一种发动机活塞环自动装配用内撑装置的制作方法

1.本发明涉及发动机精密装配机械技术领域，具体而言，涉及一种发动机活塞环自动装配用内撑装置。


背景技术：

2.发动机用活塞的密封依靠活塞环来实现，活塞环的内径小于活塞外径，在将活塞环装入活塞环槽时，需要将活塞环内径撑大，从而确保活塞头部能够进入活塞环内。相关技术中，一般采用两爪撑开口机构或者四爪撑环机构，存在以下技术缺陷：
3.(1)两爪撑开口机构主要用于一环和二环这种刚性好、厚度大和开口大的活塞环装配，而难以应用于衬环(具有波浪形结构的弹性钢带环，开口在自然状态下搭接在一起)以及上下刮片(非常薄而且开口小)。
4.(2)四爪撑环机构以带有导向槽的圆盘作为主动件，限制了支撑点的数量，一般最多设计为四爪，支撑点较少，内撑活塞环时，圆度误差较大，一般为了保障活塞环装配质量会加大对活塞环的内撑量，容易导致活塞环永久变形，影响装配质量和装配效率。而且，由于导向槽的相对位置对于四爪开合的同步性影响较大，需要很高的加工精度，加工难度和费用高，在使用过程中导向槽磨损不同，容易导致四爪进退不同步，从而容易导致活塞环在内撑过程中产生较大的偏心量，容易出现活塞划伤等问题，稳定性和装配质量较差。


技术实现要素：

5.本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
6.为此，本发明的一个目的在于提供一种发动机活塞环自动装配用内撑装置，能够设置六个及以上内撑机构，以旋转盘上的传动关节轴承作为传动件，直接带动内撑滑块作向心直线运动，不但增加了支撑点数，支撑点可以为六个及以上，而且采用均布传动关节轴承作为活动关节，从而保障了内撑爪的高同步性和精确的位置度，进行保障了活塞环在撑开过程中高精度的同心度，更大限度地降低了活塞环在装配过程中的变形量，提升了整套活塞环的全自动装配质量，能够适用于衬环以及上下刮片的装配。
7.为了实现上述目的，本发明的技术方案提供了一种发动机活塞环自动装配用内撑装置，包括：支撑板；至少六个内撑机构，固定安装在所述支撑板的底部，所述内撑机构在所述支撑板上呈环形阵列分布；旋转盘，设置在所述支撑板与所述内撑机构之间，所述旋转盘的底部设置与所述内撑机构一一对应的传动关节轴承；动力气缸，固定安装在所述支撑板上，所述动力气缸的动力杆与所述旋转盘相连接，以带动所述旋转盘顺时针旋转或者逆时针旋转，所述内撑机构包括：固定安装在所述支撑板底部的安装板；导向杆，固定安装在所述安装板上，且朝向圆心；内撑滑块，套设在所述导向杆上，所述内撑滑块上开设凹槽，所述凹槽的两侧开口，以容置所述传动关节轴承，所述传动关节轴承与所述凹槽小间隙配合，由所述传动关节轴承带动所述内撑滑块向内或者向外作向心直线运动；内撑爪，一端固定安装在所述内撑滑块的底部，所述内撑爪的另一端处于所述旋转盘的内侧。
8.优选地，所述凹槽呈长方体状，所述凹槽两开口侧面中心连线与所述内撑滑块的运动方向呈71.5
°
夹角。
9.优选地，发动机活塞环自动装配用内撑装置还包括：配合设置的上限位板和下限位板，设置在所述内撑滑块的下方，所述上限位板与所述下限位板之间形成活塞环容纳空隙。
10.优选地，所述上限位板呈环状，所述上限位板的内径与待装配活塞的外径相匹配；所述下限位板包括相配合的下限位左板和下限位右板，所述下限位左板和所述下限位右板呈弧状。
11.优选地，发动机活塞环自动装配用内撑装置还包括：多个限位关节轴承，设置在所述支撑板上，且与所述旋转盘的外侧相接触，以限制所述旋转盘的旋转位置度。
12.优选地，在所述支撑板上按照环形阵列分布设置三个所述限位关节轴承或者六个所述限位关节轴承。
13.优选地，在支撑板上按照环形阵列分布设置六个所述内撑机构或者八个所述内撑机构或者十个所述内撑机构。
14.优选地，每一所述内撑机构中平行设置两个所述导向杆。
15.优选地，每一所述内撑机构中两个导向杆处于所述旋转盘内侧的一端固定安装一个弧状结构限位板。
16.本发明提出的一种发动机活塞环自动装配用内撑装置具有以下有益技术效果：
17.(1)本发明提出的一种发动机活塞环自动装配用内撑装置，以旋转盘上的传动关节轴承作为传动件，直接带动内撑滑块作向心直线运动，通过辐射式开合运动方式，实现了所有内撑爪运动的一致性和精确性，从而，保障了活塞环在撑开过程中高精度的同心度，更大限度地降低了活塞环在装配过程中的变形量，提升了整套活塞环的全自动装配质量，能够适用于衬环以及上下刮片的装配。
18.(2)本发明提出的一种发动机活塞环自动装配用内撑装置中内撑爪固定安装在内撑滑块上，随着传动关节轴承的传动作向心直线运动，而内撑滑块通过安装在支撑板底部安装板上的导向杆进行导向限位，内撑机构的设置个数不受限制，可以设置六个及以上，能够增加对活塞环内撑的支撑点数，进一步地保障了活塞环在撑开过程中高精度的同心度，降低活塞环在装配过程中的变形量，提升装配质量。
19.(3)本发明提出的一种发动机活塞环自动装配用内撑装置的使用，能够提高自动装环机油环安装工位的可靠性和稳定性，从而能够提高整套活塞环的自动装配质量，降低设备维护费用，提高生产效率。
20.(4)本发明提出的一种发动机活塞环自动装配用内撑装置中通过在内撑滑块上开设凹槽，对凹槽的位置独特设计，使得传动关节轴承能够在凹槽内滚动推动内撑滑块沿着导向杆进行指定距离的向心运动，从而带动内撑爪进行指定距离的运动，精确控制活塞环的变形量，撑开的大小依据上限位板的内径大小来设定，而上限位板依据不同活塞产品的外径订做，且可拆卸更换，从而可以适用于不同外径的活塞产品，且活塞环的变形量控制精确，基本不会出现活塞环永久变形现象。
21.(5)本发明提出的一种发动机活塞环自动装配用内撑装置中在内撑滑块下方设计上限位板和下限位板，上限位板与所述下限位板之间形成活塞环容纳空隙，可以与内撑爪
配合对内径撑大后的活塞环进行限位，更加精准控制活塞环的变形量，以及内撑稳固性，使得其能够更好地装配到活塞上，进一步保障活塞环装配质量。
22.(6)本发明提出的一种发动机活塞环自动装配用内撑装置中在支撑板上设置多个限位关节轴承对旋转盘的旋转位置度进行限定，进一步保障了活塞环装配质量和装配稳定性，在导向杆的内端部设计弧状结构限位板，不但可以对内撑滑块和内撑爪进行限位，而且不易划伤活塞。
23.本发明的附加方面和优点将在下面的描述部分中给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
24.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
25.图1示出了根据本发明的实施例的一种发动机活塞环自动装配用内撑装置在内撑爪闭合状态下的仰视结构示意图；
26.图2示出了图1中发动机活塞环自动装配用内撑装置的轴侧视图；
27.图3示出了根据本发明的实施例的一种发动机活塞环自动装配用内撑装置在内撑爪撑开状态下的仰视结构示意图；
28.图4示出了图3中发动机活塞环自动装配用内撑装置的轴侧视图；
29.图5示出了根据本发明的实施例的一种发动机活塞环自动装配用内撑装置的部分结构的仰视结构示意图；
30.图6示出了图5中发动机活塞环自动装配用内撑装置的部分结构的轴侧视图，
31.其中，图1至图6中附图标记与部件之间的对应关系为：
32.102支撑板，104内撑机构，1042安装板，1044导向杆，1046内撑滑块，1046-1凹槽，1048内撑爪，1050弧状结构限位板，106旋转盘，108传动关节轴承，110动力气缸，112上限位板，114下限位板，1142下限位左板，1144下限位右板，116限位关节轴承。
具体实施方式
33.为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
34.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
35.下面结合图1至图6对根据本发明的实施例的发动机活塞环自动装配用内撑装置进行具体说明。
36.如图1至图6所示，根据本发明的实施例的发动机活塞环自动装配用内撑装置包括：支撑板102、至少六个内撑机构104、旋转盘106、动力气缸110等。至少六个内撑机构104，固定安装在支撑板102的底部，内撑机构104在支撑板102上呈环形阵列分布。旋转盘106设置在支撑板102与内撑机构104之间，旋转盘106的底部设置与内撑机构104一一对应的传动
关节轴承108，传动关节轴承108空套在旋转盘106上的固定点，可以在固定点绕轴承中心自转，由旋转盘106带动传动关节轴承108进行内撑机构104的运动控制。在支撑板102上固定安装动力气缸110，动力气缸110的动力杆与旋转盘106相连接，从而由动力气缸110带动旋转盘106顺时针旋转或者逆时针旋转。内撑机构104包括安装板1042、导向杆1044、内撑滑块1046、内撑爪1048等，安装板1042固定安装在支撑板102底部，导向杆1044固定安装在安装板1042上，且朝向圆心。在导向杆1044上套设内撑滑块1046，内撑滑块1046上开设凹槽1046-1，凹槽1046-1的两侧开口，以容置传动关节轴承108，传动关节轴承108与凹槽1046-1小间隙配合，由传动关节轴承108带动内撑滑块1046向内或者向外作向心直线运动，在内撑滑块1046上固定安装内撑爪1048，内撑爪1048的一端固定安装在内撑滑块1046的底部，另一端处于旋转盘106的内侧。
37.具体地，在放置活塞环之前，控制支撑板102以及内撑爪1048处于上升状态，动力气缸110伸出，带动旋转盘106逆时针旋转，通过传动关节轴承108在内撑滑块1046的凹槽1046-1内滚动，带动内撑滑块1046和内撑爪1048向内作向心直线运动，使得内撑爪1048闭合，如图3和图4所示；推环机构将活塞环放置到内撑爪1048的中心位置后，控制支撑板102以及内撑爪1048下降，动力气缸110退回，带动旋转盘106顺时针旋转，通过传动关节轴承108带动内撑滑块1046和内撑爪1048向外作向心直线运动，内撑爪1048向外撑开，如图5和图6所示，将活塞环内径撑大，推环机构退回，活塞携带器将活塞送至内撑机构104正下方的顶升机构中心，顶升气缸将活塞顶起，到位后，控制支撑板102和内撑爪1048上升，活塞环就从内撑爪1048上脱出弹入活塞环槽内；顶升机构下降，活塞携带器带动活塞进入下一个工位，动力气缸110缩回，内撑爪1048闭合，如此循环。
38.以旋转盘106上的传动关节轴承108作为传动件，直接带动内撑滑块1046作向心直线运动，通过辐射式开合运动方式，实现了所有内撑爪1048运动的一致性和精确性，从而，保障了活塞环在撑开过程中高精度的同心度，更大限度地降低了活塞环在装配过程中的变形量，提升了整套活塞环的全自动装配质量，能够适用于衬环以及上下刮片的装配。内撑爪1048固定安装在内撑滑块1046上，随着传动关节轴承108的传动作向心直线运动，而内撑滑块1046通过安装在支撑板102底部安装板1042上的导向杆1044进行导向限位，内撑机构104的设置个数不受限制，可以设置六个及以上，能够增加对活塞环内撑的支撑点数，进一步地保障了活塞环在撑开过程中高精度的同心度，降低活塞环在装配过程中的变形量，提升装配质量。发动机活塞环自动装配用内撑装置的使用，能够提高自动装环机油环安装工位的可靠性和稳定性，从而能够提高整套活塞环的自动装配质量，降低设备维护费用，提高生产效率。
39.进一步地，所述凹槽1046-1呈长方体状，所述凹槽1046-1两开口侧面中心连线与内撑滑块1046的运动方向呈71.5
°
夹角。
40.从而，使得传动关节轴承108能够在凹槽内滚动推动内撑滑块1046沿着导向杆1044进行指定距离的向心运动，从而带动内撑爪1048进行指定距离的运动，精确控制活塞环的变形量，能够适用于不同活塞产品的外径，而且基本不会出现活塞环永久变形现象。
41.进一步地，如图1至图4所示，发动机活塞环自动装配用内撑装置还包括：配合设置的上限位板112和下限位板114，设置在内撑滑块1046的下方，上限位板112与下限位板114之间形成活塞环容纳空隙。
42.从而，可以与内撑爪1048配合对内径撑大后的活塞环进行限位，更加精准控制活塞环的变形量，以及内撑稳固性，使得其能够更好地装配到活塞上，进一步保障活塞环装配质量。
43.进一步地，如图1至图4所示，上限位板112呈环状，上限位板112的内径与待装配活塞的外径相匹配；下限位板114包括相配合的下限位左板1142和下限位右板1144，下限位左板1142和下限位右板1144呈弧状。
44.从而，能够更好地对活塞环进行限位，上限位板112依据不同活塞产品的外径订做，且可拆卸更换，从而可以适用于不同外径的活塞产品。内撑爪1048的撑开大小依据上限位板112的内径大小来设定，两者相互配合，对活塞环的变形量进行精确控制，基本不会出现活塞环永久变形现象，下限位左板1142和下限位右板1144还能够对内撑爪1048向外运动的距离进行限制。
45.进一步地，如图1至图6所示，发动机活塞环自动装配用内撑装置还包括：多个限位关节轴承116，设置在支撑板102上，其与旋转盘106的外侧相接触，从而可以限制旋转盘106的旋转位置度。
46.进一步地，如图1至图6所示，在支撑板102上按照环形阵列分布设置三个限位关节轴承116或者六个限位关节轴承116。
47.从而，能够对旋转盘106的旋转位置度进行精确限定，进一步保障了活塞环装配质量和装配稳定性。
48.进一步地，如图1至图6所示，在支撑板102上按照环形阵列分布设置六个所述内撑机构104。另外，还可以设置八个所述内撑机构104或者十个所述内撑机构104。从而，更好地适应于对不同外径的活塞进行活塞环装配，随着内撑机构104的增多，对活塞环内撑的支撑点数增多，从而，能够根据活塞外径自由进行支撑点数的设置，进一步地保障了活塞环在撑开过程中高精度的同心度，降低活塞环在装配过程中的变形量，提升装配质量。
49.进一步地，如图1至图6所示，每一内撑机构104中平行设置两个导向杆1044。从而，能够进一步保障内撑爪1048向心运动的稳固性和牢靠性。
50.进一步地，如图1至图6所示，每一内撑机构104中两个导向杆1044处于旋转盘106内侧的一端固定安装一个弧状结构限位板1050。，不但可以对内撑滑块1046和内撑爪1048进行限位，，而且不易划伤活塞。
51.本发明提出的一种发动机活塞环自动装配用内撑装置的工作过程如下：
52.在放置活塞环之前，控制支撑板102以及内撑爪1048处于上升状态；动力气缸110伸出，带动旋转盘106逆时针旋转，通过传动关节轴承108带动内撑滑块1046和内撑爪1048向内作向心直线运动，使得内撑爪1048闭合；
53.推环机构将活塞环送到内撑爪1048的中心位置，辅助上下运动气缸带动支撑板102和内撑爪1048下降；
54.动力气缸110退回，带动旋转盘106顺时针旋转，通过传动关节轴承108带动内撑滑块1046和内撑爪1048向外作向心直线运动，内撑爪1048向外撑开，限位关节轴承116保障旋转盘106的旋转位置度，双导向杆1044保障内撑滑块1046和内撑爪1048的向心直线运动；
55.内撑爪1048将活塞环内径撑大，活塞环进入上限位板112和下限位板114之间的活塞环容纳空隙内，推环机构退回；
56.活塞携带器将活塞送至内撑机构104正下方的顶升机构中心，顶升气缸将活塞顶起，顶升高度由活塞对应的环槽位置决定，顶升到位后，支撑板102在辅助上下运动气缸的带动下上升，固定在支撑板102上的内撑机构104也随着上升，活塞环从内撑爪1048上脱出弹入活塞环槽内；
57.顶升机构下降，带动完成活塞环装配的活塞下降，活塞携带器将活塞送至下一个工位；
58.动力气缸110缩回，内撑爪1048闭合，推环机构将下一个活塞环送到内撑爪1048的中心位置，如此循环。
59.在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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。
60.本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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单元必须具有特定的方向、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。
61.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
62.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，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。