CN102110535B - 电动弹簧操动机构 - Google Patents

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Abstract

一种高压电源开关技术领域的电动弹簧操动机构，包括：基座、电机、传动轴组件、丝杠组件和弹簧组件，传动轴组件固定设置于基座上，弹簧组件一端与基座相连接，另一端与传动轴组件相连接，丝杠组件的两端固定设置于基座上并与传动轴组件相连接，电机与丝杠组件啮合连接。本发明满足GIS中的快速接地开关的驱动任务，以实现快速接地开关快速合闸、慢速分闸的功能。它结构简单、外形美观、性能稳定、可靠性高。

Description

电动弹簧操动机构
技术领域
本发明涉及的是一种高压电源开关技术领域的装置，具体是一种电动弹簧操动机构。
背景技术
电动弹簧机构驱动接地开关能使开关触头快速动作，从而实现关合短路电流的功能，是高压开关设备不可缺少的装置。基本原理是电动机通过减速装置减速后带动弹簧储能，过死点后储能的弹簧释放能量来带动开关触头快速动作。
经过对现有技术的检索发现，现有电动弹簧操动机构中，整体外形尺寸偏大。另外，现有的操动机构采用快分快合原理，也就是对称形式，即分合闸都是由弹簧释放能量完成，这种方式不利于分闸操作，为了能够分闸，必然增加弹簧力，这样引起合闸速度过快，震动增大，不利于开关本体和机构的机械寿命。同时现有基座和外壳的加工成本较高，同时由于定位不准确及夹板变形等，装配效率较低。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种电动弹簧操动机构，满足GIS(气体绝缘金属封闭开关)中的快速接地开关的驱动任务，以实现快速接地开关快速合闸、慢速分闸的功能。它结构简单、外形美观、性能稳定、可靠性高。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：基座、电机、传动轴组件、丝杠组件和弹簧组件，其中：传动轴组件固定设置于基座上，弹簧组件一端与基座相连接，另一端与传动轴组件相连接，丝杠组件的两端固定设置于基座上并与传动轴组件相连接，电机与丝杠组件啮合连接。
所述的传动轴组件包括：转动轴、定位件以及两个拐臂，其中：定位件固定设置于基座内，转动轴套接于定位件内且一端与基座活动设置，第一拐臂和第二拐臂分别并列套接于转动轴上。
所述的丝杠组件包括：两个轴承座、滚珠丝杠和传动齿轮，其中：滚珠丝杠的两端分别与第一轴承座和第二轴承座相连，第一轴承座和第二轴承座分别固定设置于基座上，传动齿轮固定设置于滚珠丝杠的末端并与电机啮合以传输转动力矩。
所述的弹簧组件包括：弹簧和两个支座，其中：第一支座和第二支座分别转动设置于基座和传动组件上，弹簧的两端分别与两个支座相连。
与现有技术相比，本发明采用快合慢分原理，既满足关合短路电流的要求，又最大可能减小弹簧操作功；传动轴组件和输出轴组件为同一组件，结构简单、性能稳定、可靠性高，基座采用高强度铸铝机架，整个机构同时具有可靠性高和外形美观特点，主要的传动部件均安装在机芯上，分装后再安装在基座上，减小铸件加工范围和加工要求，降低成本。
附图说明
图1为本发明的主视图。
图2为图1的A-A剖视图。
图3为本发明等轴测示意图。
图4为本发明合闸位置主要零部件位置示意图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
如图1-图3所示，本实施例包括：基座1、电机2、传动轴组件3、丝杠组件4和弹簧组件5，其中：传动轴组件3固定设置于基座1上，弹簧组件5一端与基座1相连接，另一端与传动轴组件3相连接，丝杠组件4的两端固定设置于基座1上并与传动轴组件3相连接，电机2与丝杠组件4啮合连接。
所述的电机2的输出轴上设有与丝杠组件4啮合的电机齿轮24；
所述的传动轴组件3包括：转动轴16、定位件17以及两个拐臂18、19，其中：定位件17固定设置于基座1内，转动轴16套接于定位件17内且一端与基座1活动设置，第一拐臂18和第二拐臂19分别并列套接于转动轴16上。
所述的第一拐臂18具体通过花键固定设置于转动轴16上
所述的第二拐臂19具体通过滚针轴承26与转动轴16相连。
所述的转动轴16与定位件17之间设有滚针轴承22，
所述的转动轴16与底座之间设有深沟球轴承20及垫圈21以实现活动连接。
所述的丝杠组件4包括：两个轴承座6、9、滚珠丝杠10和传动齿轮25，其中：滚珠丝杠10的两端分别与第一轴承座6和第二轴承座9相连，第一轴承座6和第二轴承座9分别固定设置于基座1上，传动齿轮25固定设置于滚珠丝杠10的末端并与电机2啮合以传输转动力矩。
所述的滚珠丝杠10与两个轴承座6、9相接触的位置分别设有角接触球轴承27。
所述的弹簧组件5包括：弹簧11和两个支座14、15，其中：第一支座14和第二支座15分别转动设置于基座1和传动组件3上，弹簧11的两端分别与两个支座14、15相连。
所述的转动设置通过固定于基座1上的支撑板13和活动设置于支撑板13内的销12实现。
本实施例通过以下方式进行工作：
如图1所示，为本机构处于分闸位置。若需要合闸，高压开关控制柜将给出合闸指令，电机2转动，电机齿轮24驱动传动齿轮25转动，由于滚珠丝杠10与传动齿轮25固定在一起，故滚珠丝杠10旋转运动，丝杠螺母7带动第二拐臂19向左侧移动，第一拐臂18和第二拐臂19缺口接触，第一拐臂18顺时针转动，第二支座15压缩弹簧11，转动至死点位置，稍过死点一定角度，弹簧储存的能量将释放，第二支座15带动第一拐臂18顺时针快速转动，第一拐臂18通过花键与轴16连接，故第一拐臂18带动轴16加速转动，实现快合功能，加速运动中安装在第一拐臂18上的滚子23会撞上安装在基座1上的缓冲器8，缓冲器8吸收弹簧释放的多余能量，减小冲击，定位件17固定在基座1上，当运动到位，第一拐臂18的缺口将碰到定位件9的缺口，实现定位功能，此时合闸到位。
如图4所示，为本机构处于合闸位置。若需要分闸，高压开关控制柜将给出分闸指令，电机2转动，电机齿轮24驱动传动齿轮25转动，由于滚珠丝杠10与传动齿轮25固定在一起，故滚珠丝杠10旋转运动，丝杠螺母7带动第二拐臂19向右侧移动，当第一拐臂18和第二拐臂19缺口接触时，第一拐臂18逆时针转动，第二支座15压缩弹簧11，转动至死点位置，弹簧此时压缩量最大，电机继续转动，第一拐臂18稍过死点一定角度，第一拐臂18通过花键与轴16连接，故第一拐臂18带动轴16慢速转动，实现慢分功能，定位件17固定在基座1上，当运动到位，第一拐臂18的缺口将碰到定位件9的缺口，实现定位功能，此时分闸到位。
按照本装置所提供的结构，由于简化了传动轴组件，从而使该操作装置的整体结构也被简化，并且实现了快分慢合功能，最大限度的减小了弹簧的操作功，提高了该装置的可靠性，以及便于维护和装配。

Claims (1)

1.一种电动弹簧操动机构，包括：基座、电机、传动轴组件、丝杠组件和弹簧组件，其特征在于：传动轴组件固定设置于基座上，弹簧组件一端与基座相连接，另一端与传动轴组件相连接，丝杠组件的两端固定设置于基座上并与传动轴组件相连接，电机与丝杠组件啮合连接； 
所述的电机的输出轴上设有与丝杠组件啮合的电机齿轮； 
所述的传动轴组件包括：转动轴、定位件以及两个拐臂，其中：定位件固定设置于基座内，转动轴套接于定位件内且一端与基座活动设置，第一拐臂和第二拐臂分别并列套接于转动轴上； 
所述的第一拐臂具体通过花键固定设置于转动轴上；所述的第二拐臂具体通过滚针轴承与转动轴相连； 
所述的转动轴与定位件之间设有滚针轴承； 
所述的转动轴与底座之间设有深沟球轴承及垫圈以实现活动连接； 
所述的丝杠组件包括：两个轴承座、滚珠丝杠和传动齿轮，其中：滚珠丝杠的两端分别与第一轴承座和第二轴承座相连，第一轴承座和第二轴承座分别固定设置于基座上，传动齿轮固定设置于滚珠丝杠的末端并与电机啮合以传输转动力矩； 
所述的滚珠丝杠与两个轴承座相接触的位置分别设有角接触球轴承； 
所述的弹簧组件包括：弹簧和两个支座，其中：第一支座和第二支座分别转动设置于基座和传动组件上，弹簧的两端分别与两个支座相连； 
所述的转动设置通过固定于基座上的支撑板和活动设置于支撑板内的销实现； 
当所述操动机构处于分闸位置且需要合闸时，高压开关控制柜将给出合闸指令，电机转动，电机齿轮驱动传动齿轮转动，由于滚珠丝杠与传动齿轮固定在一起，故滚珠丝杠旋转运动，丝杠螺母带动第二拐臂向左侧移动，第一拐臂和第二拐臂缺口接触，第一拐臂顺时针转动，第二支座压缩弹簧，转动至死点位置，稍过死点一定角度，弹簧储存的能量将释放，第二支座带动第一拐臂顺时针快速转动，第一拐臂通过花键与轴连接，故第一拐臂带动轴加速转动，实现快合功能，加速运动中安装在第一拐臂上的滚子会撞上安装在基座上的缓冲器，缓冲器吸收弹簧释放的多余能量，减小冲击，定位件固定在基座上，当运动到位，第一拐臂的缺口将碰到定位件的缺口，实现定位功能，此时合闸到位； 
当所述操动机构处于合闸位置且需要分闸时，高压开关控制柜将给出分闸指令，电机转动，电机齿轮驱动传动齿轮转动，由于滚珠丝杠与传动齿轮固定在一起，故滚珠丝杠旋转运动，丝杠螺母带动第二拐臂向右侧移动，当第一拐臂和第二拐臂缺口接触时，第一拐臂逆时针转动， 第二支座压缩弹簧，转动至死点位置，弹簧此时压缩量最大，电机继续转动，第一拐臂稍过死点一定角度，第一拐臂通过花键与轴连接，故第一拐臂带动轴慢速转动，实现慢分功能，定位件固定在基座上，当运动到位，第一拐臂的缺口将碰到定位件的缺口，实现定位功能，此时分闸到位。 
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