CN101763958A - 螺旋槽式凸轮操动机构及操作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电网供电配套装置领域，是一种螺旋槽式凸轮操动机构及操作方法。针对解决现有同类产品在开合或线路转换时行程限位误差较大的技术问题。其设计要点在于该机构电动机的输出轴或手动连杆与小、大直齿圆柱齿轮、螺旋槽凸轮轴直接或间接连接，螺旋槽凸轮轴两端分别转动连接轴承座支架，螺旋槽凸轮轴上的螺旋槽与扇形板上的滚轮轴承滑动连接，扇形板的圆心位置连接输出轴。手动或电动实现隔离开关开合或线路的转换，且在操作过程中的限位反力不会使输出轴发生回转，使得隔离开关在隔离“分闸、合闸、接地”时不会出现接触不到位或虚接触的情况。本发明结构简单，方法可行，适用于同类操动机构的结构改进。
Description
技术领域
本发明涉及电网供电配套装置领域，是一种螺旋槽式凸轮操动机构及操作方法。
背景技术
隔离开关的作用即实现电力系统的开合或线路转换。但现有的隔离开关普遍存在的问题是机械限位的误差较大，在开合或转换线路时，由于隔离开关在限位时的反力作用下并没有达到可靠的连接，使得隔离开关在开合或转换线路时出现接触不到位或虚接触的情况，从而导致隔离至合闸或接地位置的行程处于不定变化中，给电力的检修和日常维护带来安全隐患。
发明内容
为克服以上不足，本发明旨在向本领域提供一种螺旋槽式凸轮操动机构及操作方法，使其解决现有同类产品在开合或线路转换时由于限位处反力作用导致接触不到位或虚接触的技术问题，本发明是通过如下技术方案实现的。
一种螺旋槽式凸轮操动机构，该机构包括电动机、电动机固定板、齿轮、输出轴、扇形板、螺旋槽凸轮轴、轴承座支架、手动连杆；其要点在于：
所述电动机的输出轴连接小直齿圆柱齿轮，小直齿圆柱齿轮齿合连接大直齿圆柱齿轮，大直齿圆柱齿轮与螺旋槽凸轮轴的为同步传动连接，螺旋槽凸轮轴两端分别转动连接轴承座支架。轴承座支架和电动机固定板为固定连接于相应的安装位置，通过电动机的输出轴带动小直齿圆柱齿轮转动，小直齿圆柱齿轮再带动大直齿圆柱齿轮和螺旋擦凸轮轴同步转动，螺旋槽凸轮轴又通过螺旋槽最终带动扇形板旋转实现限位操作。
所述扇形板朝向螺旋槽凸轮轴的一面设有两个滚轮轴承，滚轮轴承与螺旋槽凸轮轴的螺旋槽滑动连接；扇形板的圆心位置连接输出轴。当螺旋槽随着螺旋槽凸轮后旋转时，相应的滚轮轴承沿着螺旋槽轨道滑动，从而带动扇形板及输出轴旋转，实现限位操作。
所述小直齿圆柱齿轮的一端设有轴孔，轴孔的径向插有一根圆柱销，该轴孔通过圆柱销与手动连杆设有圆柱销凹槽的一端配合连接。当转动手动连杆时，手动连杆一端的圆柱销凹槽带动圆柱销及小直齿圆柱齿轮转动，结构简单，拆装方便，传动可靠。
所述滚轮轴承位于扇形板的同一圆弧上，其目的是保证滚轮轴承可靠连接螺旋槽。
所述大直齿圆柱齿轮的齿数是小直齿圆柱齿轮的齿数的整数倍。
所述大直齿圆柱齿轮的齿数是小直齿圆柱齿轮的齿数的3倍，即小直齿圆柱齿轮转动三圈时，大直齿圆柱齿轮转动一圈，在手动操作时，整数圈操作较为简单，且限位误差较小。
所述一个滚轮轴承在螺旋槽内滑动一个行程即为扇形板转过一个限位。
采用螺旋槽凸轮轴与滚轮轴承配合，当螺旋槽凸轮轴转动时带动滚轮轴承运动，而螺旋槽凸轮轴不转动时限制滚轮轴承运动，实现了该螺旋槽式凸轮操动机构的输出轴回转限制，使其解决隔离开关在隔离“分闸、合闸、接地”位置时不完全接触、接触不到位或虚接触的问题。
本发明结构简单，方法可行。只需将各个传动部件之间的传动比设置好，即可实现隔离开关开合或线路转换的作用，且在操作过程中的限位反力不会使输出轴发生回转，使得隔离开关在隔离“分闸、合闸、接地”时不会出现接触不到位或虚接触的情况，适合应用于现有隔离开关的操动机构或现有操动机构的结构改进。
附图说明
图1是本发明立体结构示意图一，图中表示正面视图。
图2是本发明立体结构示意图二，图中表示背面视图。
图3是本发明电动过程中的合闸位置。
图4是本发明电动过程中的分闸位置。
图5是本发明电动过程中的接地位置。
图6是本发明手动过程中的合闸位置。
图7是本发明手动过程中的分闸位置。
图8是本发明手动过程中的接地位置。
以上附图序号及名称：1、电动机，2、电动机固定板，3、小直齿圆柱齿轮，4、轴承座支架，5、大直齿圆柱齿轮，6、输出轴，7、扇形板，8、螺旋槽凸轮轴，801、螺旋槽，9、滚轮轴承，10、手动连杆。
具体实施方式
现结合附图，对本发明的机构及操作方法作进一步描述。
螺旋槽式凸轮操动机构包括电动机1、电动机固定板2、小直齿圆柱齿轮3、轴承座支架4、大直齿圆柱齿轮5、输出轴6、扇形板7、螺旋槽凸轮轴8、滚轮轴承9、手动连杆10组成，该机构设有手动连杆10和电动机1，设为手动操作或电动操作；
如图1、图2所示，手动连杆与直齿圆柱齿轮3，电动机固定连接电动机固定板2，通过电动机或手动连杆、小直齿圆柱齿轮、大直齿圆柱齿轮5、螺旋槽凸轮8、扇形板7上滚轮轴承9之间的传动连接实现隔离开关相应开合或线的路转换，其中电动机固定连接小直齿圆柱齿轮，大直齿圆柱齿轮固定连接螺旋槽凸轮轴，螺旋槽凸轮轴旋转连接轴承座支架4，螺旋槽凸轮轴上的螺旋槽801与扇形板上的滚轮轴承滑动连接；
图3、图4、图5所示为该螺旋槽式凸轮操动机构的电动操作方法：
由“合闸”到“分闸”：输入隔离开关分闸指令：接通电动机电源，获得反方向反转，即逆时针电信号，同时电机输出轴上的小直齿圆柱齿轮开始反向旋转，即逆时针，与其啮合的大直齿圆柱齿轮随之正向旋转，即顺时针，同时带动螺旋槽凸轮轴正方向，即顺时针运转一圈，螺旋槽带动滚轮轴承运动，滚轮轴承带动扇形板及输出轴6转过一个限位，到达“分闸”位置，同时给出电信号，立即切断电动机控制回路电源，电动机停止转动，同时机械限位锁定。
由“分闸”到“接地”：输入隔离开关接地指令，接通电动机电源，获得反方向反转，即逆时针电信号，同时电机输出轴上的小直齿圆柱齿轮开始反向旋转，即逆时针，与其啮合的大直齿圆柱齿轮随之正向旋转，即顺时针，同时带动螺旋槽凸轮轴正方向，即顺时针运转一圈，螺旋槽带动滚轮轴承运动，滚轮轴承带动扇形板及输出轴转过一个限位，到达“接地”位置，同时给出电信号，立即切断电动机控制回路电源，电动机停止转动，同时机械限位锁定。
图6、图7、图8所示为该螺旋槽式凸轮操动机构的手动操作步骤：
(1)由“合闸”到“分闸”：按图示方向，将手动连杆插入电动机输出轴上的小直齿圆柱齿轮的内孔，电动操作回路电源切断，此时电动无法实现，手动控制回路接通，首先解除机械限位锁定，再逆时针连续旋转手动连杆整数圈，或逆时针连续旋转手动连杆三圈，与其啮合的大直齿圆柱齿轮随之正向旋转即顺时针，同时带动螺旋槽凸轮轴正方向，即顺时针运转一圈，螺旋槽带动滚轮轴承运动，滚轮轴承带动扇形板及输出轴转过一个限位，到达“分闸”位置，同时机械限位锁定。
(2)由“分闸”到“接地”：按图示方向，将手动连杆插入电机输出轴上的小直齿圆柱齿轮的内孔，电动操作回路电源切断，此时电动无法实现，手动控制回路接通，首先解除机械限位锁定，再逆时针连续旋转手动连杆三圈，与其啮合的大直齿圆柱齿轮随之正向旋转即顺时针，同时带动螺旋槽凸轮轴正方向，即顺时针运转一圈，螺旋槽带动滚轮轴承运动，滚轮轴承带动扇形板及输出轴转过一个限位，到达“接地”位置，同时机械限位锁定。
总结上述，无论手动或电动，使得该螺旋槽式凸轮操动机构能够达到限位，是通过螺旋槽凸轮轴带动滚轮轴承运动，而螺旋槽凸轮轴不转动时限制滚轮轴承运动，即该螺旋槽式凸轮操动机构对于外界负载的反力包括隔离开关的负载反力，均阻止输出轴回转。
Claims (8)
1.一种螺旋槽式凸轮操动机构，该机构包括电动机(1)、电动机固定板(2)、齿轮(3)、输出轴(6)、扇形板(7)、螺旋槽凸轮轴(8)、轴承座支架(4)、手动连杆(10)；其特征在于：
所述电动机(1)的输出轴连接小直齿圆柱齿轮(3)，小直齿圆柱齿轮齿合连接大直齿圆柱齿轮(5)，大直齿圆柱齿轮与螺旋槽凸轮轴(8)的为同步传动连接，螺旋槽凸轮轴两端分别转动连接轴承座支架(4)；
所述扇形板(7)朝向螺旋槽凸轮轴(8)的一面设有两个滚轮轴承(9)，滚轮轴承与螺旋槽凸轮轴的螺旋槽(801)滑动连接；扇形板的圆心位置连接输出轴(6)；
所述小直齿圆柱齿轮(3)的一端设有轴孔，轴孔的径向插有一根圆柱销，该轴孔通过圆柱销与手动连杆(10)设有圆柱销凹槽的一端配合连接。
2.根据权利要求1所述螺旋槽式凸轮操动机构，其特征在于所述滚轮轴承(9)位于扇形板(7)的同一圆弧上。
3.根据权利要求1所述螺旋槽式凸轮操动机构，其特征在于所述大直齿圆柱齿轮(5)的齿数是小直齿圆柱齿轮(3)的齿数的整数倍。
4.根据权利要求1或3所述螺旋槽式凸轮操动机构，其特征在于所述大直齿圆柱齿轮(5)的齿数是小直齿圆柱齿轮(3)的齿数的三倍。
5.根据权利要求1所述螺旋槽式凸轮操动机构，其特征在于所述一个滚轮轴承(9)在螺旋槽(801)内滑动一个行程即为扇形板(7)转过一个限位。
6.一种螺旋槽式凸轮操动机构的操作方法，该机构包括电动机(1)、电动机固定板(2)、齿轮(3)、输出轴(6)、扇形板(7)、螺旋槽凸轮轴(8)、轴承座支架(4)、手动连杆(10)；该机构为小直齿圆柱齿轮(3)两端分别连接手动连杆(10)和电动机(1)，小直齿圆柱齿轮与大直齿圆柱齿轮(5)齿合连接，大直齿圆柱齿轮与螺旋槽凸轮轴(8)同步传动连接，螺旋槽凸轮轴两端转动连接轴承座支架(4)，螺旋槽凸轮轴的螺旋槽(801)滑动连接扇形板(7)的滚轮轴承(9)；其操作方法的特征在于设有手动连杆(10)和电动机(1)，设为手动操作或电动操作；
该螺旋槽式凸轮操动机构的手动操作步骤：
(1)由“合闸”到“分闸”：将手动连杆(10)插入电动机(1)输出轴上的小直齿圆柱齿轮(3)的内孔，电动操作回路电源切断，此时电动无法实现，手动控制回路接通，首先解除机械限位锁定，再逆时针连续旋转手动连杆整数圈，与其啮合的大直齿圆柱齿轮(5)随之正向旋转即顺时针，同时带动螺旋槽凸轮轴(8)正方向，即顺时针运转一圈，螺旋槽(801)带动滚轮轴承(9)运动，滚轮轴承带动扇形板(7)及输出轴(6)转过一个限位，到达“分闸”位置，同时机械限位锁定；
(2)由“分闸”到“接地”：将手动连杆(10)插入电动机(1)输出轴上的小直齿圆柱齿轮(3)的内孔，电动操作回路电源切断，此时电动无法实现，手动控制回路接通，首先解除机械限位锁定，再逆时针连续旋转手动连杆整数圈，与其啮合的大直齿圆柱齿轮(5)随之正向旋转即顺时针，同时带动螺旋槽凸轮轴(8)正方向，即顺时针运转一圈，螺旋槽(801)带动滚轮轴承(9)运动，滚轮轴承带动扇形板(7)及输出轴(6)转过一个限位，到达“接地”位置，同时机械限位锁定；
该螺旋槽式凸轮操动机构的电动操作步骤：
(1)由“合闸”到“分闸”：输入隔离开关分闸指令：接通电动机(1)电源，获得反方向反转电信号，即逆时针电信号，同时电动机输出轴上的小直齿圆柱齿轮(3)开始反向旋转，即逆时针，与其啮合的大直齿圆柱齿轮(5)随之正向旋转，即顺时针，同时带动螺旋槽凸轮轴(8)正方向，即顺时针运转一圈，螺旋槽(801)带动滚轮轴承(9)运动，滚轮轴承带动扇形板(7)及输出轴(6)转过一个限位，到达“分闸”位置，同时给出电信号，立即切断电动机控制回路电源，电动机停止转动，同时机械限位锁定；
(2)由“分闸”到“接地”：输入隔离开关接地指令，接通电动机(1)电源，获得反方向反转电信号，即逆时针电信号，同时电机输出轴上的小直齿圆柱齿轮(3)开始反向旋转，即逆时针，与其啮合的大直齿圆柱齿轮(5)随之正向旋转，即顺时针，同时带动螺旋槽凸轮轴(8)正方向，即顺时针运转一圈，螺旋槽(801)带动滚轮轴承(9)运动，滚轮轴承带动扇形板(7)及输出轴(6)转过一个限位，到达“接地”位置，同时给出电信号，立即切断电动机控制回路电源，电动机停止转动，同时机械限位锁定。
7.根据权利要求6所述螺旋槽式凸轮操动机构的操作方法，其特征在于所述小直齿圆柱齿轮(3)与大直齿圆柱齿轮(5)之间的传动比为3∶1，即小直齿圆柱齿轮转动三圈时大直齿圆柱齿轮转动一圈。
8.根据权利要求6所述螺旋槽式凸轮操动机构的操作方法，其特征在于所述手动或电动，使得该螺旋槽式凸轮操动机构达到限位，是通过螺旋槽凸轮轴(8)带动滚轮轴承(9)运动，而螺旋槽凸轮轴不转动时限制滚轮轴承运动，即该螺旋槽式凸轮操动机构对于外界负载的反力包括隔离开关的负载反力，均阻止输出轴(6)回转。
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