CN105513846A - 断路器及其传动结构、传动轴 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种断路器及其传动结构、传动轴。传动轴的轴本体截面积自第一节段到第三节段依次递减。这实际上是根据轴本体上各节段的不同抗扭强度要求来设定对应的截面积，轴本体所承受的扭转载荷自第一节段到第三节段依次递减，对应的，轴本体的抗扭强度要求自第一节段到第三节段也可以对应的依次递减，以在轴本体满足抗扭强度要求的前提下可减少第二、三节段的截面积，从而减轻整个传动轴的重量，降低断路器操动机构动作的负荷；轴本体设有定位槽，使用卡板嵌入定位槽中，螺栓穿过卡板中心圆孔固定连接到内拐臂侧面，防止三相内拐臂在断路器分合闸操作时发生轴向偏移，提高了运动可靠性和稳定性。

Description

断路器及其传动结构、传动轴

技术领域

本发明涉及一种断路器及其传动结构、传动轴。

背景技术

目前，在高压电器产品中，断路器的传动结构是用来传递操动机构输出力矩的，结构形式大都为：操动机构将操动力矩传递给外拐臂，外拐臂将操动力矩传递给传动轴，然后传动轴将操动力矩传递给内拐臂，内拐臂通过三相支撑板带动三相断路器的绝缘拉杆移动，这种传动结构的传动效率低、运动稳定性差。

中国专利文献CN204067169U（公告日为2014年12月31日）公开了“GIS断路器操作机构的传动装置”，包括连接在操动机构的输出拐臂上的连杆，连杆的输出端连接在外拐臂上，外拐臂止转装配在传动轴上，传动轴是由三节等径轴段对接固定而成的花键轴或六方轴，并在传动轴上还止转连接有三个分别连接三项断路器的绝缘拉杆的内拐臂，以缩短传动结构的传动路线，提高传动效率和运动稳定性。但这种传动结构中传动轴的处于各拐臂之间的轴段是相互等径的，在进行传动轴的轴径设计时，考虑到三个绝缘拉杆所带负载总和较大，为保证传动轴的抗扭强度，传动轴的轴径也较大，从而导致整个传动结构的制造成本较高，重量较大，影响传动的灵敏程度，也增大了断路器操动动作的负荷。

发明内容

本发明的目的是提供一种减少断路器操动动作负荷的传动轴，同时还提供了一种使用该传动轴的传动结构及使用该传动结构的断路器。

为了实现以上目的，本发明中传动轴的技术方案如下：

传动轴，包括轴本体，轴本体上设有用于止转连接外拐臂的输入部及用于分别止转连接三个内拐臂的第一、二、三输出部，第一、二、三输出部在轴本体的轴向上向远离输入部的方向依次间隔布置，轴本体具有处于输入部和第一输出部之间的第一节段、处于第一输出部和第二输出部之间的第二节段及处于第二输出部和第三输出部之间的第三节段，轴本体的截面积自第一节段到第三节段依次递减。

轴本体为花键轴，第一、二、三节段为同轴布置的圆轴，且第一、二、三节段的外径依次递减。

第一节段、第二节段和第三节段上均开设有处于至少一端的定位槽，该定位槽沿轴本体的周向延伸，定位槽具有在轴本体的轴向相对的定位槽壁。

本发明中传动结构的技术方案如下：

传动结构，包括传动轴及其上止转连接的内、外拐臂，内拐臂有三个并均处于外拐臂的一侧，传动轴包括轴本体，轴本体上设有止转连接外拐臂的输入部及分别止转连接三个内拐臂的第一、二、三输出部，第一、二、三输出部在轴本体的轴向上向远离输入部的方向依次间隔布置，轴本体具有处于输入部和第一输出部之间的第一节段、处于第一输出部和第二输出部之间的第二节段及处于第二输出部和第三输出部之间的第三节段，轴本体的截面积自第一节段到第三节段依次递减。

轴本体为花键轴，第一、二、三节段为同轴布置的圆轴，且第一、二、三节段的外径依次递减。

第一节段、第二节段和第三节段上均开设有处于至少一端的定位槽，该定位槽沿轴本体的周向延伸，定位槽具有在轴本体的轴向相对的定位槽壁；内拐臂的端面上固定有边缘插入所述定位槽中的卡板，卡板的插入定位槽内的边缘与定位槽壁在轴本体的轴向挡止配合。

内拐臂为在轴本体的径向上弯折或弯曲的弯臂，弯臂的内凹侧为用于容纳内拐臂的悬伸端上铰接的拉杆接头的避让凹部。

本发明中断路器的技术方案如下：

断路器，包括断路器本体和操作机构，操动机构的输出端通过传动结构连接有三个绝缘拉杆，传动结构包括传动轴及其上止转连接的内、外拐臂，内拐臂有三个并均处于外拐臂的一侧，传动轴包括轴本体，轴本体上设有止转连接外拐臂的输入部及分别止转连接三个内拐臂的第一、二、三输出部，第一、二、三输出部在轴本体的轴向上向远离输入部的方向依次间隔布置，轴本体具有处于输入部和第一输出部之间的第一节段、处于第一输出部和第二输出部之间的第二节段及处于第二输出部和第三输出部之间的第三节段，轴本体的截面积自第一节段到第三节段依次递减。

第一节段、第二节段和第三节段上均开设有处于至少一端的定位槽，该定位槽沿轴本体的周向延伸，定位槽具有在轴本体的轴向相对的定位槽壁；内拐臂的端面上固定有边缘插入所述定位槽中的卡板，卡板的插入定位槽内的边缘与定位槽壁在轴本体的轴向挡止配合。

内拐臂为在轴本体的径向上弯折或弯曲的弯臂，弯臂的内凹侧为用于容纳内拐臂的悬伸端上铰接的拉杆接头的避让凹部。

本发明中传动轴的轴本体截面积自第一节段到第三节段依次递减。这实际上是根据轴本体上各节段的不同抗扭强度要求来设定对应的截面积，即第三节段所承受的扭矩载荷为第三输出部上连接的内拐臂带动其上绝缘拉杆动作所需力矩，第二节段所承受的扭矩载荷为第二、三输出部上的内拐臂带动各自对应的绝缘拉杆动作所需的力矩之和，第一节段所承受的扭矩载荷为第一、二、三输出部上的内拐臂带动各自对应的绝缘拉杆动作所需力矩的总和，由此可以看出，轴本体所承受的扭转载荷自第一节段到第三节段依次递减，对应的，轴本体的抗扭强度要求自第一节段到第三节段也可以对应的依次递减，以在轴本体满足抗扭强度要求的前提下可减少第二、三节段的截面积，从而减小传动轴的重量，降低整个传动结构的运动质量。

进一步的，轴本体的外周上于第一、二、三节段的至少一侧分别开设有定位槽，定位槽具有在轴本体的轴向相对的定位槽壁；内拐臂的端面上固定有边缘插入所述定位槽中的卡板，卡板的插入定位槽内的边缘与定位槽壁在轴本体的轴向挡止配合，用于约束内拐臂在轴本体的轴向位移，提高运动稳定性。

进一步的，内拐臂为在轴本体的径向上弯折或弯曲的弯臂，弯臂的内凹侧为用于容纳内拐臂的悬伸端上铰接的拉杆接头的避让凹部，以避免内拐臂和轴本体之间的相互干涉。

附图说明

图1是本发明的断路器的实施例中传动结构的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是图1的A-A剖视图；

图4是图1的右视图（分闸状态）；

图5是图4中传动结构在合闸状态下的结构示意图。

具体实施方式

本发明中断路器的实施例：如图1至图5所示，该断路器应用在一种紧凑型126kVGIS三相断路器，包括操动机构及其输出端上通过传动结构连接的三相断路器本体，操动机构的输出拐臂通过连杆连接在传动结构的传动结构的输入端上，传动结构的输出端分别连接三相断路器的绝缘拉杆5的输入端，以在操动机构的带动下，使得三相断路器中各绝缘拉杆5进行分合闸移动。

传动结构包括一体式的轴本体2，轴本体2为轴径自右向左逐级减小的花键轴，以使轴本体2的横截面积自右向左逐级减小，也就使得轴本体2的抗扭强度自右向左逐级减小，即定位轴本体2的外周上凸设有与三个内拐臂分别止转配合的花键凸肩，也就是轴本体2上设有自右向左依次布置的第一输出部、第二输出部和第三输出部，并定义轴本体的处于输入部和第一输出部之间节段为第一节段、处于第一输出部和第二输出部之间的节段为第二节段、处于第二输出部和第三输出部之间的节段为第三节段，轴本体2的圆轴段的轴径自第一节段到第三节段依次递减、截面积也自第一节段到第三节段依次递减。轴本体2的左右两端分别通过轴承8转动装配在外壳上。轴本体2的右端设有止转连接外拐臂1的输出部，轴本体2上于输出部的左侧间隔布置有三个自右向左依次分布的第一输入部、第二输入部和第三输入部，第一输入部、第二输入部和第三输入部上分别止转连接有内拐臂3。外拐臂1通过连杆连接操动机构的输出端，内拐臂3通过拐臂接头连接断路器单体的绝缘拉杆5。

轴本体2的外周上还开设有分别处于第一输入部右侧、第二输入部右侧和第三输入部左侧的三个定位槽，对应的在三个内拐臂3的端面上通过螺钉固定有圆形的卡板4，卡板4的边缘具有插入该定位槽中的定位沿，该定位沿与定位槽的槽壁在左右方向挡止配合，以使定位槽的左右两侧槽壁为在轴本体2的轴向上对卡板4的定位沿进行挡止的定位槽壁。

内拐臂3的固定部为止转连接在轴本体2的外周上的抱箍部，该抱箍部由两爿对称卡套在轴本体2的外周上的抱臂组成，并在抱箍部的开口侧装配有用于将两抱臂相对抱紧的抱紧螺栓；内拐臂3和外拐臂1在轴本体2的轴向上互成角度相互错开，且内拐臂3的悬伸臂为弯曲的弯臂，该弯臂的内凹侧为用于容纳内拐臂3的悬伸端上铰接的拉杆接头6的避让凹部。

本实施例中传动结构的工作原理是：操动机构输出力矩，通过连杆传递给外拐臂1，外拐臂1通过花键与轴本体2连接，外拐臂1旋转推动轴本体2转动，轴本体2通过三处花键与三相内拐臂3连接，轴本体2驱动三相内拐臂3转动，内拐臂3与拉杆接头6通过销轴铰接，拉杆接头6和绝缘拉杆5粘结一体，内拐臂3推动（拉动）拉杆接头6和绝缘拉杆5上下运动，绝缘拉杆5与断路器动端相连，完成断路器分合闸操作。

本实施例中卡板4为圆形薄板，中心开设有圆孔，卡板4边缘嵌入到轴本体2的定位槽内，然后螺栓穿过中心圆孔固定连接到内拐臂3侧面，防止内拐臂3在断路器分合闸操作时发生轴向偏移，从而发生故障。轴本体2两端分别安装有两个轴承8，轴承8固定到拐臂盒内，限制传动轴运动自由度，使得转动轴只能轴向转动，不能进行径向移动、径向转动和轴向偏移。

在其他实施例中，内、外拐臂也可以通过六方型面连接、传动键连接等实现在轴本体上的止转连接。同时，轴本体的外周面也可以是阶梯状。

本发明中传动结构的实施例：本实施例中传动结构的结构与上述实施例中传动结构的结构相同，因此不再赘述。

本发明中传动轴的实施例：本实施例中传动名轴的结构与上述实施例中传动轴的结构相同，因此不再赘述。

Claims (10)

1.传动轴，包括轴本体，轴本体上设有用于止转连接外拐臂的输入部及用于分别止转连接三个内拐臂的第一、二、三输出部，第一、二、三输出部在轴本体的轴向上向远离输入部的方向依次间隔布置，轴本体具有处于输入部和第一输出部之间的第一节段、处于第一输出部和第二输出部之间的第二节段及处于第二输出部和第三输出部之间的第三节段，其特征在于，轴本体的截面积自第一节段到第三节段依次递减。

2.根据权利要求1所述的传动轴，其特征在于，轴本体为花键轴，第一、二、三节段为同轴布置的圆轴，且第一、二、三节段的外径依次递减。

3.根据权利要求1或2所述的传动轴，其特征在于，第一节段、第二节段和第三节段上均开设有处于至少一端的定位槽，该定位槽沿轴本体的周向延伸，定位槽具有在轴本体的轴向相对的定位槽壁。

4.传动结构，包括传动轴及其上止转连接的内、外拐臂，内拐臂有三个并均处于外拐臂的一侧，传动轴包括轴本体，轴本体上设有止转连接外拐臂的输入部及分别止转连接三个内拐臂的第一、二、三输出部，第一、二、三输出部在轴本体的轴向上向远离输入部的方向依次间隔布置，轴本体具有处于输入部和第一输出部之间的第一节段、处于第一输出部和第二输出部之间的第二节段及处于第二输出部和第三输出部之间的第三节段，其特征在于，轴本体的截面积自第一节段到第三节段依次递减。

5.根据权利要求4所述的传动结构，其特征在于，轴本体为花键轴，第一、二、三节段为同轴布置的圆轴，且第一、二、三节段的外径依次递减。

6.根据权利要求4所述的传动结构，其特征在于，第一节段、第二节段和第三节段上均开设有处于至少一端的定位槽，该定位槽沿轴本体的周向延伸，定位槽具有在轴本体的轴向相对的定位槽壁；内拐臂的端面上固定有边缘插入所述定位槽中的卡板，卡板的插入定位槽内的边缘与定位槽壁在轴本体的轴向挡止配合。

7.根据权利要求4或5或6所述的传动结构，其特征在于，内拐臂为在轴本体的径向上弯折或弯曲的弯臂，弯臂的内凹侧为用于容纳内拐臂的悬伸端上铰接的拉杆接头的避让凹部。

8.断路器，包括断路器本体和操作机构，操动机构的输出端通过传动结构连接有三个绝缘拉杆，传动结构包括传动轴及其上止转连接的内、外拐臂，内拐臂有三个并均处于外拐臂的一侧，传动轴包括轴本体，轴本体上设有止转连接外拐臂的输入部及分别止转连接三个内拐臂的第一、二、三输出部，第一、二、三输出部在轴本体的轴向上向远离输入部的方向依次间隔布置，轴本体具有处于输入部和第一输出部之间的第一节段、处于第一输出部和第二输出部之间的第二节段及处于第二输出部和第三输出部之间的第三节段，其特征在于，轴本体的截面积自第一节段到第三节段依次递减。

9.根据权利要求8所述的断路器，其特征在于，第一节段、第二节段和第三节段上均开设有处于至少一端的定位槽，该定位槽沿轴本体的周向延伸，定位槽具有在轴本体的轴向相对的定位槽壁；内拐臂的端面上固定有边缘插入所述定位槽中的卡板，卡板的插入定位槽内的边缘与定位槽壁在轴本体的轴向挡止配合。

10.根据权利要求8或9所述的断路器，其特征在于，内拐臂为在轴本体的径向上弯折或弯曲的弯臂，弯臂的内凹侧为用于容纳内拐臂的悬伸端上铰接的拉杆接头的避让凹部。