螺栓、腳輪、尼龍板組合、連接板、銷軸等組成，其三維結構如圖3所示。

多級油缸下缸頭體裝配后，將多級油缸缸套體組件水平放于工裝小車上，用夾板I、夾板II、拉緊螺栓夾緊，借助吊車起吊水平起吊孔將工裝小車旋轉90°，使其處于豎直狀態，用吊車將下缸頭體吊于缸套體組件上，利用自重自動對中將下缸頭體旋合在缸套體組件上，再用吊車起吊豎直起吊孔將工裝小車放置于水平狀態，在水平狀態將下缸頭體擰緊，擰緊后轉運至規定工位。

2.2 關鍵零部件設計

2.2.1 L形架設計

L形架是整個工裝的核心構件，其三維結構如圖4所示。L形架上焊接有起吊板、支撐板、防轉板、連接板I、連接板II、連接板III和支撐座。支撐板上粘接尼龍板組合，用于支撐起豎油缸。連接板I用于連接調平機構，連接板II用于連接腳輪，連接板III用于連接轉軸，實現與腳輪的組合連接。防轉板用于安裝擰緊缸頭時防止起豎油缸缸套體組件旋轉，起吊板上加工有水平起吊孔和豎直起吊孔，通過吊車起吊豎直起吊孔，可以將工裝小車由水平狀態變為豎直狀態，起吊水平起吊孔可以將工裝小車由豎直狀態變為水平狀態。

圖3 多級油缸缸頭豎直裝配裝置三維結構

圖4 L形架三維結構

2.2.2 夾板設計

夾板I與夾板II為對稱結構，其三維結構如圖5所示。夾板與拉緊螺栓配合用于夾緊起豎油缸，夾板弧形內側粘接毛氈，防止夾板刮傷油缸外壁。

2.2.3 推桿設計

推桿為焊接結構，其結構如圖6所示。推桿中間為一圓鋼管，兩側為堵頭，使用時兩側堵頭位于豎直起吊孔的腰圓孔中。安裝時從豎直起吊孔的圓孔穿入并滑動落至腰圓孔中。推桿在轉運時起重要作用，可以推動工裝小車至規定位置。

圖5 夾板I、II三維結構 圖6 推桿

2.2.4 腳輪組合設計

圖7為腳輪組合與轉軸安裝示意圖，腳輪既可作為行走裝置，又可在起吊時作為旋轉軸。其中腳輪組合外圈為尼龍，在轉運時防止對車間地面劃傷。

圖7 腳輪組合與轉軸安裝示意圖

3 裝置應用情況

通過設計多級油缸缸頭豎直裝配裝置，可以實現以下效果：

(1) 多級油缸缸頭裝配裝置利用吊車起吊水平起吊孔和豎直起吊孔可以實現多級油缸水平、豎直兩種工位的轉變，其中腳輪組合在起吊時起到了回轉支撐的作用。

(2) 該裝置中安裝有腳輪，水平狀態下可以實現轉運多級油缸的功能，為車間多級油缸的轉運提供了便利。

(3) 多級油缸缸頭采取豎直裝配方式，缸頭和缸套體組件中心線自動對中，減少了缸頭螺紋被燒死的概率，大大提高了多級油缸缸頭的裝配效率和合格率，挽回了巨大的經濟損失。

(4) 可根據實際情況制造多種規格的多級油缸缸頭裝配裝置，滿足多種型號規格多級油缸缸頭的裝配要求。

多級油缸豎直裝配裝置實物如圖8所示，豎直狀態下放置缸頭如圖9所示，豎直狀態轉動缸頭如圖10所示，水平狀態后擰緊缸頭如圖11所示。

圖8 多級油缸豎直裝配裝置實物 圖9 豎直狀態下放置缸頭

圖10 豎直狀態轉動缸頭 圖11 水平狀態后擰緊缸頭

4 結束語

通過對多級油缸缸頭裝配方法進行研究，缸頭由原來的水平裝配變為豎直裝配，并針對豎直裝配方法設計了合理的缸頭裝配裝置，該裝置可以實現多級油缸水平、豎直兩種工位的轉變，實現多級油缸的轉運功能，為車間多級油缸的轉運提供了便利。