CN104299860A - 传动机构及使用该传动机构的弹簧操动机构储能装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及传动机构及使用该传动机构的弹簧操动机构储能装置，传动机构包括平行设置的凸轮轴和拐臂轴，拐臂轴上通过单向轴承装配有至少两个传动拐臂，凸轮轴上绕周向间隔固设有分别与各传动拐臂一一对应设置的用于在拐臂轴转动时顺序且连续顶推对应传动拐臂以使传动拐臂带动拐臂轴转动的传动凸轮。本发明提供了一种可单向连续传动的传动机构及使用该传动机构的弹簧操动机构储能装置。

Description

传动机构及使用该传动机构的弹簧操动机构储能装置

技术领域

本发明涉及传动机构及使用该传动机构的弹簧操动机构储能装置。

背景技术

弹簧操动机构是一个断路器性能好坏的关键，储能装置又是弹簧操动机构性能好坏的关键。现有的弹簧操动机构如中国专利CN202126942U公开的“一种适用于高压和超高压断路器的大功率弹簧操动机构”，该弹簧操动机构包括储能装置，储能装置包括电机和设置有储能掣子的储能轴，储能掣子上设置有通过链条与相应合闸弹簧连接的接头，储能轴上固设有储能轴链轮，储能轴链轮上设置有滚轮，储能轴旁设置有与滚轮配合的合闸脱扣装置，储能轴链轮通过传动机构与电机的动力输出端传动连接，传动机构包括与储能轴平行设置的第一轴和第二轴，第二轴通过链条与电机的动力输出端传动连接，第一轴上固设有第一轴齿轮和第一轴链轮，第一轴链轮通过链条与储能轴链轮传动连接，第二轴上固设有与第一轴齿轮啮合传动的第二轴齿轮。在使用时，电机的动力传递给第二轴，通过第一、第二轴齿轮的啮合传动，动力传递到第一轴上，然后动力通过第一轴链轮和储能轴链轮的传动传递到储能轴上，储能轴上的接头通过链条拉动合闸弹簧储能，在储能结束后合闸脱扣装置与储能轴链轮上的滚轮限位配合以防止储能轴继续转动，从而将合闸弹簧保持于储能状态，当需要合闸时，合闸脱扣装置解除对滚轮的限位，合闸弹簧释放能量，带动断路器的动、静触头合闸。现有的这种弹簧操动机构储能装置存在的问题在于：通过链轮和齿轮实现电机与储能轴之间的动力传递，链轮和齿轮的传动过程是双向的，在合闸弹簧储能过程中，电机带动合闸弹簧储能的同时，合闸弹簧也会通过链轮和齿轮给电机的转子一个反向旋转的作用力，电机需要很大的功率才能完成储能弹簧的储能过程，这就需要采用大功率的电机，大功率电机的使用增加了产品的制作成本；同时，合闸弹簧在释放能量时，储能轴的转动也会通过链条和齿轮传递给电机的转子而带动转子转动，转子的空转不仅增加了耗能，同时也会降低电机的使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可单向连续传动的传动机构；本发明的目的还在于提供一种使用该传动机构的弹簧操动机构储能装置。

为了解决上述问题，本发明中传动机构的技术方案为：

传动机构，包括平行设置的凸轮轴和拐臂轴，拐臂轴上通过单向轴承装配有至少两个传动拐臂，凸轮轴上绕周向间隔固设有分别与各传动拐臂一一对应设置的用于在拐臂轴转动时顺序且连续顶推对应传动拐臂以使传动拐臂带动拐臂轴转动的传动凸轮。

各传动拐臂沿拐臂轴的轴向间隔设置，各传动凸轮沿凸轮轴的轴向间隔设置，各传动拐臂均位于所述拐臂轴临近所述凸轮轴的一侧，各传动拐臂上均连接有复位弹簧。

所述传动拐臂和传动凸轮均有两个，两个传动凸轮的形状相同且呈180度夹角对称布置。

本发明中弹簧操动机构储能装置的技术方案为：

弹簧操动机构储能装置，包括动力构件、与相应合闸弹簧传动连接的储能轴和传动连接于储能轴与动力构件之间的传动机构，传动机构包括与储能轴平行设置的凸轮轴和拐臂轴，凸轮轴与动力构件的动力输出端传动连接，拐臂轴与所述储能轴传动连接，拐臂轴上通过单向轴承装配有至少两个传动拐臂，凸轮轴上固设有分别与各传动拐臂一一对应设置的用于在拐臂轴转动时顺序且连续顶推对应传动拐臂以使传动拐臂带动拐臂轴转动的传动凸轮。

各传动拐臂沿拐臂轴的轴向间隔设置，各传动拐臂均位于所述拐臂轴临近所述凸轮轴的一侧，各传动拐臂上均连接有复位弹簧。

所述传动拐臂和传动凸轮均有两个，两个传动凸轮的形状相同且呈180度夹角对称布置。

所述储能轴上设置有储能掣子，储能掣子上设置有用于通过链条与所述合闸弹簧连接的接头。

弹簧操动机构储能装置还包括与凸轮轴平行设置的传动轴，传动轴上固设有传动轴直齿轮和传动轴斜齿轮，凸轮轴上固设有与传动轴斜齿轮啮合传动的凸轮轴斜齿轮，动力构件的动力输出端上固设有与传动轴直齿轮啮合传动的动力输入直齿轮。

本发明的有益效果为：当需要合闸弹簧储能时，动力构件驱动凸轮轴正向旋转，假定正向为顺时针方向，各传动凸轮也就随凸轮轴一起沿顺时针转动，第一个传动凸轮首先顶推第一个传动拐臂逆时针转动，第一个传动拐臂在单向轴承的作用下带动拐臂轴逆时针转动，拐臂轴的动力经储能轴传递给合闸弹簧，由于传动凸轮、传动拐臂之间的动力传递是单向的，即传动凸轮可以推动传动拐臂转动而传动拐臂不能推动传动凸轮转动，动力只能由传动凸轮传递给传动拐臂而不能由传动拐臂传递给传动凸轮，因此合闸弹簧在储能过程中的反作用力不会传递给动力构件，这样就大大降低了动力构件所需功率，使得储能过程安全、可靠；当第一个传动凸轮将第一个传动拐臂顶推至最高位置时，第二个传动凸轮开始推动第二个传动拐臂逆时针转动，这样第二个传动拐臂继续带着拐臂轴逆时针转动，各传动凸轮与对应传动拐臂顺序连续顶推，从而实现拐臂轴连续不间断的逆时针转动，最终实现合闸弹簧的连续储能。

进一步的，各传动拐臂均位于所述拐臂轴临近所述凸轮轴的一侧，各传动拐臂上均连接有复位弹簧，在第一个传动凸轮推动第一个传动拐臂至最高点后，第二个传动凸轮开始推动第二个传动拐臂逆时针转动，复位弹簧就带着第一个传动拐臂紧贴着第一个传动凸轮绕拐臂轴顺时针方向转动复位，由于单向轴承的作用，第一个传动拐臂的复位动作不会影响拐臂轴的逆时针转动，复位弹簧的使用保证了传动拐臂一直紧贴着对应的传动凸轮，保证了凸轮、拐臂传动过程中的可靠，同时也使得每个传动拐臂的活动角度并不是特别的大，不需整周转动，只需在拐臂轴临近凸轮轴的一侧往复运动即可，给拐臂轴的另一侧预留出了安装空间，降低了传动机构的占用空间。

进一步的，传动拐臂和传动凸轮均有两个，两个传动凸轮的形状相同呈180度角对称布置，当第一个传动凸轮把第一个传动拐臂推动至最高点时，第二个传动拐臂位于最低点，随后第二个传动凸轮即推动第二个传动拐臂动作，仅使用两个传动凸轮就能够实现合闸弹簧的连续储能，工作效率高，成本低，同时还能够满足储能时间要求。

附图说明

图1是本发明中弹簧操动机构储能装置的一个实施例的结构示意图，同时还是本发明中传动机构的一个实施例的使用状态图；

图2是图1的右视图；

图3是图1中缺少驱动电机时的后视图；

图4是图1中凸轮轴与传动凸轮的配合示意图；

图5是图1中传动拐臂的结构示意图。 

具体实施方式

弹簧操动机构储能装置的实施例如图1~5所示：包括动力构件、与相应合闸弹簧传动连接的储能轴8和传动连接于储能轴与动力构件之间的传动机构，本实施例中动力构件为驱动电机3，储能轴8上设置有储能掣子7，储能掣子7上设置有用于通过合闸弹簧链条5与合闸弹簧连接的接头6，储能掣子与接头和储能轴的配合关系及接头与合闸弹簧的连接关系均属于现有技术，在此不再详述。传动机构包括与储能轴8平行设置的凸轮轴10和拐臂轴11，凸轮轴10与驱动电机的动力输出端传动连接，拐臂轴11通过链轮、链条机构与储能轴8传动连接，链轮、链条机构包括固设于储能轴上的大链轮15、固设于拐臂轴上的小链轮16和传动连接于大、下链轮之间的链轮链条4，拐臂轴上沿轴向间隔设置有两个传动拐臂，各传动拐臂均通过各自对应的单向轴承装配于拐臂轴11上，各传动拐臂均位于拐臂轴11临近凸轮轴10的一侧，各传动拐臂上均连接有复位弹簧13，各传动拐臂上均设置有顶推滚轮14，传动拐臂上临近凸轮轴的一侧具有凹口朝下的让位凹部18，凸轮轴上沿轴向间隔固设有两个分别与各传动拐臂一一对应设置的用于在拐臂轴转动时顺序且连续顶推对应传动拐臂以使传动拐臂带动拐臂轴转动的传动凸轮，在复位弹簧13的作用下，各传动拐臂上的顶推滚轮14始终紧贴着对应传动凸轮的外周面，传动凸轮的外周面轮廓曲线是根据传动拐臂的摆动角度设计的，两个传动凸轮的形状相同且呈180度夹角对称布置。弹簧操动机构储能装置还包括与凸轮轴平行设置的传动轴9，传动轴上固设有传动轴直齿轮2和传动轴斜齿轮，凸轮轴上固设有与传动轴斜齿轮啮合传动的凸轮轴斜齿轮1，驱动电机的动力输出端上固设有与传动轴直齿轮啮合传动的动力输入直齿轮。

下面对本发明中的顺序且连续顶推进行解释说明，两个传动凸轮分别为第一个传动凸轮17-2和第二个传动凸轮17-1，两个传动拐臂分别为第一个传动拐臂12-2和第二个传动拐臂12-1，“顺序且连续顶推”中的顺序指的是第一个传动凸轮先顶推第一个传动拐臂带动拐臂轴转动，随后第二个传动凸轮顶推第二个传动拐臂带动拐臂轴转动，“顺序且连续顶推”中的连续是指第二个传动凸轮开始顶推第二个传动拐臂这个动作与第一个传动凸轮结束顶推第一个传动拐臂之间没有时间间隔，当凸轮轴转动时，动力会不间断的传递给拐臂轴从而使拐臂轴连续转动。当需要合闸弹簧储能时，驱动电机的动力经过渡轴传递给凸轮轴从而带动凸轮轴顺时针转动（图3中的视觉角度），采用直齿轮与斜齿轮相结合的方式，保证了齿轮的强度，在单向轴承的作用下，第一个传动凸轮开始推动第一个传动拐臂逆时针转动，而由于第二个传动凸轮也顺时针转动，所以第二个传动拐臂在复位弹簧的作用下沿顺时针转动复位，由于单向轴承的作用第二个传动拐臂的复位过程不会影响拐臂轴的逆时针转动，第一个传动拐臂带动拐臂轴逆时针转动，拐臂轴通过链轮链条带动储能轴逆时针转动，储能掣子和接头通过合闸弹簧链条带动合闸弹簧储能；当第一个传动凸轮推动第一个传动拐臂至最高点时，第二个传动拐臂复位至最低点，随后第一个传动拐臂开始顺时针转动复位，第二个传动凸轮开始推动第二个传动拐臂逆时针转动，在第二个传动拐臂的带动下，拐臂轴不间断的带动储能轴逆时针转动，合闸弹簧继续储能，在合闸弹簧储能过程中，合闸弹簧会给拐臂轴一个顺时针转动的作用力，但是由于传动拐臂被传动凸轮限位，合闸弹簧的作用力不会经传动机构传递给驱动电机，保证了储能过程的稳定性，在合闸弹簧储能结束后，电机控制回路会被切断，电机停止转动，此时储能掣子转动过相应节点，通过合闸脱扣装置限制储能轴的转动，从而使得合闸弹簧保持于储能状态，当需要断路器合闸时，合闸脱口装置解除对储能轴的限位，合闸弹簧带动拐臂轴逆时针转动，而由于单向轴承的作用，第一个、第二个传动拐臂不受拐臂轴逆时针转动的影响，继续保持于原来位置。

在本弹簧操动机构储能装置的其它实施例中：传动拐臂和传动凸轮的个数还可以是三个、四个或更多，以传动拐臂和传动凸轮的个数均为三个为例进行说明，三个传动拐臂可以绕拐臂轴的周向均匀布置，此时复位弹簧可以不设，三个传动拐臂通过同一轴套安装于拐臂轴上，轴套与拐臂轴之间设置有单向轴承，三个传动凸轮绕凸轮轴的周向均匀布置，当第一个传动凸轮将第一个传动拐臂推动至最高位置处后，第二个传动凸轮开始与第二个传动拐臂接触并推动第二个传动拐臂逆时针转动，此时第一个传动凸轮与第一传动拐臂脱离；当第二传动凸轮将第二个传动拐臂推动至最高位置处后，第三个传动凸轮开始与第三个传动拐臂接触并推动第三个传动拐臂逆时针转动，此时第二个传动凸轮与第二个传动拐臂脱离，当第三个传动凸轮将第三个传动拐臂推动至最高位置处后，第一个传动拐臂转动至最初始位置，第一个传动凸轮开始与第一个传动拐臂接触并推动第一个传动拐臂逆时针转动，如此循环；根据合闸弹簧的设置形式的不同，也可以在拐臂轴顺时针转动时，合闸弹簧储能；驱动电机还可以被液动马达、气动马达或手动驱动装置等其它动力构件代替。

传动机构的实施例如图1~5所示：传动机构的具体结构与上述各弹簧操动机构储能装置实施例中所述的传动机构相同，在此不再详述。

Claims (8)

1.传动机构，其特征在于：包括平行设置的凸轮轴和拐臂轴，拐臂轴上通过单向轴承装配有至少两个传动拐臂，凸轮轴上绕周向间隔固设有分别与各传动拐臂一一对应设置的用于在拐臂轴转动时顺序且连续顶推对应传动拐臂以使传动拐臂带动拐臂轴转动的传动凸轮。

2.根据权利要求1所述的传动机构，其特征在于：各传动拐臂沿拐臂轴的轴向间隔设置，各传动凸轮沿凸轮轴的轴向间隔设置，各传动拐臂均位于所述拐臂轴临近所述凸轮轴的一侧，各传动拐臂上均连接有复位弹簧。

3.根据权利要求2所述的传动机构，其特征在于：所述传动拐臂和传动凸轮均有两个，两个传动凸轮的形状相同且呈180度夹角对称布置。

4.弹簧操动机构储能装置，包括动力构件、与相应合闸弹簧传动连接的储能轴和传动连接于储能轴与动力构件之间的传动机构，其特征在于：传动机构包括与储能轴平行设置的凸轮轴和拐臂轴，凸轮轴与动力构件的动力输出端传动连接，拐臂轴与所述储能轴传动连接，拐臂轴上通过单向轴承装配有至少两个传动拐臂，凸轮轴上固设有分别与各传动拐臂一一对应设置的用于在拐臂轴转动时顺序且连续顶推对应传动拐臂以使传动拐臂带动拐臂轴转动的传动凸轮。

5.根据权利要求4所述的弹簧操动机构储能装置，其特征在于：各传动拐臂沿拐臂轴的轴向间隔设置，各传动拐臂均位于所述拐臂轴临近所述凸轮轴的一侧，各传动拐臂上均连接有复位弹簧。

6.根据权利要求5所述的弹簧操动机构储能装置，其特征在于：所述传动拐臂和传动凸轮均有两个，两个传动凸轮的形状相同且呈180度夹角对称布置。

7.根据权利要求4所述的弹簧操动机构储能装置，其特征在于：所述储能轴上设置有储能掣子，储能掣子上设置有用于通过链条与所述合闸弹簧连接的接头。

8.根据权利要求4~7任意一项所述的弹簧操动机构储能装置，其特征在于：弹簧操动机构储能装置还包括与凸轮轴平行设置的传动轴，传动轴上固设有传动轴直齿轮和传动轴斜齿轮，凸轮轴上固设有与传动轴斜齿轮啮合传动的凸轮轴斜齿轮，动力构件的动力输出端上固设有与传动轴直齿轮啮合传动的动力输入直齿轮。