一种收获机无级变速轮弹簧装配装置及方法与流程

本发明属于农业机械部件装配技术领域，具体涉及一种收获机无级变速轮弹簧装配装置及方法。

背景技术：

目前，现有的收获机无级变速轮用主弹簧压入弹簧固定轴主要采用人工手动装配法或专用压床压头压缩法，即通过多人配合或采用专用设备压缩弹簧，将主弹簧卡接在固定轴上，人工手动装配法，用人多，劳动强度大，效率低，弹簧易滑脱，尤其不适合于压缩内应力大于1000n以上的主弹簧；现有技术中，专用压床压缩法，具有成本高，压床下装配弹簧卡环比较危险，可能会造成严重的人身伤害等问题。

现有技术中，收获轮无级变速轮中高强度弹簧无法实现有效压缩，在高强度弹簧压缩过程中，需要将高强度弹簧压缩后，实现弹簧卡环卡接。高强度弹簧的钢丝直径通常设为8-15mm、中径通常设为128mm、自由高度为179mm，装配时，需要将高强度弹簧由自由高度179mm压缩至安装高度110mm，压缩量为68mm，依据《gb/t2089-2009普通圆柱螺旋压缩弹簧尺寸及参数》理论计算其压缩需要的工作载荷至少为1600n的压力，仅有操作人员手工进行，难以确保压缩到位。

进一步地，对于像收获机无级变速轮这样特殊主弹簧的装配，现有的装配方案是：先把弹簧的一端放入无级变速轮动盘上再压缩弹簧到适当位置，进而用卡环限位(无级变速轮定轮轴上)，最后装配凸轮进行固定，这样较为装配难度较大、且容易压坏弹簧或损坏无级变速轮。

基于上述收获机无级变速轮弹簧装配中存在的技术问题，尚未有相关的解决方案；因此迫切需要寻求有效方案以解决上述问题。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述技术中存在的不足之处，提出一种收获机无级变速轮弹簧装配装置及方法，旨在解决现有收获机无级变速轮弹簧装配效率低、难度大的问题。

本发明提供一种收获机无级变速轮弹簧装配装置，包括定位轴结构、压爪以及压盘；压盘和压爪可拆卸设置于定位轴结构上；压爪位于压盘的下端；压盘可转动设置于定位轴结构上，并可压缩压爪向下运动，从而将定位轴结构上的弹簧压缩到无级变速轮内。

进一步地，无级变速轮和弹簧分别套设于定位轴结构上；弹簧位于无级变速轮顶端的安装面上；压爪沿其中心位置穿过定位轴结构并可压紧弹簧。

进一步地，定位轴结构顶部设有螺纹段，压盘通过螺纹孔与定位轴结构的螺纹段相配合；压盘在定位轴结构的螺纹段上旋转从而压缩压爪向下运动。

进一步地，定位轴结构包括支撑座和支撑杆；支撑杆沿竖直方向固定设置于支撑座上；螺纹段设置于支撑杆的顶部。

进一步地，支撑杆与支撑座连接处设有定位部；定位部与无级变速轮的内径相适配；无级变速轮穿过支撑杆，并套设于定位部上进行定位。

进一步地，压盘的中心位置设有凸起；螺纹孔设置于凸起内；压盘上位于凸起两端分别设有定位孔，定位孔用于安装手柄。

进一步地，压爪包括底座和支撑爪；底座中心位置设有通孔；支撑爪包括多个，多个支撑爪沿竖直方向固定设置于底座的周向上；压爪通过支撑爪压紧在弹簧上。

进一步地，支撑爪包括至少两个，每个支撑爪末端设有弧形台阶；各个支撑爪上的弧形台阶位于一个水平面上，并形成一个环形定位腔；弹簧可容纳于环形定位腔上。

进一步地，还包括推力轴承；推力轴承可拆卸套设于定位轴结构上，并位于压盘和压爪之间；压盘通过旋转向下挤压推力轴承从而压缩压爪向下运动。

相应地，结合上述方案，本发明还提供一种收获机无级变速轮弹簧装配方法，应用于上述所述的收获机无级变速轮弹簧装配装置；还包括以下步骤：

s1：将定位轴结构通过支撑座固定在工作台上；

s2：将无级变速轮定轮套在定位轴结构的支撑杆上，并通过定位部定位可靠；

s3：将无级变速轮动轮、弹簧、垫圈、弹簧卡环依次装在无级变速轮定轮的弹簧轴上；

s4：将压爪、推力轴承以及压盘依次装在定位轴结构的定位杆上，并使垫圈和弹簧卡环卡紧在压爪的环形定位腔内；

s5：通过压盘上的手柄旋转压盘，逐步下压推力轴承和压爪使弹簧压缩，垫圈和弹簧卡环随弹簧压缩而下落；

s6：当弹簧压缩高度达到预设装配高度时，停止压盘旋转，然后退出压盘，取下推力轴承和压爪；

s7：将弹簧卡环安装到位。

本发明提供的方案，结构简单、装配安全可靠、装配效率高，适用于多种工作环境，使用寿命相对较长，并可在复杂工况下依然保持良好运转。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

以下将结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明一种收获机无级变速轮弹簧装配装置的立体图；

图2为本发明一种收获机无级变速轮弹簧装配装置工作示意图；

图3为本发明压爪结构示意图；

图4为本发明压盘结构示意图；

图5为本发明定位轴结构示意图。

图中：1、定位轴结构；11、支撑座；12、支撑杆；13、螺纹段；14、定位部；2、压爪；21、底座；22、支撑爪；23、弧形台阶；3、推力轴承；4、压盘；41、压盘座；42、定位孔；43、凸起；44、螺纹孔；5、手柄；6、无级变速轮动轮；7、无级变速轮定轮；8、弹簧卡环；9、垫圈；10、弹簧。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1至图5所示，本发明提供一种收获机无级变速轮弹簧装配装置，包括定位轴结构1、压爪2以及压盘4；其中压盘4和压爪2分别穿过定位轴结构1，并可拆卸套设于定位轴结构1上；压爪2位于压盘4的下端；压盘4可转动设置于定位轴结构1上，并可压缩压爪2向下运动，从而将定位轴结构1上的弹簧10压缩到无级变速轮内；具体地，无级变速轮包括无级变速轮动轮6和无级变速轮定轮7，在需要装配弹簧时，可预先将无级变速轮动轮6和无级变速轮定轮7套设于定位轴结构1上，再将高强度的弹簧10穿过定位轴结构放置于无级变速轮动轮6的安装面上，这样旋转压盘4通过压爪2压缩弹簧10即可将弹簧10装配于无级变速轮内；本发明采用压爪和压盘的传动机构，通过选择有效节能的弹簧压缩方法以及可靠的弹簧定位方法，保证弹簧不易脱落，装配过程安全系数高，装置结构与收获机从动变速轮结构匹配更加紧固和稳定；本发明通过合理设置工装结构，解决了收获机无级变速轮主弹簧装配困难的问题，避免了纯手工压缩弹簧时的安全隐患，装配过程更加安全可靠，而且省去了反复测量、调整的过程，使得收获机从动轮的装配效率显著提升。

优选地，结合上述方案，如图1至图5所示，本实施例中，无级变速轮和弹簧10分别套设于定位轴结构1上；其中，弹簧10位于无级变速轮顶端的安装面上；具体地，无级变速轮包括无级变速轮动轮6和无级变速轮定轮7，弹簧10位于无级变速轮动轮6顶端的安装面上，压爪2沿其中心位置穿过定位轴结构1并可压紧弹簧10；压爪2中心位置设有通孔，这样可以方便安装且起到平衡的作用，并且根据高强度弹簧的外径大小设计与之相适应的压爪；压爪2包括底座21和支撑爪22，支撑爪22设置于底座21的周向上，各个支撑爪22之间的间隙设计用于装配弹簧卡簧，使弹簧卡环装配更加简便；该弹簧卡环和钥匙链上的钥匙环相似，对弹簧起限位作用。

优选地，结合上述方案，如图1至图5所示，本实施例中，定位轴结构1的支撑杆顶部设有螺纹段13，压盘4中心位置设有螺纹孔44，压盘4通过该螺纹孔44在支撑杆11顶部的螺纹段13上旋转，即可压缩压爪向下运动，从而压缩弹簧10进行装配；具体地，定位轴结构1包括支撑座11和支撑杆12；支撑杆12沿竖直方向固定设置于支撑座11上；螺纹段13设置于支撑杆12的顶部，该螺纹段13主要用于和压盘4的螺纹孔44进行配合，以使压盘4在旋转的过程中受力压紧压爪2向下运动。

优选地，结合上述方案，如图1至图5所示，本实施例中，支撑杆12与支撑座11连接处设有定位部14；定位部14与无级变速轮的内径相适配，从而对无级变速轮进行定位；具体地，该定位部可以为同定位杆同轴心的环状台阶，以适配无级变速轮的内径，这样设计使得无级变速轮可穿过支撑杆12，并套设于定位部上进行周向定位，避免弹簧在装配过程中受力不平衡，提高了装配精度，提高了弹簧装配效率。

优选地，结合上述方案，如图1至图5所示，本发明提供一种收获机无级变速轮弹簧装配装置还包括推力轴承3；该推力轴承3可拆卸套设于定位轴结构1上，并位于压盘4和压爪2之间，主要起到集中受力的作用，这样设计，使得压盘4通过旋转可向下挤压推力轴承3从而压缩压爪2向下运动；由于推力轴承3位于压盘4和压爪2之间，这样压盘4旋转的作用力可直接作用于推力轴承3上，提高推力轴承3的受力，从而直接作用在压爪2上进行挤压；进一步地，压盘4的中心位置设有凸起43；该凸起43内设有螺纹孔44，该凸起43直接与推力轴承3相抵接，这样在压盘4旋转过程中可通过凸起43直接作用于推力轴承4上，提高施力效果；进一步地，该凸起43可为螺母，螺母通过焊接固定于压盘中心位置，并与压盘中心的通孔同轴连通；进一步地，为方便旋转压盘，在压盘上位于凸起43两端分别设有手柄(未示出)；具体地，在压盘4上位于凸起43的两端对称设有定位孔，这样手柄穿过定位孔通过螺孔即可安装固定；进一步地，该定位孔为螺纹孔，手柄末端为设有螺纹，这样手柄通过其末端的螺纹可固定于压盘两侧的螺纹孔内，并通过螺母定位手柄。

优选地，结合上述方案，如图1至图5所示，本实施例中，压爪2包括底座21和支撑爪22；底座21中心位置设有通孔，通孔的设计使得该压爪2可穿过支撑杆12并可拆卸设置于定位轴结构1的支撑杆12上；具体地，支撑爪22包括多个，多个支撑爪22沿竖直方向固定设置于底座21的周向上，以形成环形压缩面；压爪2通过支撑爪22形成的环形压缩面压紧在弹簧上；具体地，结合实际测量结果，基于受力平衡和加工难度考虑，该支撑爪22包括至少两个，一般可包括三个或四个或五个，优选为三个，三个支撑爪22卡住高强度的弹簧圆周上，压缩弹簧时受力均匀，弹簧不易发生脱落，稳定可靠安全，有效确保了高强度弹簧的可靠压缩，通过设计装置整体的装配方法，实现了弹簧卡环的精确装配，弥补了传统的高强度弹簧压缩装置以及装配方法无法实现弹簧有效压缩且无法精确定位锁紧螺母的缺陷；进一步地，为方便压爪2压紧弹簧，避免在装配过程中受力不均匀，每个支撑爪22末端设有弧形台阶23；各个支撑爪22上的弧形台阶23位于一个水平面上，并形成一个环形定位腔，这样使得弹簧10可容纳于环形定位腔上，便于定位；采用上述方案，使得压爪在压缩弹簧时，能够有效将弹簧定位在压爪的支撑爪内，提高压缩受力的平衡性。

优选地，结合上述方案，如图1至图5所示，本实施例中，定位轴结构1的支撑座11上设有安装孔，该安装孔能够将定位轴结构1通过支撑座11固定在工作台上；该工作台可以为任意的固定台，只要能够起到稳定支撑的作用即可，因此本发明提供的收获机无级变速轮弹簧装配装置能够方便安装和装配，且便于拆装。

优选地，结合上述方案，如图1至图5所示，本实施例中，本发明提供一种收获机无级变速轮弹簧装配装置，在弹簧装配过程中，还包括弹簧卡环8和垫圈9，该弹簧卡环8和垫圈9套设于定位轴结构1的支撑杆12上，并位于压爪2形成的环形定位腔内；通过该弹簧装配，使得无级变速轮上将无级变速轮定轮组和无级变速轮动轮组两部分柔性压装成一个带轮的弹簧，可以通过调节弹簧的压缩量来调节轮径的大小，从而起到调节无级变速轮速比的作用。

由上述实施例公开的方案可知，本发明提供的收获机无级变速轮弹簧装配装置，由定位轴结构、压爪、推力轴承、压盘以及手柄组成；其具体实施过程如下：定位轴结构固定到工作台上，其支撑杆上端设置有一定长度的螺纹段，支撑杆下端的台阶与无级变速轮内孔配合同轴，以起到定位的作用；定位轴结构的支撑杆的螺纹段设置有压盘，压盘中心设置有焊接螺母，该螺纹焊接螺母与的定位轴结构的支撑杆的螺纹段相匹配；压盘上设置有操作手柄，手柄装配在压盘的外圆周部位，可以进行单手或双手操作，压盘下部依次是推力轴承和压爪，结合无级变速轮主弹簧的外径大小，加工出与其相适应的压爪，爪之间的间隙用于弹簧卡环的装配；推力轴承介于压盘与压爪之间，防止压盘和压爪同步旋转，防止弹簧扭曲。

本发明的装置整体结构紧凑，适用于多种工作环境，使用寿命相对较长，在复杂工况下依然能够良好运转，具有适用范围广的特点。

相应地，结合上述方案，如图1至图5所示，本发明提供一种收获机无级变速轮弹簧装配方法，应用于上述所述的收获机无级变速轮弹簧装配装置；还包括以下步骤：

s1：将定位轴结构通过支撑座固定在工作台上；

s2：将无级变速轮定轮套在定位轴结构的支撑杆上，并通过定位部定位可靠；

s3：将无级变速轮动轮、弹簧、垫圈、弹簧卡环依次装在无级变速轮定轮的弹簧轴上；该弹簧轴为无级变速定轮的轴上，即工件上的轴；

s4：将压爪、推力轴承以及压盘依次装在定位轴结构的定位杆上，并使垫圈和弹簧卡环卡紧在压爪的环形定位腔内；

s5：通过压盘上的手柄旋转压盘，逐步下压推力轴承和压爪使弹簧压缩，垫圈和弹簧卡环随弹簧压缩而下落；

s6：当弹簧压缩高度达到预设装配高度时，停止压盘旋转，将弹簧卡环安装到位，即完成高强度弹簧全部装配过程，然后退出压盘，取下推力轴承和压爪，装配好工件，进行下一次操作；

s7：最后将弹簧卡环安装到位。

本发明提供的方案，结构简单、装配安全可靠、装配效率高，适用于多种工作环境，使用寿命相对较长，并可在复杂工况下依然保持良好运转；本发明提供的方案，解决收获机无级变速轮高强度弹簧装配困难的难题，一个人就能轻松操作，极大的提高了装配的可靠性及效率；需要说明具体说明的是，本发明提供的方案，其工作原理同样适用与其他机械行业的高强度弹簧装配。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述所述技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术对以上实施例所做的任何改动修改、等同变化及修饰，均属于本技术方案的保护范围。