一种活塞密封组件的安装夹具及其安装方法与流程

本发明涉及冷轧领域，尤其涉及一种用于冷轧机中活塞密封组件的安装夹具及其安装方法。

背景技术：

冷轧机作为一种新型的钢筋冷轧加工设备，其轧制出来的钢卷具有抗压能力好、延伸性能好的特点，广泛应用于加工设备等领域。

在钢卷出入口处，为防止高速运转的高温的钢卷脱离冷轧机的心轴，现有的冷轧机通常利用四个小油缸24小时连续工作，以实现钢卷的夹持。具体的，该四个小油缸沿冷轧机的心轴均匀设置，该小油缸包括缸体、设置在缸体内的活塞、驱动活塞在缸体内运动的驱动机构、套设在活塞上用于将活塞与缸体密封的密封件、固定在活塞上的活塞杆和固定在活塞杆上的夹嵌块；通过驱动机构驱动活塞在缸体内往复式运动，进而带动夹嵌块往复式远离或靠近心轴，以实现夹持或松开钢卷。

现有的小油缸通常采用O型圈来密封活塞和缸体，但是，O型圈与油缸直接接触且持续高温摩擦时，O型圈容易超出工作温度而烧焦损坏或老坏，导致小油缸出现漏油的情况，进而使得小油缸无法夹持住钢卷，从而出现飞板、滑板等安全隐患。因此，一些活塞的密封件采用孔用格莱圈进行密封，孔用格莱圈包括配套使用的O型密封圈和密封环，所述O型密封圈采用丁腈橡胶NBR或氟橡胶FKM制成，所述密封环采用聚四氟乙烯F-PTFE制成；使用时先将O型密封圈套设在活塞上，再将密封环套设在O型密封圈上，使得O型密封圈与活塞紧贴密封，再通过密封环与缸体接触摩擦，以确保小油缸的性能。

但是，孔用格莱圈的密封环弹性不好，安装时要求很高，人手强制将密封环套设在活塞上时，力度控制不够就容易使密封环变形或拉断，造成密封环的损坏。另外，小油缸的活塞比较小，不方便两人配合将孔用格莱圈的密封环和O型密封圈套设在活塞上，而一个人套设孔用格莱圈时，又容易伤到手，不能保证维修人员的安全。

技术实现要素：

本发明在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种活塞密封组件的安装夹具，可方便、安全、快捷地将密封件固定在活塞上。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种活塞密封组件的安装夹具，包括第一夹具和第二夹具；

所述第一夹具的下端设有容置腔体；所述容置腔体为圆柱形腔体，其直径大小与所述活塞的直径相等；所述容置腔体用于容置活塞且使活塞的密封卡位组外露；

所述第二夹具的下端设有容置密封组件的第一腔体和容置第二夹具的第二腔体；所述第二腔体位于所述第一腔体的上方，并与所述第一腔体连通；所述第二腔体和第一腔体均为圆柱形腔体，所述第一腔体的直径大小大于密封组件的直径；所述第二腔体的直径大小小于密封组件的直径大小；所述第二夹具的外周还设有沿径向分布的开口，以使所述第一夹具嵌入所述第二夹具内；

所述第二夹具从所述第一夹具的上方套设在所述第一夹具上，以使所述第一夹具嵌入所述第二夹具内，且使所述第一腔体下端的密封组件沿着所述第一夹具卡设到活塞的密封卡位组上。

相比于现有技术，本发明通过第一夹具和第二夹具方便快捷地将密封组件固定在活塞上，相比于人手强制安装的方式，更加方便安全，确保了密封组件和活塞的性能。

进一步地，还包括第三夹具；所述第三夹具设有用于将密封组件压紧固定在活塞的密封卡位组的压缩腔体。

进一步地，所述第一夹具包括圆柱和圆台，所述圆柱一体设置在所述圆台的下端；所述圆台下端的直径大小与所述圆柱的直径相等；所述圆柱的下端设有容置腔体。

进一步地，所述圆台的上端设有倒角；所述倒角为半径3mm倒圆角。

进一步地，所述第二夹具的上端还设有防止第二夹具撑大破裂的第三腔体；所述第三腔体位于所述第二腔体的上方，并与所述第二腔体相通；所述第三腔体为圆柱形腔体，其直径大小小于所述第二腔体的直径。

进一步地，所述压缩腔体由下至上依次包括连通的第一压缩腔体、第二压缩腔体和第三压缩腔体；所述第一压缩腔体呈圆台状，其直径由下至上逐渐减小；所述第二压缩腔体和第三压缩腔体呈圆柱状，所述第二压缩腔体的直径大小与所述第一腔体上端的直径相等；所述第三压缩腔体的直径大小小于第二压缩腔体的直径。

相比于现有技术，本发明通过第一夹具和第二夹具方便快捷地将密封组件固定在活塞上，相比于人手强制安装的方式，更加方便安全，确保了密封组件和活塞的性能。进一步地，通过第三夹具对固定在活塞上的密封组件进行抚平、修复，使得密封组件得以与活塞紧密连接。

本发明同时还提供一种活塞密封组件的安装方法，其中，活塞呈圆柱状，活塞的上端设有第一密封卡位，下端设有第二密封卡位；密封组件包括第一密封件和第二密封件，所述第一密封件包括配套使用的第一O型密封圈和第一密封环，所述第二密封件包括配套使用的第二O型密封圈和第二密封环；使用上述的安装夹具，包括如下步骤：

将第一密封件安装在第一密封卡位上；具体的，包括如下步骤：

将第一O型密封圈安装在第一密封卡位上；包括如下步骤：

将活塞的上端端部卡设在第一夹具下端的容置腔体内，并使活塞的第一密封卡位外露于第一夹具容置腔体的下方；

将第一O型密封圈卡设在第二夹具下端的第一腔体内；

将第二夹具从第一夹具的上方套设在所述第一夹具上，并下压所述第二夹具，以使第一夹具逐渐撑大第二夹具的第一腔体和第二腔体，且使第一夹具进入到所述第二夹具的内部，而卡设在第一腔体内的第一O型密封圈则沿着第一夹具逐渐滑落到第一夹具下方的第一密封卡位，进而卡设固定在活塞的第一密封卡位上；

将第一密封环套设在第一O型密封圈上；具体的，包括如下步骤：

将第一夹具从第二夹具中抽离；

将第一密封环卡设在所述第二夹具下端的第一腔体内；

将第二夹具从第一夹具的上方套设在所述第一夹具上，并下压所述第二夹具，以使第一夹具逐渐撑大第二夹具的第一腔体和第二腔体，且使第一夹具进入到所述第二夹具的内部，而卡设在第一腔体内的第一密封环则沿着第一夹具逐渐滑落到第一夹具下方的第一密封卡位，进而套设在第一密封卡位的第一O型密封圈上。

将第二密封件安装在第二密封卡位上；具体的，包括如下步骤：

将第二O型密封圈安装在第二密封卡位上；

将第一夹具从第二夹具中抽离，将活塞从第一夹具中抽离；

将活塞的下端端部卡设在第一夹具下端的容置腔体内，并使活塞的第二密封卡位外露于第一夹具容置腔体的下方；

将第二O型密封圈卡设在第二夹具下端的第一腔体内；

将第二夹具从第一夹具的上方套设在所述第一夹具上，并下压所述第二夹具，以使第一夹具逐渐撑大第二夹具的第一腔体和第二腔体，且使第一夹具进入到所述第二夹具的内部，而卡设在第一腔体内的第二O型密封圈则沿着第一夹具逐渐滑落到第一夹具下方的第二密封卡位，进而卡设固定在活塞的第二密封卡位上；

将第二密封环套设在第二O型密封圈上；

将第一夹具从第二夹具中抽离；

将第二密封环卡设在所述第二夹具下端的第一腔体内；

将第二夹具从第一夹具的上方套设在所述第一夹具上，并下压所述第二夹具，以使第一夹具逐渐撑大第二夹具的第一腔体和第二腔体，且使第一夹具进入到所述第二夹具的内部，而卡设在第一腔体内的第二密封环则沿着第一夹具逐渐滑落到

第一夹具下方的第二密封卡位，进而套设第二密封卡位的第二O型密封圈上。

相比于现有技术，本发明通过第一夹具和第二夹具方便快捷地将密封组件固定在活塞上，相比于人手强制安装的方式，更加方便安全，确保了密封组件和活塞的性能。进一步地，通过第三夹具对固定在活塞上的密封组件进行抚平、修复，使得密封组件得以与活塞紧密连接。

为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。

附图说明

图1是本发明实施例中活塞的结构示意图；

图2是图1所示活塞的剖视图；

图3是本发明实施例中密封组件的结构示意图；

图4是图3所示密封组件组装后的结构示意图；

图5是本发明实施例中第一夹具的结构示意图；

图6是图5所示第一夹具的剖视图；

图7是本发明实施例中第二夹具的结构示意图；

图8是图7所示第二夹具的剖视图；

图9是本发明实施例中第三夹具的结构示意图；

图10是图9所示第三夹具的剖视图；

图11是本发明实施例中活塞密封组件的安装流程图；

图12是本发明实施例中安装第一密封件的流程图；

图13是本发明实施例中将第一O型密封圈安装在第一密封卡位的流程图；

图14是第一夹具和第二夹具配合安装第一O型密封圈的结构示意图；

图15是将第一O型密封圈安装在活塞的第一密封卡位后的结构示意图；

图16是本发明实施例中将第一密封环套设在第一O型密封圈的流程图；

图17是第一夹具和第二夹具配合安装第一密封环的结构示意图；

图18是将第一密封环安装在第一O型密封圈后的结构示意图；

图19是本发明实施例中安装第二密封件的流程图；

图20是本发明实施例中将第二O型密封圈安装在第二密封卡位的流程图；

图21是本发明实施例中将第二密封环套设在第二O型密封圈的流程图；

图22是本发明实施例中通过第三夹具对密封组件进行压缩固定的流程图；

图23是第三夹具将密封组件压紧固定在密封卡位组上的结构示意图；

图24是活塞压紧固定在密封组件后的结构示意图。

具体实施方式

请同时参阅图1和图2，图1是本发明实施例中活塞的结构示意图；图2是图1所示活塞的剖视图。本发明的活塞包括活塞主体1a；所述活塞主体1a呈圆柱状，其上设有倒圆角11a、用于与油缸驱动机构固定的固定孔12a和用于卡设孔用格莱圈的密封卡位组13a。所述卡位组包括第一密封卡位131a和第二密封卡位132a。

请同时参阅图3和图4，图3是本发明实施例中密封组件的结构示意图；图4是图3所示密封组件组装后的结构示意图。本发明的密封组件包括形状结构相同的第一密封件11b和第二密封件，将第一密封件卡设在活塞的第一密封卡位131a，将第二密封件卡设在活塞的第二密封卡位132a上实现对活塞的密封。其中所述第一密封件和第二密封件均为孔用格莱圈，所述第一密封件包括配套使用的第一O型密封圈111b和第一密封环112b，第二密封件包括配套使用的第二O型密封圈和第二密封环。

为解决现有技术中密封组件安装在活塞主体1a时，操作难度大的问题，本发明设计了一种方便安装密封组件的夹具，具体的，该活塞密封组件的安装夹具包括第一夹具1、第二夹具2和第三夹具3。通过所述第一夹具1和所述第二夹具2相互配合将密封组件安装在活塞的密封卡位组13a上，通过所述第一夹具1将安装了密封组件的活塞压入所述第三夹具3内，以使密封组件1b紧贴在活塞上。

请同时参阅图5和图6，图5是本发明实施例中第一夹具的结构示意图；图6是图5所示第一夹具的剖视图。

所述第一夹具1包括圆台11和圆柱12，所述圆柱12一体设置在所述圆台11的下端，且所述圆台11的中心线与所述圆柱12的中心线在同一直线上。所述圆台11下端的直径大小与所述圆柱12的直径相等。

所述圆台11的上端设有倒角111，所述倒角111为半径3mm倒圆角，以避免与第二夹具2配合将密封组件卡设在活塞上时受到损坏。所述圆台11的直径由上至下逐渐减小，本实施例中，所述圆台11上端的直径为37mm，下端直径为46mm，高度为55mm。所述圆台11内设有圆柱状腔体112，本实施例中，圆柱12形腔体的直径为14mm，深度为55mm。

所述圆柱12的下端设有容置腔体121，所述容置腔体121用于容置活塞并用于使活塞的密封卡位组13a外露于所述容置腔体121的下方。所述容置腔体121与所述圆台11的圆柱状腔体112相通。所述容置腔体121呈圆柱状，其直径大小与所述活塞主体1a的直径相等但小于所述圆台11的圆柱状腔体112的直径。本实施例中，所述圆柱12的直径为46mm。本实施例中，所述容置腔体121的直径为45mm，深度为10mm，刚好可以容纳活塞主体1a，并使该活塞主体1a端部的密封卡位组13a外露于所述容置腔体121的下方。

请同时参阅图7和图8，图7是本发明实施例中第二夹具的结构示意图；图8是图7所示第二夹具的剖视图。

所述第二夹具2为一圆柱体。所述第二夹具2内由下至上依次设有容置密封组件的第一腔体21、容置第二夹具的第二腔体22和防止第二夹具撑大破裂的第三腔体23。所述第一腔体21、第二腔体22和第三腔体23为连通的圆柱型腔体，且该三者的中心线与所述第二夹具2的中心线重合。所述第二夹具2的外周设有沿径向分布的开口24，以与所述第一夹具1配合，使得第一夹具1可撑大所述第一腔体21、第二腔体22和第三腔体23进入到所述第二夹具2内。本实施例中，所述圆柱体的直径为47mm，高度为70mm。所述第二夹具2采用聚四氟乙烯等高效耐用的专用材质制成的氟橡胶套，其具有弹性，可被第一夹具1而撑大并恢复原状。

所述第一腔体21位于所述圆柱体的下端；所述第一腔体21未被撑大时呈圆柱状，其直径略微大于密封组件中密封环的直径。本实施例中，所述第一腔体21的直径为45mm，深度为4.5mm。

所述第二腔体22位于所述第一腔体21的上方，所述第二腔体22未被撑大时也呈圆柱状，所述第二腔体22的直径大小小于第一腔体21的直径大小，且所述第二腔体22的直径大小略微小于活塞的直径。本实施例中，所述第二腔体22的直径为39mm，深度为61.5mm。

所述第三腔体23设置在所述圆柱体的上端，且位于所述第二腔体22的上方；所述第三腔体23未被撑大时也呈为圆柱状，所述第三腔体23的直径大小小于第二腔体22的直径大小，以防止第一夹具1进入第二夹具2内而破裂。本实施例中，所述第三腔体23的直径为22mm，深度为4mm。

请同时参阅图9和图10，图9是本发明实施例中第三夹具的结构示意图；图10是图9所示第三夹具的剖视图。

所述第三夹具3为一圆柱体，其内设有用于将密封组件压紧固定在活塞的密封卡位组13a的压缩腔体31。所述压缩腔体由下至上依次包括连通的第一压缩腔体311、第二压缩腔体312和第三压缩腔体313，且第一压缩腔体311、第二压缩腔体312和第三压缩腔体313的中心线与所述第三夹具3的中心线重合。

所述第一压缩腔体311呈圆台状，其直径由下至上逐渐减小，使得活塞沿着该第一压缩腔体311慢慢压入所述第三夹具3内。所述第二压缩腔体312和第三压缩腔体313呈圆柱状，所述第三压缩腔体313的直径大小小于第二压缩腔体312的直径大小，以将密封组件逐渐压紧固定在活塞上。本实施例中，所述第三夹具3的直径为55mm，高度为70mm；所述第一压缩腔体311上端的直径为45.2mm，下端的直径为52mm，深度为18mm；所述第二压缩腔体312的直径为45.2mm，深度为52mm；所述第三压缩腔体313的直径为36mm，深度为5mm。

本发明同时还提供使用上述的安装夹具安装密封组件的方法，该活塞密封组件的安装方法，包括如下步骤：

请参阅图11，其是本发明实施例中活塞密封组件的安装流程图。

步骤S1：将第一密封件11b安装在第一密封卡位131a上；具体的，包括如下步骤：

请参阅图12，其是本发明实施例中安装第一密封件的流程图。

步骤S11：将第一O型密封圈111b安装在第一密封卡位131a上；包括如下步骤：

请同时参阅图13至图15，图13是本发明实施例中将第一O型密封圈安装在第一密封卡位的流程图；图14是第一夹具和第二夹具配合安装第一O型密封圈的结构示意图；图15是将第一O型密封圈安装在活塞的第一密封卡位后的结构示意图。

步骤S111：将活塞的上端端部卡设在第一夹具下端的容置腔体121内，并使活塞的第一密封卡位131a外露于第一夹具容置腔体121的下方；

步骤S112：将第一O型密封圈111b卡设在第二夹具下端的第一腔体21内；

步骤S113：将第二夹具从第一夹具的上方套设在所述第一夹具上，并下压所述第二夹具，以使第一夹具逐渐撑大第二夹具的第一腔体21和第二腔体22，且使所述第一夹具进入到所述第二夹具的内部，而卡设在第一腔体21内的第一O型密封圈111b则沿着第一夹具逐渐滑落到第一夹具下方的第一密封卡位131a，进而卡设固定在活塞的第一密封卡位131a上；

步骤S12：将第一密封环112b套设在第一O型密封圈111b上；具体的，包括如下步骤：

请同时参阅图16至图18，图16是本发明实施例中将第一密封环套设在第一O型密封圈的流程图；图17是第一夹具和第二夹具配合安装第一密封环的结构示意图；图18是将第一密封环安装在第一O型密封圈后的结构示意图。

步骤S121：将第一夹具从第二夹具中抽离；

步骤S122：将第一密封环112b卡设在所述第二夹具下端的第一腔体21内；

步骤S123：将第二夹具从第一夹具的上方套设在所述第一夹具上，并下压所述第二夹具，以使第一夹具逐渐撑大第二夹具的第一腔体21和第二腔体22，并使第一夹具进入到所述第二夹具的内部，而卡设在第一腔体21内的第一密封环112b则沿着第一夹具逐渐滑落到第一夹具下方的第一密封卡位131a，进而套设在第一密封卡位131a的第一O型密封圈111b上。

步骤S2：将第二密封件安装在第二密封卡位上；具体的，包括如下步骤：

请参阅图19，其是本发明实施例中安装第二密封件的流程图。

步骤S21：将第二O型密封圈安装在第二密封卡位上；

请参阅图20，其是本发明实施例中将第二O型密封圈安装在第二密封卡位的流程图。

步骤S211：将第一夹具从第二夹具中抽离，将活塞从第一夹具中抽离；

步骤S212：将活塞的下端端部卡设在第一夹具下端的容置腔体121内，并使活塞的第二密封卡位外露于第一夹具容置腔体121的下方；

步骤S213：将第一O型密封圈111b卡设在第二夹具下端的第一腔体21内；

步骤S214：将第二夹具从第一夹具的上方套设在所述第一夹具上，并下压所述第二夹具，以使第一夹具逐渐撑大第二夹具的第一腔体21和第二腔体22，且使第一夹具进入到所述第二夹具的内部，而卡设在第一腔体21内的第二O型密封圈则沿着第一夹具逐渐滑落到第一夹具下方的第二密封卡位，进而卡设固定在活塞的第二密封卡位上；

步骤S22：将第二密封环套设在第二O型密封圈上；

请参阅图21，其是本发明实施例中将第二密封环套设在第二O型密封圈的流程图。

步骤S221：将第一夹具从第二夹具中抽离；

步骤S222：将第二密封环卡设在所述第二夹具下端的第一腔体21内；

步骤S223：将第二夹具从第一夹具的上方套设在所述第一夹具上，并下压所述第二夹具，以使第一夹具逐渐撑大第二夹具的第一腔体21和第二腔体22，且使第一夹具进入到所述第二夹具的内部，而卡设在第一腔体21内的第二密封环则沿着第一夹具逐渐滑落到第一夹具下方的第二密封卡位，进而套设在第二密封卡位上的第二O型密封圈上。

步骤S3：将活塞压入到第三夹具的压缩腔体31内，以使密封组件紧贴活塞。

请同时参阅图22至图24，图22是本发明实施例中通过第三夹具对密封组件进行压缩固定的流程图；图23是第三夹具将密封组件压紧固定在密封卡位组上的结构示意图；图24是活塞压紧固定在密封组件后的结构示意图。

步骤S31：将第一夹具从第二夹具中抽离，并将活塞从第一夹具中抽离。

步骤S32：通过第一夹具将活塞从第三夹具的下端压入到第三夹具的压缩腔体31内，并通过第一夹具将活塞从第三夹具的上端脱离第三夹具，以使活塞上的密封组件在第三夹具的压缩腔体31腔壁的作用下而压缩紧贴活塞。

相比于现有技术，本发明通过第一夹具和第二夹具方便快捷地将密封组件固定在活塞上，相比于人手强制安装的方式，更加方便安全，确保了密封组件和活塞的性能。进一步地，通过第三夹具对固定在活塞上的密封组件进行抚平、修复，使得密封组件得以与活塞紧密连接。

本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变形不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形。