CN113814708B - 一种用于热气机机身装配的定位工装 - Google Patents

Abstract

本发明属于热气机装配领域，公开了一种用于热气机机身装配的定位工装，包括第一底座、第一固定件、第一活动件、第二底座、第二固定件和第二活动件，第一固定件固定于第一底座，第一活动件可移动地设置于第一底座，第一固定件与第一活动件的顶面等高，且分别设有定位件，两个定位件的中心连线与机身单元的安装平面垂直且与第一活动件的移动方向平行；第二固定件固定于第二底座，第二活动件可移动地设置于第二底座，第二固定件和第二活动件的顶面分别为倾斜面且等高，且分别设有两个定位件，第二固定件的两个定位件的中心连线与第二活动件的两个定位件的中心连线平行，且与第二活动件的移动方向垂直。本发明可提高热气机机身的装配精度。

Description

一种用于热气机机身装配的定位工装

技术领域

本发明涉及热气机装配领域，尤指一种用于热气机机身装配的定位工装。

背景技术

热气机又称斯特林发动机，其是一种外燃的、闭式循环往复活塞式热力发动机。热气机的工作原理如下：使用氢、氮、氦或空气等作为工质，按斯特林循环工作，在热气机封闭的气缸内充有一定容积的工质，气缸一端为热腔，另一端为冷腔，工质在低温的冷腔中进行压缩，然后流到高温热腔中迅速加热，膨胀作功燃料在气缸外的燃烧室内连续燃烧，通过加热器传给工质，工质不直接参与燃烧也不进行更换。

热气机机身由四个机身单元组合而成，每个机身单元重量约340KG，机身单元组装时存在以下难点：(1)四个机身单元都需要在19度斜面上安装，而机身单元重量较重，位置调节不变；(2)四个机身单元拼装后，中心轴孔需与曲轴箱上的四个轴孔对中，对中难度较大；(3)四个机身单元相互安装的两侧面都有密封端盖，对中比较困难，而且如果将三个机身单元安装后再装第四个机身单元时是无法安装的。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于热气机机身装配的定位工装，可提高热气机机身的装配精度。

本发明提供的技术方案如下：

一种，用于热气机机身装配的定位工装，所述热气机机身包括四个机身单元；定位工装包括：

第一工装，包括第一底座、第一固定件和第一活动件，所述第一固定件固定在所述第一底座上，所述第一活动件沿靠近或远离所述第一固定件的方向可移动地设置在所述第一底座上，所述第一固定件的顶面与所述第一活动件的顶面位于同一高度，所述第一固定件的顶面和所述第一活动件的顶面分别设有用于与机身单元上的缸套孔配合的定位件，所述第一固定件上的定位件与第一活动件上的定位件的中心连线与机身单元的安装平面垂直且与所述第一活动件的移动方向平行，所述第一固定件的顶面和所述第一活动件的顶面分别用于安装一个机身单元，以将两个机身单元组装成机身组；

第二工装，包括第二底座、第二固定件和第二活动件，所述第二固定件固定在所述第二底座上，所述第二活动件沿靠近或远离所述第二固定件的方向可移动地设置在所述第二底座上，所述第二固定件的顶面和所述第二活动件的顶面分别为倾斜面且位于同一高度，所述第二固定件的顶面设有两个所述定位件，所述第二活动件的顶面设有两个所述定位件，所述第二固定件上的两个定位件的中心连线与所述第二活动件上的两个定位件的中心连线平行，且所述第二活动件的移动方向与所述第二固定件上的两个定位件的中心连线垂直，所述第二固定件的顶面和所述第二活动件的顶面分别用于安装一个所述机身组，以将两个所述机身组组装成热气机机身。

进一步优选地，所述第一工装还包括第一导轨、第一滑块和第一驱动机构，所述第一导轨设置在所述第一底座上，所述第一活动件通过所述第一滑块沿所述第一导轨移动，所述第一驱动机构驱动所述第一活动件移动。

进一步优选地，所述第一工装还包括第一限位件，所述第一限位件设置在所述第一固定件远离所述第一活动件的一侧。

进一步优选地，所述第一工装还包括第二限位件，所述第二限位件设置在所述第一活动件远离所述第一固定件的一侧。

进一步优选地，所述第一限位件包括第一限位块和第一螺栓，所述第一限位块设置在所述第一固定件上，所述第一螺栓穿过所述第一限位块上的螺栓孔且与所述所述第一固定件上设置的机身单元抵接；

所述第二限位件包括第二限位块和第二螺栓，所述第二限位块设置在所述第一活动件上，所述第二螺栓穿过所述第二限位块上的螺栓孔且与所述第一活动件上设置的机身单元抵接。

进一步优选地，所述第二工装还包括第二导轨、第二滑块和第二驱动机构，所述第二导轨设置在所述第二底座上，所述第二活动件通过所述第二滑块沿所述第二导轨移动，所述第二驱动机构驱动所述第二活动件移动。

进一步优选地，所述第二固定件的顶面靠近所述第二活动件的一侧高度高于另一侧的高度方向；所述第二活动件的顶面靠近所述第二固定件的一侧高度高于另一侧的高度。

进一步优选地，所述第二固定件的顶面远离所述第二活动件的一侧设有第一限位部；所述第二活动件的顶面远离所述第二固定件的一侧设有第二限位部。

进一步优选地，所述第二固定件和所述第二活动件分别设置在所述第二底座的上表面且沿垂直所述第二活动件的移动方向错开设置。

进一步优选地，所述第二固定件上的定位件的中心轴线与所述第二固定件的顶面垂直；所述第二活动件上的定位件的中心轴线与所述第二活动件的顶面垂直。

本发明的技术效果在于：通过第一工装实现两个机身单元的组装，且通过第一固定件和第一活动件的等高设置，以及第一工装上的两个定位件连线与机身单元的安装平面垂直，可保证两个机身单元上密封端盖的轴心一致；通过第二工装实现两个机身组的组装，且通过第二固定件和第二活动件的等高设置以及定位件的设置，可保证四个机身单元的密封端盖轴心一致，并保证四个机身单元上的缸套孔的对中精度，进而保证机身安装精度高，且速度快，提高生产效率。

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说明：

图1是本申请具体实施例提供的第一工装上安装机身单元的结构示意图；

图2是本申请具体实施例提供的第一工装的结构示意图；

图3是本申请具体实施例提供的第一工装的第一固定件上安装机身单元的结构示意图；

图4是本申请具体实施例提供的第一工装的第一活动件上安装机身单元的结构示意图；

图5是本申请具体实施例提供的第二工装上安装机身组的结构示意图；

图6是本申请具体实施例提供的第二工装的结构示意图；

图7是本申请具体实施例提供的第二工装在另一种视角下的结构示意图。

附图标号说明：

1、机身单元；101、密封端盖；102、第一安装平面；103、缸套孔；2、机身组；201、第二安装平面；

10、第一工装；11、第一底座；12、第一固定件；13、第一活动件；14、第一导轨；15、第一滑块；16、第一丝杆；17、第一支座；18、第一限位件；19、第二限位件；20、第二工装；21、第二底座；22、第二固定件；23、第二活动件；24、第二导轨；25、第二滑块；26、第二丝杆；27、第二支座；28、第一限位部；29、第二限位部；30、定位件。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

在本文中，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；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

一种用于热气机机身装配的定位工装的具体实施例，用于装配四个机身单元1，如图1至图7所示，定位工装包括第一工装10和第二工装20，组装时，先通过第一工装10将两个机身单元1进行定位组装，形成两对机身组2，然后再将组装好的两对机身组2进行两两组装，完成热气机机身的快速组装。

如图1和图2所示，第一工装10包括第一底座11、第一固定件12、第一活动件13，第一固定件12固定在第一底座11上，第一活动件13沿靠近或远离第一固定件12的方向可移动地设置在第一底座11上，第一固定件12和第一活动件13均为板状结构，且沿水平方向并列设置在第一底座11上。

第一固定件12的顶面与第一活动件13的顶面位于同一高度，第一固定件12和第一活动件13的厚度可不同，但需要保证第一固定件12的顶面与第一活动件13的顶面位于同一水平面上。

第一固定件12的顶面和第一活动件13的顶面分别设有用于与机身单元1上的缸套孔103配合的定位件30，两个定位件30的中心连线与机身单元1的安装平面垂直且与第一活动件13的移动方向平行，第一固定件12的顶面和第一活动件13的顶面分别用于安装一个机身单元1，以将两个机身单元1组装成机身组2。

第一固定件12和第一活动件13分别放置机身单元1时，首先通过定位件30对机身单元1进行定位，因第一固定件12和第一活动件13的顶面位于同一高度，所以，待组装的两个机身单元1的底面也位于同一高度，待组装的两个机身单元1上的密封端盖101也位于同一高度，机身单元1的安装平面是指两个机身单元1组装时贴合在一起的面，本实施例中，为便于区分，将机身单元1的安装平面定义为第一安装平面102。

如图3和图4所示，机身单元1上的密封端盖101与机身单元1上的缸套孔103相对位置固定，且两个定位件30的中心连线与机身单元1的第一安装平面102垂直，通过定位件30对机身单元1进行定位后，可保证两个机身单元1上的密封端盖101的轴心高一致，并且两个定位件30的中心连线与第一活动件13的移动方向平行，第一活动件13在移动时，可始终保证两个机身单元1上的密封端盖101的轴心一致。

组装两个机身单元1时，将其中一个机身单元1放置在第一固定件12上，将另一个机身单元1放置在第一活动件13上，且定位件30插入机身单元1的缸套孔103内，再用百分表将安装贴合面(第一安装平面102)校正，通过第一固定件12上的校正基准面将安装贴合面与校正基准面平行(安装贴合面与密封端盖101中心为垂直状态)。同样的方法校正另一个机身单元1的安装贴合面，从而达到两个机身单元1上的密封端盖101的中心始终保持与两个定位件30的中心垂直，然后移动第一活动件13带动第一活动件13上的机身单元1靠近第一固定件12上的机身单元1，并使两个机身单元1的第一安装平面102贴合在一起，最后将两个机身单元1固定在一起，完成两个机身单元1的组装。

如图5至图7所示，第二工装20包括第二底座21、第二固定件22和第二活动件23，第二固定件22固定在第二底座21上，第二活动件23沿靠近或远离第二固定件22的方向可移动地设置在第二底座21上，第二固定件22的顶面和第二活动件23的顶面分别为倾斜面且位于同一高度，第二固定件22的顶面以及第二活动件23的顶面的倾斜角度设置为热气机机身所需要的角度，如倾斜角度可设置为19度。第二固定件22的顶面与第二活动件23的顶面位于同一高度是指第二固定件22顶面的最高点与第二活动件23顶面的最高点位于同一高度，且第二固定件22顶面的最低点与第二活动件23顶面的最低点位于同一高度，并且第二固定件22顶面的倾斜角度与第二活动件23顶面的倾斜角度相同。

第二固定件22和第二活动件23分别用于安装通过第一工装10组装好的机身组2。第二固定件22的顶面设有两个定位件30，第二活动件23的顶面设有两个定位件30，机身组2中的两个机身单元1分别通过两个定位件30进行定位。

第二固定件22上的两个定位件30的中心连线与第二活动件23上的两个定位件30的中心连线平行，两个机身组2安装到位后，可保证两个机身组2的安装平面平行，机身组2的安装平面是指两个机身组2组装时贴合在一起的平面，为便于区分，将机身组2的安装平面定义为第二安装平面201。

第二活动件23的移动方向与第二固定件22上的两个定位件30的中心连线垂直，第二活动件23移动到位后，平行设置的两个第二安装平面201可贴合在一起，以将两个机身组2组装成热气机机身，并且第二安装平面201上的各种功能孔与机身单元1上的缸套孔103相对位置固定，通过校调第二固定件22上的两个定位件30与第二活动件23上的两个定位件30的相对位置，使之达到安装要求，可保证第二安装平面201上的功能孔轴心一致，以确保机身组装的精度。

本实施例中，先通过第一工装10将两个机身单元1进行定位组装，可确保两个机身单元1的组装精度，然后通过第二工装20将两个机身组2进行定位组装，从而保证机身安装快速且装配精度高，提高生产效率。此外，通过第一活动件13带动机身单元1移动，通过第二活动件23带动机身组2移动，组装时位置调节方便快捷。

在一种实施方式中，如图2所示，第一工装10还包括第一导轨14、第一滑块15和第一驱动机构，第一导轨14设置在第一底座11上，第一活动件13通过第一滑块15沿第一导轨14移动，第一驱动机构驱动第一活动件13移动。通过设置第一滑块15和第一导轨14，可使第一活动件13通过第一滑块15沿第一导轨14移动，不仅可防止第一活动件13移动时产生偏移，而且可减少对第一活动件13的磨损，并且第一滑块15磨损时，为确保第一活动件13的顶面与第一固定件12的顶面始终位于同一高度，可仅更换第一滑块15，而不用更换第一活动件13。

第一驱动机构可以是手动驱动机构，示例性的，第一驱动机构包括第一丝杆16，第一底座11上设置第一支座17，第一支座17上设置螺纹孔，第一丝杆16穿过螺纹孔且一端与第一活动件13抵接，第一丝杆16的另一端设有手轮，通过手轮摇动第一丝杆16，带动第一活动件13移动。第一驱动机构还可以是自动驱动机构，如电动伸缩杆，电动伸缩杆与第一活动件13连接，电动伸缩杆伸缩时带动第一活动件13移动。第一驱动机构还可以是液压驱动等其他现有的驱动机构。由于机身单元1与第一活动件13的重量比较重，所以采用丝杆活动，一方面两个安装平面贴合时可以更省力，另一方面是两个安装平面贴合时密封端盖101可以缓慢的对准装进机身单元1中。

如图2所示，第一工装10还包括第一限位件18和第二限位件19，第一限位件18设置在第一固定件12远离第一活动件13的一侧，第二限位件19设置在第一活动件13远离第一固定件12的一侧。第一固定件12和第一活动件13上分别安装机身单元1，两个机身单元1的安装平面贴合在一起后，第一限位件18和第二限位件19分别在机身组2的两侧对机身组2进行限位，以防止两个机身单元1组装时，机身单元1发生移动。

第一限位件18包括第一限位块和第一螺栓，第一限位块设置在第一固定件12上，第一螺栓穿过第一限位块上的螺栓孔，第一固定件12上的机身单元1安装到位后，通过拧动第一螺栓，使第一螺栓与第一固定件12上的机身单元1抵接以对机身单元1进行限位。

第二限位件19包括第二限位块和第二螺栓，第二限位块设置在第一活动件13上，第二螺栓穿过第二限位块上的螺栓孔，第一活动件13上的机身单元1安装到位后，通过拧动第二螺栓，使第二螺栓与第一活动件13上的机身单元1抵接以对机身单元1进行限位。

在一种实施方式中，如图6所示，第二工装20还包括第二导轨24、第二滑块25和第二驱动机构，第二导轨24设置在第二底座21上，第二活动件23通过第二滑块25沿第二导轨24移动，第二驱动机构驱动第二活动件23移动。通过设置第二滑块25和第二导轨24，可使第二活动件23通过第二滑块25沿第二导轨24移动，不仅可防止第二活动件23移动时产生偏移，而且可减少对第二活动件23的磨损，并且第二滑块25磨损时，为确保第二活动件23的顶面与第二固定件22的顶面始终位于同一高度，可仅更换第二滑块25，而不用更换第二活动件23。

第二驱动机构可以是手动驱动机构，示例性的，第二驱动机构包括第二丝杆26，第二底座21上设置第二支座27，第二支座27上设置螺纹孔，第二丝杆26穿过螺纹孔且一端与第二活动件23抵接，第二丝杆26的另一端设有手轮，通过手轮摇动第二丝杆26，带动第二活动件23移动。第二驱动机构还可以是自动驱动机构，如电动伸缩杆，电动伸缩杆与第二活动件23连接，电动伸缩杆伸缩时带动第二活动件23移动。第二驱动机构还可以是液压驱动等其他现有的驱动机构。

如图7所示，第二固定件22的顶面靠近第二活动件23的一侧高度高于另一侧的高度方向，第二活动件23的顶面靠近第二固定件22的一侧高度高于另一侧的高度。第二固定件22的顶面远离第二活动件23的一侧设有第一限位部28；第二活动件23的顶面远离第二固定件22的一侧设有第二限位部29。因第二固定件22和第二活动件23顶面均为斜面，其上设置的机身组2的位置不方便调节，通过设置第一限位部28和第二限位部29来实现对机身组2进行微调。示例性的，第一限位部28上设有螺纹孔，螺纹孔上穿设螺栓，螺栓与机身组2抵接，通过调节螺栓穿出螺纹孔的长度，可对第二固定件22上的机身组2的位置进行微调。

如图6和图7所示，第二固定件22和第二活动件23分别设置在第二底座21的上表面且沿垂直第二活动件23的移动方向错开设置。第二固定件22上的定位件30的中心轴线与第二固定件22的顶面垂直；第二活动件23上的定位件30的中心轴线与第二活动件23的顶面垂直。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于热气机机身装配的定位工装，所述热气机机身包括四个机身单元；其特征在于，包括：

第一工装，包括第一底座、第一固定件和第一活动件，所述第一固定件固定在所述第一底座上，所述第一活动件沿靠近或远离所述第一固定件的方向可移动地设置在所述第一底座上，所述第一固定件的顶面与所述第一活动件的顶面位于同一高度，所述第一固定件的顶面和所述第一活动件的顶面分别设有用于与机身单元上的缸套孔配合的定位件，所述第一固定件上的定位件与第一活动件上的定位件的中心连线与机身单元的安装平面垂直且与所述第一活动件的移动方向平行，所述第一固定件的顶面和所述第一活动件的顶面分别用于安装一个机身单元，以将两个机身单元组装成机身组；

第二工装，包括第二底座、第二固定件和第二活动件，所述第二固定件固定在所述第二底座上，所述第二活动件沿靠近或远离所述第二固定件的方向可移动地设置在所述第二底座上，所述第二固定件的顶面和所述第二活动件的顶面分别为倾斜面且位于同一高度，所述第二固定件的顶面设有两个所述定位件，所述第二活动件的顶面设有两个所述定位件，所述第二固定件上的两个定位件的中心连线与所述第二活动件上的两个定位件的中心连线平行，且所述第二活动件的移动方向与所述第二固定件上的两个定位件的中心连线垂直，所述第二固定件的顶面和所述第二活动件的顶面分别用于安装一个所述机身组，以将两个所述机身组组装成热气机机身；

其中，所述第二固定件的顶面靠近所述第二活动件的一侧高度高于另一侧的高度方向；所述第二活动件的顶面靠近所述第二固定件的一侧高度高于另一侧的高度；

所述第一工装还包括第一导轨、第一滑块和第一驱动机构，所述第一导轨设置在所述第一底座上，所述第一活动件通过所述第一滑块沿所述第一导轨移动，所述第一驱动机构驱动所述第一活动件移动；

所述第一工装还包括第一限位件，所述第一限位件设置在所述第一固定件远离所述第一活动件的一侧。

2.根据权利要求1所述的一种用于热气机机身装配的定位工装，其特征在于，所述第一工装还包括第二限位件，所述第二限位件设置在所述第一活动件远离所述第一固定件的一侧。

3.根据权利要求2所述的一种用于热气机机身装配的定位工装，其特征在于，所述第一限位件包括第一限位块和第一螺栓，所述第一限位块设置在所述第一固定件上，所述第一螺栓穿过所述第一限位块上的螺栓孔且与所述第一固定件上设置的机身单元抵接；

所述第二限位件包括第二限位块和第二螺栓，所述第二限位块设置在所述第一活动件上，所述第二螺栓穿过所述第二限位块上的螺栓孔且与所述第一活动件上设置的机身单元抵接。

4.根据权利要求1所述的一种用于热气机机身装配的定位工装，其特征在于，所述第二工装还包括第二导轨、第二滑块和第二驱动机构，所述第二导轨设置在所述第二底座上，所述第二活动件通过所述第二滑块沿所述第二导轨移动，所述第二驱动机构驱动所述第二活动件移动。

5.根据权利要求1所述的一种用于热气机机身装配的定位工装，其特征在于，所述第二固定件的顶面远离所述第二活动件的一侧设有第一限位部；所述第二活动件的顶面远离所述第二固定件的一侧设有第二限位部。

6.根据权利要求1所述的一种用于热气机机身装配的定位工装，其特征在于，所述第二固定件和所述第二活动件分别设置在所述第二底座的上表面且沿垂直所述第二活动件的移动方向错开设置。

7.根据权利要求1所述的一种用于热气机机身装配的定位工装，其特征在于，所述第二固定件上的定位件的中心轴线与所述第二固定件的顶面垂直；所述第二活动件上的定位件的中心轴线与所述第二活动件的顶面垂直。