一种衬套压头结构及该衬套压头结构的使用方法

技术领域

本发明涉及汽车装配设备领域，特别涉及一种衬套压头结构及该衬套压头结构的使用方法。

背景技术

现有的汽车转向节的衬套的压装通常采用人工上下料的方式，衬套和转向节都由人工手动搬送、定位，衬套的角度由人工目视确认，容易造成衬套角度偏移，如果出现衬套角度偏移，容易导致衬套和转向节压坏，并且采用人工上料的劳动强度大、工作效率低的问题。

可见，现有技术还有待改进和提高。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种衬套压头结构及该衬套压头结构的使用方法，解决现有的衬套安装需要采用人工定位和上料而导致劳动强度大、工作效率低的问题。

为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种衬套压头结构,包括连接在机械压头下端的气缸，气缸包括缸体、端盖和活塞拉杆，缸体下端固定有压头前端结构，活塞拉杆向下穿过压头前端结构且在活塞拉杆末端固定有压环，压环与压头前端结构之间设有弹性胶套，且弹性胶套套在活塞拉杆上；压头前端结构上还连接有第一通气管，第一通气管与压头前端结构的下端面连通，第一通气管上串接有压力检测器；所述缸体上连接有第二通气管，第二通气管上连接有电磁控制阀。

所述的衬套压头结构中，活塞拉杆上还套有套筒，套筒穿过压头前端结构的中心且置于缸体与弹性胶套之间。

所述的衬套压头结构中，压头前端结构的内壁上设有机械凸起，该机械凸起与衬套上的凹槽啮合。

所述的衬套压头结构中，压头前端结构上设有通孔，通孔上固定有传感器，传感器与衬套上的侧棱位置匹配。

所述的衬套压头结构中，气缸为单作用气缸，第二通气管连接在气缸伸出活塞拉杆的一端，缸体内部还设有复位弹簧，复位弹簧置于活塞拉杆与端盖之间。

所述的衬套压头结构中，端盖上端面上连接有万向球头。

一种上述的衬套压头结构的使用方法，包括以下步骤：

将衬套套在活塞拉杆上；

压力检测器的压力值到达设定值时，控制气缸驱动活塞拉杆上升，使弹性胶套的上下端面受到压环和套筒的挤压，导致弹性胶套的外径变大，实现衬套的固定；

压装装置驱动衬套压头结构下降，使衬套被压入在转向节的配合孔中；控制气缸驱动活塞拉杆下降，弹性胶套恢复原来的外径，松开衬套；

压装装置驱动衬套压头结构上升。

所述的衬套压头结构的使用方法中，压头前端结构的内壁上设有机械凸起，该机械凸起与衬套上的凹槽啮合，在将衬套套在弹性胶套上时，同时将机械凸起与衬套上设置的凹槽配合，当压力检测器的压力值到达设定值后，控制气缸驱动活塞拉杆上升。

所述的衬套压头结构的使用方法中，压头前端结构上设有通孔，通孔上固定有传感器，传感器与衬套上的侧棱位置匹配，控制气缸驱动活塞拉杆上升后，判断传感器有无被遮挡的信号，并与设定的与衬套对应的程序对比，若不符合，则报警。

所述的衬套压头结构的使用方法中，在执行将衬套套在活塞拉杆上的步骤前，输入或选择与安装的衬套对应的程序。

有益效果：通过设置主要由气缸、压头前端结构、压环、套筒和弹性胶套组成的衬套压头结构，套筒和弹性胶套套在气缸的活塞拉杆上，压环连接在活塞拉杆上且在弹性胶套的下方，而在压头前端结构上设有机械凸起和传感器，在衬套上设有与机械凸起啮合的凹槽和用于传感器识别衬套型号的侧棱，在使用时，根据实际需要在控制器选择安装的衬套型号对应的程序。当衬套套在活塞拉杆上时，压力检测器检测的气压压力值到达设定值，活塞拉杆上升，弹性胶套的上下端面受到压环和套筒的挤压，导致弹性胶套的外径变大，实现衬套的固定，进而通过传感器的信号，判断是否与需要的衬套型号相同，若相同，则进行压装。因此，实现衬套的半自动压装，即通过衬套压头结构对衬套进行定位、固定，避免需要人工进行定位和固定，减少人为操作，提高准确率，避免衬套和转向节被压坏，也提高了工作效率。

附图说明

图1是衬套压头结构与衬套配合的主视图。

图2是图1所示的衬套压头结构与衬套配合的俯视图。

图3是衬套压头结构的主视图。

图4是图3所示的衬套压头结构的仰视图。

主要元件符号说明：1-万向球头，2-气缸，2.1-端盖，2.2-复位弹簧，2.3-缸体，2.4-活塞拉杆，3-传感器，4-套筒，5-弹性胶套，6-压环，7-衬套，7.1-凹槽，7.2-侧棱，8-压头前端结构，8.1-机械凸起，9-第一通气管，10-第二通气管，11-压力检测器，12-通气通道。

具体实施方式

本发明提供一种衬套压头结构及该衬套压头结构的使用方法，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明的保护范围。

请参阅图1和图2、图3、图4，一种衬套压头结构,包括连接在机械压头下端的气缸2，气缸2包括缸体2.3、端盖2.1和活塞拉杆2.4，缸体2.3下端固定有压头前端结构8，活塞拉杆2.4向下穿过压头前端结构8且在活塞拉杆2.4末端固定有压环6，压环6与压头前端结构8之间设有弹性胶套5，且弹性胶套5套在活塞拉杆2.4上；压头前端结构8上还连接有第一通气管9，第一通气管9与压头前端结构8的下端面连通，第一通气管9上串接有压力检测器11；所述缸体2.3上连接有第二通气管10，第二通气管10上连接有电磁控制阀(图中未画出)。

上述结构中，所述电磁控制阀和压力检测器11电性连接有控制器，控制器用于接受压力检测器11的信号，并且控制电磁控制阀工作，其可以固定在驱动机械压头移动的压装装置上。

在使用时，第一通气管9从压头前端结构8处流出，气缸2的活塞拉杆2.4处于向下伸出状态，进而将衬套7套在活塞拉杆2.4上且在弹性胶套5外侧，即弹性胶套5置于衬套7的中心孔内，使得衬套7顶面与压头前端结构8的底面之间的间隙变小，压力检测器11检测到第一通气管9的气压变大并达到设定值后，控制器控制电磁控制阀切换气流方向，驱动气缸2的活塞拉杆2.4上升，而气缸2的活塞拉杆2.4上且在弹性胶套5下方的压环6跟随气缸2的活塞拉杆2.4上升时，压环6与压头前端结构8之间的距离变小而压缩弹性胶套5，弹性胶套5受到压缩的力而产生变形，导致其外径变大，进而弹性胶套5的外表面挤压衬套7的中心孔，实现衬套7的固定和自动对中，自动对中即是自动使得衬套7的轴线与活塞拉杆2.4的轴线重合。进而将转向节置于衬套7的正下方，驱动机械压头向下移动，使得衬套7准确的被压入在转向节上。

衬套7被压入在转向节上后，控制器控制电磁控制阀切换气流方向，驱动气缸2的活塞拉杆2.4下降，使得弹性胶套5恢复原来状态，松开衬套7，驱动机械压头向上移动，完成衬套7的压入工序。

上述中，压力检测器11优选为数字压力开关，当压力达到设定值时，输出信号控制关闭第一通气管9的气流，并且根据该信号控制电磁控制阀工作。

上述实施例中的衬套压头结构，适用于与转向节安装时不需要区别正反和配合角度的衬套7的压装工艺。

在一优选实施例中，压头前端结构8与弹性胶套5之间设有套筒4，套筒4套在活塞拉杆2.4上。通过套筒4的设置，减少了弹性胶套5的长度，并且在使用时，弹性胶套5完全置于衬套7中心孔内，提高弹性胶套5对衬套7的固定效果。在实际应用中，套筒4也可以穿过压头前端结构8的中心且置于缸体2.3与弹性胶套5之间。

上述中，弹性胶套5为橡胶套或硅胶套，当然，也可以由其他具有一定的可变形能力的材料制成。

优选的，所述气缸2为单作用气缸2，第二通气管10连接在气缸2伸出活塞拉杆2.4的一端，缸体2.3内部还设有复位弹簧2.2，复位弹簧2.2置于活塞拉杆2.4与端盖2.1之间。第二通气管10通入气体时，气体推动活塞拉杆2.4的活塞部分压缩复位弹簧2.2，实现活塞拉杆2.4上升，电磁控制阀方向切换后，第二通气管10进行排气，使得活塞拉杆2.4在复位弹簧2.2的恢复力作用下向下伸出。

在一优选实施例中，在实际应用中，有些衬套7与转向节配合角度是固定的，即在装配时，需要将衬套7转动到相应的与转向节的配合孔配合的角度，再进行压入，并且不能反向安装。为了便于识别衬套7的正反并对正衬套7的安装角度，该种衬套7通常会在其上面开有凹槽7.1。因此，为了适合该种衬套7的安装，在上述结构的基础上，在压头前端结构8的内壁上设有机械凸起8.1，该机械凸起8.1与衬套7上的凹槽7.1啮合。

在将衬套7安装在该衬套压头结构时，只有将机械凸起8.1与衬套7上的凹槽7.1啮合后，才能使得衬套7顶面与压头前端结构8之间的间隙变小，进而才会使得压力检测器11检测到第一通气管9的气压达到设定的压力值。其中，由于凹槽7.1与机械凸起8.1为啮合设置，因此，可以通过只在衬套7的一端设置凹槽7.1或者衬套7的另一端的凹槽7.1的尺寸或形状不同，因此机械凸起8.1只能与设定的安装一端啮合，因此可以实现识别衬套7的正反，避免其反向安装。

在一优选实施例中，在实际应用中，与转向节配合位置需要固定并且不能反向安装的衬套7的型号也有多种，在安装前，还需要识别该衬套7的型号，再按照对应的角度和方向安装转向节上。而为了识别不同的型号，在设计衬套7时，会在衬套7侧面且在凹槽7.1的上方设置侧棱7.2，而衬套7的型号不同，侧棱7.2的位置也不同，即在俯视方向，侧棱7.2相对与凹槽7.1的位置不同。

为了适合该种衬套7的安装，在上述结构的基础上，在压头前端结构8上设有通孔，通孔上固定有传感器3，传感器3与控制器电性连接，所传感器3与衬套7上的侧棱7.2位置匹配。

其中，控制器接收到压力检测器11检测到第一通气管9的气压达到设定的压力值、并且气缸2驱动压环6压缩弹性胶套5，实现对衬套7的固定后，传感器3开始检测衬套7上是否有侧棱7.2存在。当系统上设置需要检测到侧棱7.2存在才为正确的衬套7时，传感器3若检测不到侧棱7.2存在，怎发生报警；若检测到了侧棱7.2存在，则可以正常生产。具体的，发生报警发声结构设在控制器上，并收控制器控制。

在实际应用中，传感器3可以为对射式光电传感器3，当衬套7上没有侧棱7.2时，对射式光电传感器3的对射光线从衬套7外侧经过，当安装有侧棱7.2的衬套7时，由于侧棱7.2凸起在衬套7的表面，因此阻挡了射式光电传感器3的对射光线，进而识别出衬套7上是否侧棱7.2。

本申请的实施例中，衬套7的侧棱7.2位于凹槽7.1的上方，侧棱7.2的高度较小，因此不影响机械凸起8.1插入凹槽7.1内，并且机械凸起8.1所在偏移传感器3光线经过的位置，或者在机械凸起8.1设置避让槽，使得机械凸起8.1不与传感器3发生干涉。

在一优选实施例中，所述通孔设置为若干个，且若干个呈压头前端结构8的轴线呈圆周阵列，在使用时，根据对应的衬套7型号，选择对应的通孔安装传感器3，使得其可以适用于多种型号的衬套7。

上述中，传感器3也可以采用检测距离的传感器3，例如：红外线传感器3，由于侧棱7.2是凸起的，因此可以根据红外线传感器3到衬套7表面的距离识别侧棱7.2位置。

在一优选实施例中，气缸2上端连接有万向球头1，万向球头1与机械压头上的连接副连接，因此实现衬套压头结构与机械压头连接。在对衬套7进行压装时，由于万向球头1可以微量摆动，并且弹性胶套5可以变形，因此在压装过程中，当压力大于弹性胶套5对衬套7的固定力时，其可以发生微量的移动，使得衬套7轴线与转向节上的孔的轴线对齐，避免转向节位置存在微量误差时，会导致衬套7或转向节被压坏。

上述中，控制器为PLC或单片机。

在实际应用中，上述的第一通气管9可以固定在气缸2的缸体2.3下端，缸体2.3下端设有通气通道12，使得第一通气管9通入的气流可以到达衬套7顶面与压头前端结构8的底面之间。

一种上述的衬套压头结构的使用方法，包括以下步骤：

将衬套7套在活塞拉杆2.4上；

压力检测器11的压力值到达设定值时，控制气缸2驱动活塞拉杆2.4上升，弹性胶套5的上下端面受到压环6和套筒4的挤压，导致弹性胶套5的外径变大，实现衬套7的固定；

压装装置驱动衬套压头结构下降，使衬套7被压入在转向节的配合孔中；

控制气缸2驱动活塞拉杆2.4下降，弹性胶套5恢复原来的外径，松开衬套7；

压装装置驱动衬套压头结构上升。

具体的，衬套7可以通过手动套在活塞拉杆2.4上，并且实现衬套7固定衬套压头结构上后，进而压装装置驱动机械压头带动衬套压头结构下降，使衬套7被压入在转向节的配合孔中。当衬套7被完全压入转向节中后，控制器接控制气缸2驱动活塞拉杆2.4下降，弹性胶套5恢复变形前的状态，进而松开衬套7，然后压装装置驱动机械压头带动衬套压头结构上升，衬套压头结构移出衬套7内部。

在一优选实施例中，压头前端结构8的内壁上设有机械凸起8.1，该机械凸起8.1与衬套7上的凹槽7.1啮合，在将衬套7套在弹性胶套5上时，同时将机械凸起8.1与衬套7上设置的凹槽7.1配合，当压力检测器11的压力值到达设定值后，控制气缸2驱动活塞拉杆2.4上升。其中，衬套7通过手动套在弹性胶套5上时，同时手动转动衬套7，使得机械凸起8.1与凹槽7.1对其并插入在凹槽7.1内，完成衬套7的角度的限定。

进一步的，压头前端结构8上设有通孔，通孔上固定有传感器3，传感器3与衬套7上的侧棱7.2位置匹配，控制气缸2驱动活塞拉杆2.4上升后，判断传感器3有无被遮挡的信号，并与设定的与衬套7对应的程序对比，若不符合，则报警。

上述中，在执行将衬套7套在活塞拉杆2.4上的步骤前，在控制器选择与安装的衬套7型号对应的程序，如果控制器没有该程序，需要先将程序输入。其中，所述程序包括：TLA型衬套7：传感器3无被遮挡光信号；TNY型衬套7：传感器3有被遮挡光信号；在执行选择与安装的衬套7对应的程序前，在控制器上输入对应的程序。

由于其他型号的衬套7不能与机械凸起8.1配合，因此，无法安装在衬套压头结构上，即不能使得压力检测器11检测的气压压力值不能到达设定值，并且在手动安装时，可以通过工作人员可以感觉得到机械凸起8.1有没有与凹槽7.1啮合。TLA型衬套7上设有与机械凸起8.1啮合和凹槽7.1，但没有侧棱7.2，因此其可以安装在衬套压头结构上；TNY型衬套7则有与机械凸起8.1配合和凹槽7.1，也设有侧棱7.2，因此，通过传感器3的信号，判断为TLA型衬套7还是TNY型衬套7，如果与选择的程序对应的衬套7型号不匹配，则发出报警通知工作人员。

上述中，TNY型衬套7也可以替换为其他与传感器3位置对应的型号，在此仅以TNY型衬套7举例进行说明。

本发明中，通过设置主要由气缸2、压头前端结构8、压环6、套筒4和弹性胶套5组成的衬套压头结构，套筒4和弹性胶套5套在气缸2的活塞拉杆2.4上，压环6连接在活塞拉杆2.4上且在弹性胶套5的下方，而在压头前端结构8上设有机械凸起8.1和传感器3，在衬套7上设有与机械凸起8.1啮合的凹槽7.1和用于传感器3识别衬套7型号的侧棱7.2，在使用时，根据实际需要在控制器选择安装的衬套7型号对应的程序。当衬套7套在活塞拉杆2.4上时，压力检测器11检测的气压压力值到达设定值，活塞拉杆2.4上升，弹性胶套5的上下端面受到压环6和套筒4的挤压，导致弹性胶套5的外径变大，实现衬套7的固定，进而通过传感器3的信号，判断是否与需要的衬套7型号相同，若相同，则进行压装。因此，实现衬套7的半自动压装，即通过衬套压头结构对衬套7进行定位、固定，避免需要人工进行定位和固定，减少人为操作，提高准确率，避免衬套7和转向节被压坏，也提高了工作效率。

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”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。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接连接，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。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。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明的保护范围。