一种高压交流隔离开关的传动机构的装配工装的制作方法

本发明涉及高压输变电设备实验技术领域，特别涉及一种高压交流隔离开关的传动机构的装配工装。

背景技术：

高压交流隔离开关主要用来将高压配电装置中需要停电的部分与带电部分可靠地隔离，以保证检修工作的安全。为保证产品的正常分合闸可靠性锁定，对产品的传动机构要求较高。

高压交流隔离开关的传动机构主要包括传动轴、拐臂焊装、小齿轮、扇形齿轮、输入轴，其中的输入轴与传动轴为平行的两根竖向轴，输入轴与扇形齿轮固定连接、传动轴与小齿轮固定连接，扇形齿轮的有齿部分与小齿轮可在一定角度范围内啮合转动，拐臂焊装则固定在小齿轮的上端面上而用于作出摆动动作，拐臂的一端设有第一中心孔与传动轴同轴设置，另一个端为自由端，该自由端设有用于输出动力的输出转轴。为了保证扇形齿轮提供给拐臂焊装足够的转动角度，以实现高压交流隔离开关的分合闸，在输入轴下端设置法兰定位孔，通过法兰定位孔与高压交流隔离开关的连杆机构传动连接，同时为了保证拐臂焊装的摆动起始/停止位置及摆动角度范围，与小齿轮和扇形齿轮的啮合/脱离位置有预先设定的对应关系，因此在拐臂焊装的装配过程中有如下要求：拐臂焊装第一中心孔的轴线和输出转轴的轴线所在的平面与输入轴、转动轴轴线所在的平面之间存在一定角度范围。在实际装配过程，为达到上述的拐臂焊装装配角度的要求，需要借助装配工装完成其装配。

如授权公告号为cn104332337b的中国专利公开的一种剪刀式高压隔离开关装配工装，该工装包括底座，底座上设置有对拐臂装配角度定位的拐臂定位板及对传动轴起支撑作用的定位块，拐臂定位板侧面设有前后方向贯通的供对拐臂定位的定位件穿入的定位孔，底座上设有对输入轴起支撑作用的支撑块，底座上还设置有对扇形齿轮径向传动进行限位的限位机构，虽然可以实现对高压隔离开关的定位装配，但工装机构复杂，装配效率较低。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种结构简单、装配效率高的高压交流隔离开关的传动机构的装配工装。

为实现上述目的，本发明提供的高压交流隔离开关的传动机构的装配工装的技术方案是：

一种高压交流隔离开关的传动机构的装配工装，包括底座，所述底座上设置有用于供输入轴竖直向下穿入的输入轴定位孔，用于对输入轴在旋转方向上固定的输入轴定位件，该输入轴定位件能够使输入轴上的沿径向开设的法兰定位孔的轴线与设定的工装基准平面之间成设定的第一夹角；所述底座于输入轴定位孔的右侧设置有用于供传动轴向下穿入的传动轴定位孔；还包括钻模定位板，钻模定位板具有设定的用于与传动轴的轴线同轴定位的钻模轴线，钻模定位板上开设有用于在拐臂和齿轮上钻出上下贯通的孔的加工用孔、用于与拐臂上的输出转轴在旋转方向上前后挡止配合的定位孔，定位孔具有用于与输出转轴相切配合或吻合配合的前、后孔壁，所述钻模定位板具有与钻模轴线共面的定位平面，所述定位平面与定位孔的前、后孔壁的间距相等且等于输出转轴与定位孔配合部分的半径；还包括用于定位装配所述钻模定位板以使钻模轴线与传动轴轴线同轴的、且使定位平面与设定的工装基准平面之间成设定的第二夹角的钻模定位件。

有益效果为：通过输入轴定位件对输入轴实现定位安装，从而保证了扇形齿轮的装配角度，通过传动轴定位孔保证了装配时扇形齿轮与小齿轮处于啮合状态，提高装配精度；而且通过钻模定位件保证了钻模定位板的钻模轴线在装配时与传动轴定位孔同轴设置；另外，钻模定位件限制了钻模定位板的安装角度，而且钻模定位板上的供输出转轴穿入钻模定位板的定位孔，通过定位孔的与输出转轴相切配合或吻合配合的前、后孔壁保证了拐臂焊装的安装精度，因此通过高压交流隔离开关的传动机构的装配工装保证了高压交流隔离开关的传动机构的高精度装配。此外整个装配过程，并没有复杂的连接及定位关系，只需将零件安装进对应位置，即可实现装配过程，相比于现有技术的复杂装配关系和装配过程，精简了高压交流隔离开关的传动机构的装配工装的结构，提升了装配效率。

进一步地，所述底座具有用于向上支撑扇形齿轮和小齿轮的支撑面，所述支撑面为底座的上端面；所述支撑面为平面，所述输入轴定位孔和传动轴定位孔均为开设在支撑面上且与支撑面垂直的竖向孔。

有益效果为：底座不仅提供给扇形齿轮和小齿轮的定位和装配，还通过自身的上端面支撑扇形齿轮和小齿轮，简化了高压交流隔离开关的传动机构的装配工装的整体结构，而且上端面用于支撑，也方便进行装配工作。

进一步地，所述钻模定位件包括设置在底座上位于传动轴定位孔的前后两侧的第一、二圆柱定位销，所述钻模定位板上设有用于与所述圆柱定位销间隙定心配合的第一定位孔和第二定位孔，所述第一、二圆柱定位销的轴线与传动轴定位孔的轴线平行，且所述第一圆柱定位销的轴线与传动轴定位孔的轴线之间的距离跟第一定位孔轴线与钻模轴线之间的距离相等，所述第二圆柱定位销的轴线与传动轴定位孔轴线之间的距离跟第二定位孔的轴线与钻模轴线之间的距离相等。

有益效果为：通过将第一安装孔的轴线和第二安装孔的轴线与传动轴的轴线平行，进而第一定位件的轴线和第二定位件的轴线就与传动轴的轴线平行，方便对钻模定位板进行同轴定位，只需要将钻模定位板固定安装在第一定位件和第二定位件上，即可实现钻模定位板的同轴定位。

进一步地，所述钻模定位件包括设置在底座上位于传动轴定位孔的前后两侧的圆柱定位销、菱形定位销；所述钻模定位板上设有用于分别与所述圆柱定位销、菱形定位销间隙定心配合的第一定位孔和第二定位孔，所述第一定位孔的轴线与所述钻模轴线的距离与所述圆柱定位销的轴线和所述传动轴定位孔的轴线相等，所述钻模定位板还设置有开口向前的u形豁口，所述u形豁口具有用于在左右方向上与所述菱形定位销挡止配合的左、右侧壁，所述u形豁口的对称中心线与第一定位孔的轴线和传动轴定位孔的轴线位于同一平面，所述菱形定位销在u形豁口内于u形豁口的前后方向上移动配合。

有益效果为：对钻模定位板实现一面两销定位，另外通过菱形定位销与u形豁口配合，可以抵消零件制造的公差，提高装配精度。

进一步地，所述钻模定位板设有两个以上的加工用孔，所述加工用孔均匀间隔环绕在所述钻模轴线周围。

有益效果为：通过两个以上加工用孔，引导对拐臂焊装和小齿轮的钻孔；加工用孔环绕在钻模轴线周围，通过钻模轴线进而定位加工用孔的位置，也方便对加工用孔的设计。

进一步地，所述定位孔为左右方向的径向尺寸大于前后方向的径向尺寸的长孔，所述定位孔与所述输出转轴在径向上移动配合，所述定位孔具有在前后方向上相对设置的前孔壁和后孔壁，所述前、后孔壁用于与所述输出转轴相切配合，所述前、后孔壁的内壁面为与输出转轴的相切配合面。

有益效果为：输出转轴移动装配在定位孔中，定位孔为长孔，方便对拐臂焊装进行定位。

进一步地，所述底座上设置有在配钻过程中对钻模定位板、拐臂焊装和小齿轮压紧的压紧机构，所述压紧机构包括与底座上端面抵接的压板和与底座固定连接的支撑杆，所述压板具有与钻模定位板上端面紧贴以压紧钻模定位板的压紧端，所述压紧端具有朝向底座前方的u形开口，所述支撑杆穿过所述u形开口，并与压紧端连接。

有益效果为：通过设置压紧机构，对需要配钻的零件进行压紧，使在配钻过程中，不会发生偏移，提升安装精度；另外压紧机构由压板和支撑杆组成，压板直接与底座抵接，简化了压紧机构的结构。

附图说明

图1为本发明的高压交流隔离开关的传动机构的装配工装的实施例的装配示意图；

图2为本发明的高压交流隔离开关的传动机构的装配工装的实施例的待装配的传动机构的结构示意图；

图3为本发明的高压交流隔离开关的传动机构的装配工装的实施例的待装配的传动机构的安装要求示意图；

图4为本发明的高压交流隔离开关的传动机构的装配工装的实施例的传动机构的装配完成的俯视图；

图5为本发明的高压交流隔离开关的传动机构的装配工装的实施例的底座的结构示意图；

图6为本发明的高压交流隔离开关的传动机构的装配工装的实施例的钻模定位板的结构示意图；

图中，1-底座；2-扇形齿轮；3-压板；4-压紧螺母；5-专用扳手；6-支撑杆；7-拐臂焊装；8-钻模定位板；9-小齿轮；10-定位销轴；11-输入轴；12-输出转轴；13-传动轴；14-输入轴定位孔；15-第二定位孔；16-传动轴定位孔；17-第一定位孔；18-工艺孔；19-定位孔；20-加工用孔；21-u形豁口；22-菱形定位销；23-法兰定位孔；24-法兰；25-第一安装孔；26-第二安装孔；27-连接豁口；28-定位平面；29-工装基准平面；30-圆柱定位销。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。

首先，对本发明所要装配完成的对象-高压交流隔离开关的传动机构的结构及装配要求介绍如下：如图2、图3所示，高压交流隔离开关的传动机构包括扇形齿轮2、与扇形齿轮2固定的输入轴11、用于与扇形齿轮2啮合的小齿轮9、固定在小齿轮9的上端面上而用于作出摆动动作的拐臂焊装7、以及依次穿装小齿轮9和拐臂焊装7的传动轴13。具体的，扇形齿轮2的有齿部分与小齿轮9可在一定角度范围内啮合转动，拐臂焊装7的一端设有第一中心孔与传动轴13同轴设置，另一个端为自由端，该自由端设有用于输出动力的输出转轴12，输出转轴12为凸台结构包括大径端和小径端。输入轴11的轴线和输出轴的轴线构成装配基准平面。

在输入轴11下端设置有法兰定位孔23，通过法兰定位孔23与法兰24连接，即通过法兰定位孔23保证扇形齿轮2的定位安装，另外通过法兰24上沿法兰24周向均匀环绕设置的连接豁口27与高压交流隔离开关的连杆机构传动连接。为了保证拐臂焊装7的摆动起始/停止位置及摆动角度范围，与小齿轮9和扇形齿轮2的啮合/脱离位置有预先设定的对应关系，因此在高压交流隔离开关的传动机构的实际安装过程中有如下要求：连接豁口27的中心线与装配基准平面的垂直面成夹角b，输出转轴12的轴线与传动轴13的轴线所在的同一平面与装配基准平面成夹角a。

本发明的高压交流隔离开关的传动机构的装配工装的实施例，如图1-图6所示，高压交流隔离开关的传动机构的装配工装包括底座1，在底座1上设有供输入轴11竖直向下插装的输入轴定位孔14，输入轴定位孔14沿上下方向延伸并贯通底座1；在底座1于输入轴定位孔14的侧壁上设置有第二定位孔15，第二定位孔15由前至后贯穿底座1，且第二定位孔15径向贯穿输入轴定位孔14，第二定位孔15穿装有定位销轴10（即输入轴定位件），输入轴11下端设有用于与法兰24固定的法兰定位孔23，法兰定位孔23的轴线与输入轴定位孔14和传动轴定位孔16的轴线所在的同一平面垂直；定位销轴10用于穿出法兰定位孔23从而限定输入轴11的安装角度，并防止穿装在输入轴定位孔14中的输入轴11发生转动。

在底座1上于输入轴定位孔14的右侧设有传动轴定位孔16，如图2和图5所示，传动轴定位孔16用于供传动轴13竖直向下穿入，传动轴定位孔16的轴线与输入轴定位孔14的轴线的水平间距能够使得扇形齿轮2与小齿轮9在装配时啮合；在传动轴定位孔16的前后两侧分别设有第一安装孔25和第二安装孔26，第一安装孔25内过盈装配有圆柱定位销30，第二安装孔26内过盈装配有菱形定位销22，防止在装配过程中发生转动，影响装配精度。圆柱定位销30位于传动轴定位孔16的后侧，菱形定位销22位于传动轴定位孔16的前侧，且圆柱定位销30的轴线和菱形定位销22分别与传动轴定位孔16的轴线平行。

圆柱定位销30和菱形定位销22上装配有一个钻模定位板8，钻模定位板8具有用于与传动轴13的轴线同轴定位的钻模轴线，如图4和图6所示，钻模定位板8上分别设置有用于与圆柱定位销30间隙配合的第一定位孔17和u形豁口21，第一定位孔17的轴线到钻模轴线的距离与第一安装孔25的轴线与传动轴定位孔16的轴线的距离相等，以保证钻模轴线与传动轴定位孔16的轴线同轴；u形豁口21位于第一定位孔17的前方且开口向前，u形豁口21的对称中心线与第一定位孔17的轴线和传动轴定位孔16的轴线位于同一平面，u形豁口21具有向前延伸的左、右侧壁，u形豁口的左、右侧壁用于与菱形定位销22在挡止配合，同时u形豁口21与菱形定位销22沿前后方向导向移动配合，以消除钻模定位板8的制造误差，使钻模定位板8能够装配在底座1的上方。钻模定位板8为水滴状结构，钻模定位板8的左端的宽度大于钻模定位板8右端的宽度，而且第一定位孔17和u形豁口21设置在伸出钻模定位板8前后两侧的侧耳上。

在钻模定位板8的右端设置有定位孔19，定位孔19为左右方向的径向尺寸大于前后方向的长孔，在本实施例中，定位孔19即长孔具有与输出转轴12的大径端相同的径向尺寸，当然在其他实施例中，定位孔19的径向尺寸也可以与小径端的径向尺寸相同。定位孔19用于在装配时与输出转轴12向上穿装，并且用于与拐臂焊装7上的输出转轴12在旋转方向上挡止配合、在输出转轴12径向上移动配合；进一步地，定位孔19具有在前后方向上相对设置的前孔壁和后孔壁，前、后孔壁用于与输出转轴12相切配合，前、后孔壁的内壁面为与输出转轴12的相切配合面；钻模轴线还具有定位平面28，该定位平面28与定位孔的前、后孔壁的间距相等且等于输出转轴与定位孔配合部分的半径。

在钻模定位板8的第一定位孔17和u形豁口21的连线上设置有工艺孔18，工艺孔18的轴线与钻模轴线同轴，因此在装配时，工艺孔18与传动轴13对应。

另外，在工艺孔18的周围间隔环绕设置有四个加工用孔20，用于在拐臂焊装7和小齿轮9上钻出上下贯通的孔。

在圆柱定位销30的后侧设置有压紧机构，如图1所示，压紧机构包括压板3和支撑杆6，压板3为l形压板3，压板3底端与底座1的上端面抵接，压板3另一端为压紧端，用于在装配时压紧工件，在压紧端设置有u形开口，u形开口朝前设置，支撑杆6与底座1固定连接并穿过u形开口，通过螺母与压紧端连接。

本发明的高压交流隔离开关的传动机构的装配工装的实施例在装配时，需要先进行说明的是，此时输入轴定位孔14的轴线和传动轴定位孔16的轴线所在的同一平面即为工装基准平面29，工装基准平面29与装配基准平面平行。开始装配时，先把输入轴11穿入输入轴定位孔14，并且输入轴11与输入轴定位孔14过渡配合，底座1的上端面与扇形齿轮2的下端面支撑贴合（底座1的上端面为平面即为支撑面），将定位销轴10依次穿入第二定位孔15和输入轴11下端的法兰定位孔23，法兰定位孔23在实际工作过程中与法兰24连接，因此在装配时，法兰定位孔23的轴线与工装基准平面29成第一夹角d，而且第一夹角d与安装要求中的夹角b对应，从而实现了扇形齿轮2的定位。定位销轴10防止扇形齿轮2发生转动，完成对扇形齿轮2的装配要求。

把传动轴13穿入小齿轮9，并与小齿轮9间隙配合，再把传动轴13穿入传动轴定位孔16，并与传动轴定位孔16过渡配合，底座1的上端面与小齿轮9的下端面支撑贴合，此时扇形齿轮2和小齿轮9处于啮合状态；将钻模定位板8的u形豁口21与菱形定位销22对正，第一定位孔17与圆柱定位销30对正，定位孔19与输出转轴12对正，并将输出转轴12竖直向上穿装在定位孔19内。完成了钻模定位板8的安装，且菱形定位销22与u形豁口21为挡止配合且在前后方向导向移动、第一定位孔17与圆柱定位销30均为间隙定心配合,这时，小齿轮9及拐臂焊装7均位于圆柱定位销30和菱形定位销22之间。此时，定位平面28与工装基准平面29成第二夹角c，第二夹角c与安装要求中夹角a对应相等，从而保证了拐臂焊装7的安装角度要求。

将压板下端与底座1的上端面抵接，压板的压紧端贴合放置在钻模定位板8上，通过旋转专用扳手5，旋紧压紧螺母4，压板逐渐压紧钻模定位板8，从而对钻模定位板8、拐臂焊装7、小齿轮9压紧，并通过另一个压板压紧底座1，防止在配钻过程中发生晃动，最后对安装钻模定位板8上的加工用孔20依次进行配钻，配钻完成后，对应打入弹性圆柱销，使弹性圆柱销与钻孔过盈配合，紧密的把小齿轮9和拐臂焊装7连接在一起，用记号笔在扇形齿轮2和小齿轮9啮合处画以符号，整套工装使用完毕，卸掉压板，取下钻模定位板8即可。

在本实施例中，定位孔采用长孔，长孔的前、后孔壁与输出转轴相切配合，在其他实施例中，定位孔也可采用圆孔，圆孔直接与输出转轴吻合配合。

在本实施例中，第二定位件与u形豁口间隙配合，在其他实施例中，可以让第二定位件与长圆孔配合。

在本实施例中，钻模定位件为菱形定位销和圆柱定位销，来对钻模定位板进行“定心”定位安装，其定位基准为底座上的传动轴定位孔的轴线，其定位目的是为了让钻模定位板的基准轴线与传动轴定位孔的轴线同轴，即实现“定心”。由于在机械加工领域中，对于具有确定轴线的板与确定轴线的孔之间实现同轴定位的方式有很多种非常常规的方式，因此在其他实施例中，也可以不采用菱形定位销，而采用两个圆柱定位销对钻模定位板进行安装定位，两个圆柱定位销与第一定位孔和第二定位孔分别间隙定心配合，圆柱定位销的轴线和钻模轴线的距离与第一安装孔的轴线和传动轴定位孔的轴线的距离相等；或者钻模定位板上一体设置有两根定位轴，两根定位轴与第一定位孔和第二定位孔分别间隙定心配合，两根定位轴的轴线和钻模轴线的距离与第一安装孔、第二安装孔的轴线和传动轴定位孔的轴线相等。也可以在底座上方设置与传动轴定位孔的轴线同轴的同心轴或同心孔，而在钻模定位板上设置相应的孔或轴（即图6中工艺孔18的位置），通过“轴孔插接配合”来实现定心。

在本实施例中，钻模定位板上设置有四个加工用孔，在其他实施例中，可以对称设置两个钻模定位孔，但这样小齿轮和拐臂焊装的紧固效果降低。

在本实施例中，输入轴定位件为定位销轴，在其他实施例中，可以为定位螺钉，法兰定位孔和第二定位孔均具有与定位螺钉螺纹配合的内螺纹。

在本实施例中，底座的上端面为支撑面，在其他实施例中，可以在底座上设置支撑台阶，通过支撑台阶支撑传动机构，与扇形齿轮和小齿轮贴合的台阶面构成支撑面，但这样设置加工较为复杂。

在本实施例中，第一定位件和第二定位件的轴心与传动轴定位孔的轴心在同一条直线上，在其他实施例中，第一定位件和第二定位件的轴心可以不在同一条直线上，但这样设置会增加设计制造难度。

在本实施例中，在底座上还设置有压紧机构，通过压紧机构压紧工装，在其他实施例中，还可以不在底座上设置压紧机构，通过将底座固定在装配平台上，在装配平台上设置压紧机构对工装进行压紧。