CN108417416B - 一种弹簧操动机构用连杆机构及弹簧操动机构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种弹簧操动机构用连杆机构及弹簧操动机构，弹簧操动机构用连杆机构包括用于与合闸保持机构配合的第一连杆组件和用于与输出轴和分闸弹簧相连的第二连杆组件，第一连杆组件和第二连杆组件之间通过合闸铰接轴铰接，该连杆机构还包括与合闸铰接轴平行设置的支撑轴，支撑轴通过支撑轴拐臂与所述合闸铰接轴连接，这样的结构使得分闸力的一部分由合闸保持机构承受，分闸力的另一部分由支撑轴承受，与现有技术相比，避免了分闸力全部由合闸保持机构承受导致合闸保持机构性能不可靠稳定性差的问题。
Description
技术领域
本发明属于高压开关设备中断路器的驱动操作装置领域，具体涉及一种弹簧操动机构用连杆机构及弹簧操动机构。
背景技术
目前高压开关断路器的弹簧操动机构中，多采用半轴类脱扣方式，分闸力直接作用在半轴上，如授权公告号为CN 201584309 U的中国实用新型专利公开的操动机构的弹簧离合装置，包括凸轮、连杆机构、输出轴和合闸保持机构，合闸保持机构包括分闸挚子和分闸半轴，连杆机构包括第一连杆组件和第二连杆组件，第一连杆组件包括第一连板即第一连杆，第二连杆组件包括输出轴拐臂和第二连板，第二连板即第二连杆，第一连杆与第二连杆通过铰接轴连接，铰接轴上设置有合闸滚轮，输出轴上传动连接有灭弧室，凸轮与和合闸滚轮接触并作用于合闸滚轮，第二连杆将动力传至输出轴动作进行合闸，第一连杆带动分闸挚子进行合闸保持，此时分闸挚子与分闸半轴扣接，合闸弹簧能量释放结束，此时分闸弹簧和灭弧室的超程簧处于储能状态，分闸力完全作用在分闸半轴上，扣接力比较大，对合闸保持机构要求较高，长期在较大力的作用下易导致合闸保持机构性能不可靠，稳定性差等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种合闸稳定、可靠性高的弹簧操动机构用连杆机构；同时，本发明的目的还在于提供一种使用该连杆机构的弹簧操动机构。
为实现上述目的，本发明的一种弹簧操动机构用连杆机构的技术方案是：一种弹簧操动机构用连杆机构，包括用于与合闸保持机构配合的第一连杆组件和用于与输出轴和分闸弹簧相连的第二连杆组件，第一连杆组件和第二连杆组件之间通过合闸铰接轴铰接，该连杆机构还包括与合闸铰接轴平行设置的支撑轴，支撑轴通过支撑轴拐臂与所述合闸铰接轴连接。
所述第一连杆组件包括第一连杆和第二连杆，第一连杆与第二连杆通过分闸铰接轴铰接，分闸铰接轴上设有分闸滚轮。
所述第二连杆组件包括第三连杆和输出轴拐臂，第三连杆与输出轴拐臂通过输出轴铰接轴铰接。
所述连杆机构具有合闸保持位，连杆机构位于合闸保持位时第二连杆与支撑轴拐臂之间夹角为80-100度。
所述连杆机构位于合闸保持位时，第三连杆与支撑轴拐臂之间夹角为150-170度。
本发明的一种弹簧操动机构的技术方案是：一种弹簧操动机构，包括连杆机构、分闸弹簧、合闸保持机构和输出轴，连杆机构包括用于与合闸保持机构配合的第一连杆组件和用于与输出轴和分闸弹簧相连的第二连杆组件，第一连杆组件和第二连杆组件之间通过合闸铰接轴铰接，该连杆机构还包括与合闸铰接轴平行设置的支撑轴，支撑轴通过支撑轴拐臂与所述合闸铰接轴连接。
所述第一连杆组件包括第一连杆和第二连杆，第一连杆与第二连杆通过分闸铰接轴铰接，分闸铰接轴上设有分闸滚轮。
所述第二连杆组件包括第三连杆和输出轴拐臂，第三连杆与输出轴拐臂通过输出轴铰接轴铰接。
所述连杆机构具有合闸保持位，连杆机构位于合闸保持位时第二连杆与支撑轴拐臂之间夹角为80-100度。
所述连杆机构位于合闸保持位时，第三连杆与支撑轴拐臂之间夹角为150-170度。
本发明的有益效果是：第一连杆组件和第二连杆组件通过合闸铰接轴铰接连接，支撑轴通过支撑轴拐臂与合闸铰接轴连接，即第一连杆组件、第二连杆组件和支撑轴拐臂三者通过合闸铰接轴铰接在一起，这样的结构使得分闸力的一小部分由合闸保持机构承受，分闸力的另一大部分由支撑轴承受，与现有技术相比，避免了分闸力全部由合闸保持机构承受导致合闸保持机构性能不可靠稳定性差的问题。
连杆机构位于合闸保持位时，第二连杆与支撑轴拐臂之间夹角为80-100度近似垂直，此时第二连杆只承受较小的扭矩作用，只要对支撑轴拐臂施加较小的扭矩即可实现第二连杆的保持和释放即实现连杆机构的合闸保持和分闸。
进一步地，当连杆机构位于合闸保持位时，第三连杆与支撑轴拐臂之间夹角为150-170度，近似共线，不仅实现了输出连杆机构具有较大的输出力，而且灭弧室和分闸弹簧的分闸力主要由支撑轴承受，而第二连杆只承受较小的旋转扭矩，使连杆机构更加稳定可靠。
附图说明
图1为本发明的一种弹簧操动机构的一种实施例的结构示意图；
图2为弹簧操动机构在储能过程时的结构示意图；
图3为图2的正视图；
图4为图3的后视图；
图5为弹簧操动机构合闸过程图；
图6为弹簧操动机构分闸过程图；
图7为连杆机构的结构示意图；
图8为输出轴的结构示意图；
图9为分闸弹簧的安装结构示意图；
图10为辅开计数器装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明的一种弹簧操动机构的具体实施例，如图1至图10所示，包括机架、设置于机架上的储能机构、连杆机构5、储能保持机构24、合闸保持机构7，机架包括底板1、两个并列间隔设置于底板上的侧板2、设置于底板1上的缓冲橡胶座3、油缓冲装置4、输出轴固定块13和输出轴导向板14。储能机构包括手动储能机构和电动储能机构，电动储能机构包括设置于底板1上的电机26、齿轮箱25、齿轮箱输出轴27、大齿轮28、主轴29、主轴拐臂30、合闸弹簧9，齿轮箱输出轴27上设有与大齿轮28啮合传动的小齿轮，主轴拐臂30与主轴29通过键连接，合闸弹簧9的一端连接于主轴拐臂30上，另一端通过连接结构连接于侧板2上，大齿轮28通过主轴29转动装配于侧板2上，电机26驱动齿轮箱25工作，并由齿轮箱输出轴27输出动力，通过小齿轮和大齿轮28啮合将力传至主轴29上，主轴29带动主轴拐臂30动作，使合闸弹簧9缓缓拉长进行储能。手动储能机构与电动储能机构的区别在于不使用电机26，而其他零部件共用，在侧板2上设置手动操作轴31，手动操作轴31的一端设有供工具传动配合的操作头，手动操作轴31的另一端部上设置有手动操作轴齿轮32，齿轮箱25上通过单向轴承33设有手动输入轴，手动输入轴上设置有手动输入轴齿轮34，手动操作轴齿轮32与手动输入轴齿轮34啮合传动以带动齿轮箱25工作，单向轴承33的设置保证储能机构顺时针储能，逆时针不受力，进而将力传至大齿轮28、主轴29、主轴拐臂30带动合闸弹簧9进行储能。大齿轮28上铆接有棘轮块40，侧板2上设有棘爪16和限位柱39，主轴29上设有离合轮20，储能保持机构24包括设置于侧板2上的储能保持挚子36和合闸半轴35，大齿轮28通过棘轮块40和棘爪16的共同作用下实现传动和保持的功能。主轴29上设置有凸轮38，凸轮38上设有储能滚轮37，储能结束时，棘轮块40在限位柱39的作用下，脱离离合轮20，大齿轮28开始空转，保护储能机构在储能到位的情况下，不至于把机构拉坏，此时储能保持挚子36一端与凸轮38上的储能滚轮37接触，另一端与合闸半轴35扣接，实现储能保持。侧板2上还设有微动开关组合21，合闸弹簧9储能到位同时，微动开关组合21中的微开驱动板41的一边落在主轴29上的微开凸轮42最低点，另一边压下微动开关60，切断电机26电源，电机26停止转动。
合闸保持机构7包括设置于侧板2上的分闸挚子49、分闸半轴48和与分闸挚子49铰接的合闸保持挚子50。连杆机构5包括设置于侧板2上的支撑轴59、过渡轴75、用于与合闸保持机构7配合的第一连杆组件和用于与输出轴15和分闸弹簧10相连的第二连杆组件，第一连杆组件和第二连杆组件之间通过合闸铰接轴45铰接，支撑轴59与合闸铰接轴45平行，支撑轴59通过支撑轴拐臂47与合闸铰接轴45连接，合闸铰接轴45上安装有合闸滚轮55，第一连杆组件包括第一连杆54和第二连杆51，第一连杆54与第二连杆51通过分闸铰接轴53铰接，分闸铰接轴53上设有分闸滚轮52，第二连杆组件包括第三连杆56和输出轴拐臂60，第三连杆56与输出轴拐臂60通过输出轴铰接轴铰接。合闸滚轮55安装于合闸铰接轴45上用于供弹簧操动机构的凸轮38顶推驱动，分闸滚轮52用于与弹簧操动机构的分闸挚子49传动连接以使分闸挚子49与分闸半轴48扣接而合闸保持，第一连杆54与过渡轴75铰接。第一连杆54、第二连杆51、支撑轴59、支撑轴拐臂47和过渡轴75形成合闸四连杆机构，连杆机构具有合闸保持位，当连杆机构位于合闸保持位时第二连杆51与支撑轴拐臂51之间夹角为90度，支撑轴59、支撑轴拐臂47、第三连杆56、输出轴拐臂60和输出轴15构成输出四连杆机构，当连杆机构位于合闸保持位时第三连杆56与支撑轴拐臂47之间夹角为170度。输出轴15通过输出轴固定块13固定在底板1上，通过轴瓦17和固定支撑板18固定在两侧板2上，转动块12和导向套22安装到底板1上的输出轴导向板14中。
输出轴23上焊接有3组输出轴拐臂（60、61、62），三组输出轴拐臂上都有一槽孔，每组槽孔中安装有输出转动块12，输出转动块12露出输出轴拐臂的轴上安装有导向套22，导向套22在输出轴固定块13和输出轴导向板14的槽孔内直线运动，形成一个曲柄滑块机构。其中输出轴拐臂60上另开一通孔，用于与第三连杆56铰接，通过输出四连杆机构可实现输出轴15的旋转运动，带动输出转动块12在曲柄滑块机构中做直线运动。输出轴拐臂61和62上也开另一通孔，孔内安装铰接轴65，分别用于撞击固定在底板1上的缓冲橡胶座3、油缓冲装置4，实现分闸的缓冲。同时输出轴15上焊接有两个分闸弹簧拐臂（63、64），两个分闸弹簧拐臂上都有挂簧孔，分闸弹簧10两端带钩，一端安装在分闸弹簧拐臂的挂簧孔内，另一端安装在一端带孔一端带螺纹的调节环67的孔中，通过调节环67安装在侧板2上的分闸弹簧挂簧轴66上，可通过调节环67调节分闸弹簧10力值。因而机构合闸过程中，分闸弹簧拐臂64顺时针旋转，带动分闸弹簧10拉伸，对分闸弹簧10进行储能；分闸过程中，分闸弹簧10与灭弧室超程簧释放能量，驱动分闸弹簧拐臂64逆时针旋转，带动输出轴23逆时针旋转。本实施例中合闸弹簧9和分闸弹簧10均为两个，两个侧板2左右间隔并列设置，两个合闸弹簧9对称设置于两个侧板2的左右两侧，两个分闸弹簧10也对称设置于两个侧板2的左右两侧。
弹簧操动机构还包括辅开计数器组合8，辅开计数器组合8包括辅开安装板68、辅助开关74、转动轴69、辅开拐臂72、辅开驱动杆73、计数器70，计数器驱动拐臂71；计数器70固定在辅开安装板68上。计数器70由计数器驱动拐臂71驱动合闸计数，辅开驱动杆73与输出轴15连接。
合闸过程：合闸时，手动按动合闸按钮46或者合闸电磁铁组合23动作，推动合闸半轴驱动板44，带动合闸半轴35顺时针转动，使合闸半轴35脱离储能保持挚子36。同时在合闸弹簧9的复位拉力作用下，主轴29的开始顺时针转动，凸轮38上的储能滚轮37脱离储能保持挚子36，随之凸轮38击打到合闸滚轮55上，支撑轴拐臂47逆时针转动，通过第二连杆51带动第一连杆54顺时针转动，使分闸滚轮52撞击合闸保持挚子50，并运动到合闸保持挚子50下方。同时，输出四连杆机构通过第三连杆56带动输出轴15顺时针转动，使输出转动块12在输出轴导向板14中实现合闸直线位移，并拉伸分闸弹簧10。合闸能释放结束后，输出轴15在分闸弹簧10的拉力作用下，逆时针旋转，通过第二连杆51带动分闸滚轮52逆时针撞击到合闸保持挚子50上，同时分闸挚子49与分闸半轴48扣接，实现机构合闸和保持。
分闸过程：分闸时，手动按动分闸按钮57或者分闸电磁铁组合6动作，推动分闸半轴驱动板58，带动分闸半轴48逆时针转动，使分闸半轴48脱离分闸挚子49。分闸挚子49逆时针转动，使分闸滚轮52与合闸保持挚子50脱开。在分闸弹簧10和灭弧室超程簧的复位力作用下输出轴15逆时针转动，使输出轴15撞击到缓冲橡胶座3、油缓冲装置4上，同时输出转动块12在输出轴导向板14中实现分闸直线位移，并通过第三连杆56带动合闸四连杆机构复位，实现机构分闸。
本发明的弹簧操作机构中，大齿轮位于两个侧板的外面进行安装，使两侧板之间的间距更小，可避免内装大齿轮类机构的两侧板内部占用过大体积，释放机构侧板外部空间；同时，两侧板更窄，更便于机构部分在整个机构中输出轴上的布局，以适应更窄的相间距。
在本发明的其他实施例中，连杆机构位于合闸保持位时，第二连杆与支撑轴拐臂之间的夹角也可以为80度或100度，也可以根据实际需要在80-100度之间进行选择；当四连杆机构位于合闸保持位时，输出四连杆机构的支撑轴拐臂和第三连杆之间的夹角也可以为150度或150-170度之间进行选择；支撑轴也可以转动装配于侧板上；过渡轴也可以转动装配于侧板上；第一连杆组件也可以包括三个及三个以上的连杆；第二任连杆组件也可以包括三个及三个以上的连杆。
一种弹簧操动机构用连杆机构的实施例与上述一种弹簧操动机构的各实施例中的连杆机构的实施例相同，此处不再赘述。
Claims (6)
1.一种弹簧操动机构用连杆机构，包括用于与合闸保持机构配合的第一连杆组件和用于与输出轴和分闸弹簧相连的第二连杆组件，第一连杆组件和第二连杆组件之间通过合闸铰接轴铰接，其特征在于：该连杆机构还包括与合闸铰接轴平行设置的支撑轴，支撑轴通过支撑轴拐臂与所述合闸铰接轴连接；所述第一连杆组件包括第一连杆和第二连杆，所述第二连杆组件包括第三连杆和输出轴拐臂，所述第二连杆的一端与所述第三连杆的一端通过合闸铰接轴铰接从而实现第一连杆组件和第二连杆组件的铰接，所述合闸铰接轴上设有合闸滚轮，第一连杆的一端与第二连杆的另一端通过分闸铰接轴铰接，第一连杆的另一端铰接在弹簧操动机构的侧板上的过渡轴上，分闸铰接轴上设有分闸滚轮，第三连杆的另一端与输出轴拐臂通过输出轴铰接轴铰接。
2.根据权利要求1所述的一种弹簧操动机构用连杆机构，其特征在于：所述连杆机构具有合闸保持位，连杆机构位于合闸保持位时第二连杆与支撑轴拐臂之间夹角为80-100度。
3.根据权利要求2所述的一种弹簧操动机构用连杆机构，其特征在于：所述连杆机构位于合闸保持位时，第三连杆与支撑轴拐臂之间夹角为150-170度。
4.一种弹簧操动机构，包括连杆机构、分闸弹簧、合闸保持机构和输出轴，连杆机构包括用于与合闸保持机构配合的第一连杆组件和用于与输出轴和分闸弹簧相连的第二连杆组件，第一连杆组件和第二连杆组件之间通过合闸铰接轴铰接，其特征在于：该连杆机构还包括与合闸铰接轴平行设置的支撑轴，支撑轴通过支撑轴拐臂与所述合闸铰接轴连接；所述第一连杆组件包括第一连杆和第二连杆，所述第二连杆组件包括第三连杆和输出轴拐臂，所述第二连杆的一端与所述第三连杆的一端通过合闸铰接轴铰接从而实现第一连杆组件和第二连杆组件的铰接，所述合闸铰接轴上设有合闸滚轮，第一连杆的一端与第二连杆的另一端通过分闸铰接轴铰接，第一连杆的另一端铰接在弹簧操动机构的侧板上的过渡轴上，分闸铰接轴上设有分闸滚轮，第三连杆的另一端与输出轴拐臂通过输出轴铰接轴铰接。
5.根据权利要求4所述的一种弹簧操动机构，其特征在于：所述连杆机构具有合闸保持位，连杆机构位于合闸保持位时第二连杆与支撑轴拐臂之间夹角为80-100度。
6.根据权利要求5所述的一种弹簧操动机构，其特征在于：所述连杆机构位于合闸保持位时，第三连杆与支撑轴拐臂之间夹角为150-170度。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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