CN103021690B - 立挂式弹簧操动机构 - Google Patents

Abstract

立挂式弹簧操动机构，由设在机构左侧板和机构右侧板构成的夹板式机构上的储能单元、传动单元和驱动单元构成。驱动单元的输入齿轮在外动力的作用下带动凸轮轴上输出齿轮运动，装在凸轮轴上的凸轮、棘轮动作将合闸弹簧拉长，使机构保持在储能状态。传动单元由输出拐臂、储能半轴、分闸半轴、分闸臂板、开关拐臂等组成。输出拐臂、分闸臂板、开关拐臂以花键连接在主轴上，合闸弹簧在储能掣子从储能半轴的脱扣凹槽内脱出时释放能量，带动凸轮运动，传递到输出拐臂而转动，带动同轴开关拐臂推动驱动板带动真空灭弧室的驱动系统进行关合动作。本发明设计合理，结构简单清晰，分、合闸可靠，性能稳定，安装方便，日常无须维护，使用寿命长。

Description

立挂式弹簧操动机构

技术领域

本发明涉及高压开关用弹簧操动机构，特别是涉及一种立挂式弹簧操动机构。

背景技术

高压开关的全部使用寿命，归根到底是体现在触头的分、合动作上，而分、合动作又是通过操动机构来实现的，因此操动机构的工作性能和质量的优劣，对高压开关的工作性能和可靠性起着极为重要的作用。

早期的电磁操动机构，由于对电源要求较苛刻，需要专用的大容量电源屏供电，并且操作时冲击大，操作时间长，而逐渐被市场所淘汰，取而代之的是弹簧操动机构，其利用交直流两用电动机对弹簧进行预储能，利用弹簧能进行分合闸操作，从而对电源要求低，交直流均可操作，对电源无冲击，因此在近些年得到广泛应用。

随着科学技术的发展，目前通用弹簧操动机构的结构比较复杂，零件数量多，要求加工精度高，制造工艺复杂，成本高，产品的可靠性不易保证，所存在的问题和缺陷必须进行解决和改进。

发明内容

本发明要解决的技术问题，是提供一种结构简单、性能稳定、安装方便、日常无须维护、不受运行环境影响的立挂式弹簧操动机构。

采用的技术方案是：

立挂式弹簧操动机构，包括由机构左侧板、机构右侧板、布设在机构左侧板和机构右侧板之间的固定杆、限位杆、支撑杆、凸轮、输出拐臂、合闸支臂、储能掣子、合闸掣子及穿装在机构左侧板和机构右侧板的主轴、凸轮轴构成对整个机构起到平衡及传动平稳的夹板式机构、安装在夹板式机构上的分闸半轴、储能半轴、设在夹板式机构前侧的分闸导向板、合闸导向板和设置在夹板式机构上的储能单元、传动单元、驱动单元。所述的驱动单元包括凸轮、棘轮、止动棘爪、输入齿轮、输出齿轮、L型联板及输入齿轮定位套。凸轮套装在凸轮轴上，随凸轮轴作等速回转，凸轮轴通过两端轴承支撑在机构左侧板和机构右侧板上。机构左侧板固定连接L型联板，输入齿轮以石墨轴承支撑在L型联板上，输出齿轮内装轴承，通过轴承套装在凸轮轴上，输入齿轮定位套套装在凸轮轴上，位于输出齿轮与L型联板之间，使输出齿轮与输入齿轮紧密啮合。棘轮装在凸轮轴的右端，止动棘爪相应地安装在棘轮的右下方，止动棘爪顶在棘轮的棘齿上。所述的传动单元包括输出拐臂、分闸臂板、开关拐臂、驱动板、导向滑块、导向板。输出拐臂通过两端的石墨轴承支撑在机构左侧板和机构右侧板上，主轴采用花键式结构，主轴穿装在输出拐臂上，分闸臂板和开关拐臂分别以花键连接在主轴上，开关拐臂通过驱动板与导向滑块相连，导向滑块两端装有滑动滚子，通过两端滑动滚子置入导向板的导行槽内，使转动传动变为直线运动。所述的储能单元包括合闸弹簧、分闸拉簧、合闸弹簧拉杆、分闸弹簧拉杆。合闸弹簧两端分别固定连接有弹簧前挂板和弹簧后挂板，弹簧后挂板通过螺栓与转动连接在机构左侧板和机构右侧板上部的合闸弹簧杆连接，弹簧前挂板通过棘轮上小轴与棘轮相连，其连接处采用自润滑轴承紧密配合。分闸拉簧一端挂钩在装在机构左侧板和机构右侧板上的分闸弹簧拉杆上，另一端与穿装在分闸臂板上的挂钩销挂钩。

上述的输出拐臂上端设有限位装置和减震装置，限位装置采用硅橡胶限位片与方形垫片相间安装在限位器安装板上构成。减震装置为油缓冲器，以缓冲压缩达到减震作用。

上述的输入齿轮通过L型联板与凸轮轴上的输出齿轮构成齿轮箱，不仅保证了连接的可靠性，而且消除了锥齿轮转动的轴向力。

上述的合闸弹簧通过螺栓可自由调节力度，用以控制开关的合闸速度。

本发明设计合理，结构简单清晰，分、合闸可靠，性能稳定，安装方便，日常无须维护，不受运行环境的影响，使用寿命长。

附图说明

图1是本发明侧视机构示意图。

图2是图1的A—A剖面图。

图3是图1的B—B剖视图。

图4是图2的K向视图。

图5是图1的H向视图。

具体实施方式

立挂式弹簧操作机构，包括由机构左侧板1、机构右侧板2、布设在机构左侧板和机构右侧板之间的固定杆3、限位杆4、支撑杆5、凸轮20、输出拐臂13、合闸支臂35、储能掣子21、合闸掣子36及穿装在机构左侧板和机构右侧板的主轴7、凸轮轴19构成的整个机构起到平衡及传动平稳的夹板式机构、安装在夹板式机构上的分闸半轴6、储能半轴39、设在夹板式机构前侧的分闸导向板30、合闸导向板31和设置在夹板式机构上的储能单元、传动单元、驱动单元。所述的驱动单元，是以凸轮20作为驱动元件的机构式操动，包括凸轮20、棘轮18、止动棘爪37、输入齿轮25、输出齿轮26、L型联板23、输入齿轮定位套24。凸轮20是一个具有曲线轮廓的构件，套装在凸轮轴19上，随凸轮轴作等速回转运动，凸轮轴19两端通过轴承38支撑在机构左侧板1和机构右侧板2上。凸轮轴19左侧装设有输入齿轮25、输出齿轮26、L型联板23及输入齿轮定位套24（见图4），机构左侧板1固定连接L型联板23，输入齿轮25以石墨轴承支撑在L型联板23上，保证输入齿轮转动的润滑性，输出齿轮26内装轴承，通过轴承套装在凸轮轴19上，输入齿轮定位套24套装在凸轮轴19上，位于输出齿轮26与L型联板23之间，输入齿轮25通过L型联板23与凸轮轴19上的输出齿轮26构成齿轮箱，不仅保证了连接的可靠性，而且消除了锥齿轮转动的轴向力，使输入齿轮25与输出齿轮26严密啮合。棘轮18装在凸轮轴19的右端，止动棘爪37相应地安装在棘轮18的右下方，止动棘爪37顶在棘轮的棘齿上。所述的传动单元，是以输出拐臂13为核心的机械式传动机构，包括输出拐臂13、分闸臂板9、开关拐臂8、驱动板32、导向滑块40、导向板33。输出拐臂13通过两端的石墨轴承支撑在机构左侧板1和机构右侧板2上，主轴7采用花键式结构，主轴7穿装在输出拐臂13上，分闸臂板9和开关拐臂8分别以花键连接在主轴7上，保证分闸臂板和开关拐臂安装牢固可靠，避免多次操作造成配合间隙，使机构失去准确性。开关拐臂8通过驱动板32与导向滑块40相连，导向滑块40两端装有滑动滚子34，通过两端滑动滚子34置入导向板33的导行槽内，使转动传动变为直线运动。所述的储能单元，是以弹簧作为储能元件的机械操动，包括合闸弹簧16、分闸拉簧12、合闸弹簧拉杆14、分闸弹簧拉杆10。合闸弹簧16的储能方式有电动和手动储能，本例为手动储能。合闸弹簧16两端分别固定连接有弹簧前挂板17和弹簧后挂板15，弹簧后挂板15通过M12螺栓与合闸弹簧拉杆14连接，通过M12螺栓可自动调节合闸弹簧力度，用以控制开关的合闸速度，弹簧前挂板17通过驱动单元中的棘轮18上小轴与棘轮相连，其连接处采用自润滑轴承紧密配合，保证弹簧前挂板17随合闸弹簧16储能与释放能量时可靠转动及减少硬性接触造成的磨损。分闸拉簧12一端挂钩在分闸弹簧拉杆10上，另一端用挂簧销11穿插过传动单元的分闸臂板9进行挂钩。所述驱动单元上的凸轮轴19带动合闸弹簧16进行储能操作，由止动棘爪37防止弹簧储能后使棘轮18倒转，同时装在合闸支臂35上的储能掣子21下端与固定在凸轮20上的储能滚轮22相顶，上端锁扣在储能半轴39上，保持储能状态。所述输出拐臂13上端设有限位装置和减震装置，限位装置采用硅橡胶限位片28与方形垫片29相间安装在限位器安装板27上，通过钢板的硬度和硅橡胶的压缩性能起到限位作用，可自动调整硅橡胶限位片28及方形垫片29的匹配数量，减震装置采用先进的油缓冲器41，利用缓冲压缩原理起到减震作用。

本发明的操动原理：

手动合闸：输入齿轮25在操作手柄的作用下带动输出齿轮26运动，此时装于凸轮轴19上的凸轮20及棘轮18跟随凸轮轴同时动作，棘轮18运动将合闸弹簧16拉长，凸轮20上安装的储能滚轮22顶住储能掣子21，使机构保持在储能状态，完成储能操作。按下合闸按钮，驱动合闸导向板31带动储能半轴39翻转运动，这时储能掣子21从储能半轴39的脱扣凹槽内脱出，解除储能，合闸弹簧16释放能量，带动凸轮20继续运动，传递到输出拐臂13上，使输出拐臂转动，由于开关拐臂8与输出拐臂13同穿于主轴7上，使开关拐臂跟随输出拐臂做同步运动，推动驱动板32带动真空灭弧室的驱动系统对真空灭弧室进行关合动作，此时合闸掣子36顶住输出拐臂13上的滚轮，完成合闸操作，与此同时，分闸臂板9的转动使分闸弹簧12储能。

手动分闸：按下分闸按钮，驱动分闸导向板30带动分闸半轴6翻转运动，这时合闸掣子36从分闸半轴6的脱扣凹槽内脱出，分闸拉簧12释放能量，促使驱动板32带动真空灭弧室的驱动系统对真空灭弧室进行开断动作，完成分闸操作。

本发明亦可采用电动分合闸的方式，利用电机、分合闸线圈等元器件附加于机构上实现电动操作。

需要说明的是：在不改变本发明的原理与构思的前提下，所做出的改变或变形，均属于本发明的保护范围。

Claims (4)

1.立挂式弹簧操动机构，包括由机构左侧板(1)、机构右侧板(2)、布设在机构左侧板和机构右侧板之间的固定杆(3)、限位杆(4)、支撑杆(5)、凸轮(20)、输出拐臂(13)、合闸支臂(35)、储能掣子(21)、合闸掣子(36)及穿装在机构左侧板和机构右侧板的主轴(7)、凸轮轴(19)构成的夹板式机构、安装在夹板式机构上的分闸半轴(6)、储能半轴(39)、设在夹板式机构前侧的分闸导向板(30)、合闸导向板(31)和设置在夹板式机构上的储能单元、传动单元、驱动单元，其特征在于所述的驱动单元包括凸轮(20)、棘轮(18)、止动棘爪(37)、输入齿轮(25)、输出齿轮(26)、L型联板(23)、输入齿轮定位套(24)，凸轮(20)套装在凸轮轴(19)上，凸轮轴(19)通过两端轴承支撑在机构左侧板(1)和机构右侧板(2)上，机构左侧板(1)固定连接L型联板(23)，输入齿轮(25)以石墨轴承支撑在L型联板(23)上，输出齿轮(26)内装轴承，通过轴承套装在凸轮轴(19)上，输入齿轮定位套(24)套装在凸轮轴(19)上，位于输出齿轮(26)与L型联板(23)之间，使输入齿轮(25)与输出齿轮严密啮合，棘轮(18)装在凸轮轴(19)的右端，止动棘爪(37)相应地安装在棘轮(18)的右下方，止动棘爪(37)顶在棘轮的棘齿上；所述的传动单元包括输出拐臂(13)、分闸臂板(9)、开关拐臂(8)、驱动板(32)、导向滑块(40)、导向板(33)，输出拐臂(13)通过两端的石墨轴承支撑在机构左侧板(1)和机构右侧板(2)上，主轴(7)采用花键式结构，主轴(7)穿装在输出拐臂(13)上，分闸臂板(9)和开关拐臂(8)分别以花键连接在主轴(7)上，开关拐臂(8)通过驱动板(32)与导向滑块(40)相连，导向滑块(40)两端装有滑动滚子(34)，通过两端滑动滚子(34)置入导向板(33)的导行槽内，使转动传动变为直线运动；所述的储能单元包括合闸弹簧(16)、分闸拉簧(12)、合闸弹簧拉杆(14)、分闸弹簧拉杆(10)，合闸弹簧(16)两端分别固定连接有弹簧前挂板(17)和弹簧后挂板(15)，弹簧后挂板(15)通过螺栓与转动连接在机构左侧板(1)和机构右侧板(2)上部的合闸弹簧拉杆(14)连接，弹簧前挂板(17)通过棘轮上小轴与棘轮(18)相连，其连接处采用自润滑轴承紧密配合，分闸拉簧(12)一端挂钩在机构左侧板(1)和机构右侧板(2)上的分闸弹簧拉杆(10)上，另一端与穿装在分闸臂板(9)上的挂钩销(11)挂钩。

2.根据权利要求1所述的立挂式弹簧操动机构，其特征在于所述的输出拐臂(13)上端设有限位装置和减震装置，限位装置采用硅橡胶限位片(28)与方形垫片(29)相间安装在限位器安装板(27)上构成；减震装置为油缓冲器(41)。

3.根据权利要求1所述的立挂式弹簧操动机构，其特征在于所述的输入齿轮(25)通过L型联板(23)与凸轮轴(19)上的输出齿轮(26)构成齿轮箱。

4.根据权利要求1所述的立挂式弹簧操动机构，其特征在于所述的合闸弹簧(16)通过螺栓可自由调节力度，用于控制开关的合闸速度。