CN111341606B - 一种断路器及其操动机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种断路器及其操动机构。断路器包括灭弧室和操动机构，所述操动机构包括连接在转轴上的拐臂，拐臂的末端通过销轴铰接有输出连杆，所述输出连杆和拐臂的其中一个上设有间隔布置的两个叉臂，另一个的端部设置在两叉臂之间且在其上设有供销轴穿过的销轴孔，两叉臂上设有供销轴穿过的叉臂销孔，两叉臂的相背侧于叉臂穿孔处分别设有储油体，所述储油体上设有用于储存润滑油脂的油脂储存腔，所述油脂储存腔具有朝向销轴外周面的开口。该断路器的操动机构能够提高储油体的储油量，实现长效润滑的效果，增加断路器的使用寿命。

Description

一种断路器及其操动机构

技术领域

本发明涉及一种断路器及其操动机构。

背景技术

弹簧操动机构具有功能稳定、原理简单、成本低等优点，被广泛应用于各类开关领域。授权公告号为CN202076198U、授权公告日为2011.12.14的中国实用新型专利公开了一种空气断路器的操动机构，包括由侧板限定的连杆组件、储能杠杆组件和操作轴，储能弹簧组件推动储能杠杆组件，储能杠杆组件带动连杆组件动作，连杆组件带动操作轴转动。其中连杆组件包括转轴、杠杆、第一连杆和第二连杆，杠杆一端连接第一连杆的一端、第一连杆另一端连接第二连杆一端，第二连杆另一端与操作轴转动连接，杠杆套设在转轴上。为减小杠杆的运动阻力，改善杠杆与轴套以及轴套与转轴之间的耐磨性，在轴套的壁体四周间隔设置有用于储存润滑油脂的储存腔，工作时相当于轴承。

但是，轴套的体积较小，储油空间有限，不能填充较多的润滑油脂，也不能及时对润滑油脂进行补充，无法实现长期润滑，长时间运行后容易造成操动机构部件的磨损，降低断路器使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提供一种操动机构，以解决现有技术中操动机构难以实现长效润滑的问题；本发明的目的还在于提供一种具有磨损小、使用寿命长优点的使用该操动机构的断路器。

本发明的断路器采用如下技术方案：

断路器包括灭弧室和操动机构，所述操动机构包括连接在转轴上的拐臂，拐臂的末端通过销轴铰接有输出连杆，所述输出连杆和拐臂的其中一个上设有间隔布置的两个叉臂，另一个的端部设置在两叉臂之间且在其上设有供销轴穿过的销轴孔，两叉臂上设有供销轴穿过的叉臂销孔，两叉臂的相背侧于叉臂穿孔处分别设有储油体，所述储油体上设有用于储存润滑油脂的油脂储存腔，所述油脂储存腔具有朝向销轴外周面的开口。

本发明的有益效果是：储油体设置在叉臂穿孔处，在销轴转动过程中，储油体内的润滑油脂会从开口处流出并在销轴表面形成油膜，并随着销轴的转动朝向销轴的另一端延伸，既保证了销轴的润滑效果，又能及时地向销轴与销轴孔之间补充润滑介质，并且储油体内专门设置了油脂储存腔，能够提高储油体的储油量，实现长效润滑的效果，增加断路器的使用寿命。

为使储油体具有较大的油脂储存空间，本方案中所述储油体为扣设在销轴端部或套设在销轴上的储油盖，所述储油盖内设有油盖环槽，所述油盖环槽的内侧槽壁低于油盖环槽的外侧槽壁，外侧槽壁顶部顶压在叉臂侧面上，内侧槽壁顶部与叉臂之间具有形成所述开口的间隔；储油体采用储油盖能够获得更大的油脂储存空间，设置上述油盖环槽便于润滑油脂向销轴自动添加。

为避免润滑油脂溢出，造成污染和浪费，本方案中所述储油盖与销轴之间设有用于将储油盖弹性顶压到叉臂上的弹性支撑结构；设置弹性支撑结构能够提高储油盖与叉臂之间的密封性，避免润滑油脂从两者之间溢出而造成污染和浪费。

为方便储油盖的安装，本方案中所述销轴的端部设有销轴环槽，所述销轴环槽内卡设有挡卡，所述弹性支撑结构由所述挡卡形成；挡卡结构简单，安装方便，并且能够起到轴向限位作用，结构紧凑。

为提高操动机构的输出性能，本方案中所述销轴与输出连杆之间设有作为轴承的轴套结构，所述销轴与叉臂之间过盈配合；设置轴套结构能够进一步降低转动阻力，提高操动机构输出性能。

为保证轴套结构的承载能力，本方案中所述轴套结构由双金属自润滑轴承形成；双金属自润滑轴承技术成熟，转动灵活，承载能力强。

为保证润滑效果，本方案中所述销轴孔的外侧孔沿处设有倒角；倒角能够便于润滑油脂向其余部位的扩散，保证润滑效果。

本发明的操动机构采用如下技术方案：

操动机构包括连接在转轴上的拐臂，拐臂的末端通过销轴铰接有输出连杆，所述输出连杆和拐臂的其中一个上设有间隔布置的两个叉臂，另一个的端部设置在两叉臂之间且在其上设有供销轴穿过的销轴孔，两叉臂上设有供销轴穿过的叉臂销孔，两叉臂的相背侧于叉臂穿孔处分别设有储油体，所述储油体上设有用于储存润滑油脂的油脂储存腔，所述油脂储存腔具有朝向销轴外周面的开口。

本发明的有益效果是：储油体设置在叉臂穿孔处，在销轴转动过程中，储油体内的润滑油脂会从开口处流出并在销轴表面形成油膜，并随着销轴的转动朝向销轴的另一端延伸，既保证了销轴的润滑效果，又能及时地向销轴与销轴孔之间补充润滑介质，并且储油体内专门设置了油脂储存腔，能够提高储油体的储油量，实现长效润滑的效果，增加断路器的使用寿命。

为使储油体具有较大的油脂储存空间，本方案中所述储油体为扣设在销轴端部或套设在销轴上的储油盖，所述储油盖内设有油盖环槽，所述油盖环槽的内侧槽壁低于油盖环槽的外侧槽壁，外侧槽壁顶部顶压在叉臂侧面上，内侧槽壁顶部与叉臂之间具有形成所述开口的间隔；储油体采用储油盖能够获得更大的油脂储存空间，设置上述油盖环槽便于润滑油脂向销轴自动添加。

为避免润滑油脂溢出，造成污染和浪费，本方案中所述储油盖与销轴之间设有用于将储油盖弹性顶压到叉臂上的弹性支撑结构；设置弹性支撑结构能够提高储油盖与叉臂之间的密封性，避免润滑油脂从两者之间溢出而造成污染和浪费。

为方便储油盖的安装，本方案中所述销轴的端部设有销轴环槽，所述销轴环槽内卡设有挡卡，所述弹性支撑结构由所述挡卡形成；挡卡结构简单，安装方便，并且能够起到轴向限位作用，结构紧凑。

为提高操动机构的输出性能，本方案中所述销轴与输出连杆之间设有作为轴承的轴套结构，所述销轴与叉臂之间过盈配合；设置轴套结构能够进一步降低转动阻力，提高操动机构输出性能。

为保证轴套结构的承载能力，本方案中所述轴套结构由双金属自润滑轴承形成；双金属自润滑轴承技术成熟，转动灵活，承载能力强。

为保证润滑效果，本方案中所述销轴孔的外侧孔沿处设有倒角；倒角能够便于润滑油脂向其余部位的扩散，保证润滑效果。

附图说明

图1为本发明的断路器的具体实施例的结构示意图；

图2为图1中操动机构的主视图；

图3为图2的左视图；

图4为图2的轴测图；

图5为图2的操动机构省略了辅助开关后的结构示意图；

图6为图4的操动机构的底部结构示意图；

图7为图6中拐臂与连杆的连接结构示意图；

图8为图7的主视图；

图9为图8的A-A向视图；

图10为图7中拐臂的立体图；

图11为图7中连杆的立体图；

图12为图7中储油盖的立体图；

图13为图12另一视角的立体图；

图14为图9中双金属轴承的立体图；

图15为图14的主视图；

图16为图9中销轴的立体图；

图17为图16的主视图；

图18为图7中挡卡侧立体图；

图19为图18另一视角的立体图。

图中：1-机构箱体；2-产品标识；3-手动储能轴；4-单向轴承；5-合闸电磁铁；6-辅助开关；7-辅助开关安装板；8-分合指示牌；9-储能指示牌；10-合闸簧挂簧轴；11-分闸电磁铁；12-合闸簧组件；13-储能电机；14-输出轴；15-合闸脱扣半轴；16-合闸脱扣塑件；17-扣接量调节装置；18-传动连杆；20-储能轴；21-凸轮；22-输出左拐臂；23-分闸脱扣塑件；24-分闸脱扣半轴；25-超越离合器；26-大锥齿轮；27-大直齿轮；28-小锥齿轮；29-分闸扣板；30-储油盖；31-销轴；32-分闸掣子；33-合闸保持拐臂；34-输出连杆；35-输出中拐臂；36-挡卡；37-双金属自润滑轴承；100-断路器壳体；200-弹簧操动机构；301-油盖环槽；302-内侧槽壁；303-外侧槽壁；311-销轴环槽；312-销轴润滑面；341-连杆销孔；342-倒角；351-叉臂；352-叉臂穿孔；361-卡接部；362-卡接槽；371-内侧面；372-外侧面。

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。

本发明的断路器的具体实施例，如图1所示，断路器包括断路器壳体100、固定在断路器壳体100上的灭弧室和弹簧操动机构200。如图2至图6所示，弹簧操动机构200包括机构箱体1，机构箱体1的中部装配有储能电机13、计数器、手动储能轴3、输出中拐臂35及输出连杆34、产品标识2，以及对称布置在机构箱体1两侧的分合指示牌8、储能指示牌9、合闸电磁铁5与分闸电磁铁11。通过对称式设计使操动机构整体及使用该操动机构的断路器外观更为规则和美观。

机构合闸簧组件12装配于合闸簧挂簧轴10与储能轴20上，且位于机构箱体1右侧；合闸簧挂簧轴10、合闸脱扣半轴15、分闸脱扣半轴24、储能轴20、输出轴14轴向相互平行，水平分布；储能电机13的输出轴轴线与储能轴20轴线垂直，采用直齿轮与锥齿轮结构传动；储能轴20上自左至右装配有凸轮21、超越离合器25、大锥齿轮26、分闸扣板29、合闸簧组件12；输出轴14自左至右装配有输出左拐臂22、输出中拐臂35、合闸保持拐臂33。输出左拐臂22和合闸保持拐臂33位于两个安装板的外侧。输出左拐臂22上装配有与储能轴20上的凸轮21周向挡止配合的挡销，输出轴14与手动储能轴3之间通过挡销以及凸轮21传动配合。

如图2、图5所示，储能电机13（或手动储能轴3）转动，通过齿轮组（含大直齿轮27、小锥齿轮28、大锥齿轮26）传动，带动储能轴20转动，进而带动合闸簧组件12实现储能，装配于储能轴20左侧的超越离合器25实现储能过程中的传动以及储能到位时的离合功能。

如图2、图3和图5所示，储能到位时储能轴20左侧装配的凸轮21与合闸脱扣半轴15完成扣接，合闸电磁铁5推动装配于合闸脱扣半轴15上的合闸脱扣塑件16带动合闸脱扣半轴15转动，实现合闸脱扣功能。

如图2、图3、图5和图6所示，在完成合闸脱扣动作后，储能轴20带动凸轮21转动进而与输出左拐臂22实现接触传动，使输出轴14转动，带动输出中拐臂35及输出连杆34运动，完成合闸操作；合闸到位后装配于输出轴14上的合闸保持拐臂33与分闸掣子32、分闸扣板29相互作用，并通过分闸扣板29与分闸脱扣半轴24的扣接实现合闸保持功能。

如图2、图4和图5所示，分闸电磁铁11推动装配于分闸脱扣半轴24上的分闸脱扣塑件23带动分闸脱扣半轴24转动，实现分闸脱扣功能。

如图3和图4所示，装配在输出轴14上的输出左拐臂22及与之相连的传动连杆18共同构成一套传动装置，该传动装置在机构合闸、分闸动作中带动辅助开关6实现工作状态切换，辅助开关6安装在辅助开关安装板7上，同时带动分合指示牌8实现指示位置切换，即通过一套传动连杆分别实现了辅助开关状态切换与分合指示牌指示位置切换两项功能，节约了零件数量。

如图5所示，本机构中分闸扣板29装配在储能轴20上，常规弹簧操动机构200的分闸扣板一般装配在独立的支撑轴上，本发明取消了支撑轴，既减少了零件数量，同时又压缩了机构内部零件的分布空间，使结构更为紧凑。

如图2所示，手动储能轴3安装支撑处设置有单向轴承4，若储能电机13出现防反转功能失效时，该设计能够防止机构储能过程中储能装置发生反转，提高了机构的可靠性；如图3所示，合闸簧挂簧轴10在机构箱体1的a处通过螺纹连接方式固定，在b处通过过盈配合固定，两处分别加装弹垫，增强了挂簧轴装配的稳固性，使其在工作过程中不易出现疲劳松动现象，提高了机构的可靠性。

如图2至图4所示，在合闸脱扣塑件16、分闸脱扣塑件23处设计有扣接量调节装置17（含调节螺杆和两个锁紧螺母，通过改变锁紧螺母位置可实现调节螺杆旋入旋出距离），扣接量调节装置17端面分别与合闸电磁铁5、分闸电磁铁11端面相接触，通过调整扣接量调节装置17接触端面一侧的伸出长度，可以实现合闸脱扣及分闸脱扣的扣接量调节。当机构长期工作出现合闸脱扣半轴15、分闸脱扣半轴24扣接处磨损时，可以通过调节扣接量来恢复扣接效果，从而提高机构的使用寿命。

如图7和图9所示，输出中拐臂35与输出连杆34通过销轴31铰接，如图10所示，输出中拐臂35末端间隔布置有两个叉臂351，输出连杆34设置在两叉臂351之间，两叉臂351上设有供销轴31穿过的叉臂穿孔352，如图11所示，输出连杆34上设有供销轴31穿过的连杆销孔341，连杆销孔341构成本实施例中的销轴孔。销轴31与叉臂351过盈配合、与输出连杆34之间转动连接，以将输出中拐臂35与输出连杆34铰接。两叉臂351的相背侧于叉臂穿孔352处分别设有储油盖30，如图12和图13所示，本实施例中的储油盖30上设有油盖环槽301，油盖环槽301的内侧槽壁302低于油盖环槽301的外侧槽壁303，使外侧槽壁303顶部顶压在叉臂351侧面，内侧槽壁302顶部与叉臂351之间形成间隔，间隔形成朝向销轴31外周面的开口。需要说明的是，润滑油脂装在油盖环槽301的油脂储存腔内，油脂储存腔由外侧槽壁303、油盖环槽301底壁及内侧槽壁302围成，内侧槽壁302同时围成供销轴31穿过的储油盖穿孔。销轴31具有位于油脂储存腔内的销轴润滑面312。

另外，连杆销孔341与销轴31之间还设有双金属自润滑轴承37，如图14和图15所示，双金属自润滑轴的内侧面371与销轴31固定、外侧面372与连杆销孔341内壁面固定，双金属自润滑轴承37构成本实施例中的轴套结构。为方便润滑油脂向销轴31其余部位的扩散，保证润滑效果，本实施例中的连杆销孔341的孔沿处设有倒角342。在销轴31转动过程中，储油盖30内的润滑油脂会从开口出并在销轴31表面形成油膜，并随着销轴31的转动朝向销轴31的另一端延伸，既保证了销轴31的润滑效果，又能及时地向销轴31与连杆销孔341之间补充润滑介质，并且储油盖30内专门设置了油脂储存腔，能够提高储油盖30的储油量，实现长效润滑的效果，增加断路器的使用寿命。

如图16和图17所示，本实施例中的销轴31端部设有销轴环槽311，销轴环槽311内卡设有如图18所示的挡卡36，挡卡36具有两片卡接部361，储油盖30通过挡卡36的卡接部361压在叉臂351的侧面上。卡接部361的一侧相互连接，各卡接部361上均设有卡接槽362，用于卡接到销轴31的销轴环槽311内。通过挡卡36将储油盖30弹性顶压在叉臂351侧面，提高储油盖30与叉臂351之间的密封性，避免润滑油脂从两者之间溢出而造成污染和浪费。需要说明的是，本实施例中挡卡36的具体结构与使用方法与授权公告号为CN2050497U的实用新型专利中公开的挡卡相同，能够实现轴向挡止并具有一定弹性。输出中拐臂35与输出连杆34通过销轴31实现铰接，当机构实现合闸、分闸动作时，该位置反复转动，磨损较为严重。本发明在该处设计有长效润滑装置，即销轴31两端增设两处储油盖30，其内部涂满润滑油脂，为该处转动部位提供良好的油润滑环境，降低转动摩擦，以实现提高机构寿命的目的。

该断路器的弹簧操动机构具有以下优点；通过弹簧操动机构各功能组件的布局设计，结合机构箱体的使用，实现机构与断路器面板相配合的元件的对称式设计，提高机构本身及断路器外观的美观性；通过辅助触点切换传动及分合状态切换传动共用一套传动连杆、分闸扣板安装位置优化、辅助开关安装位置可选择式设计、实现机构零件数量精简与紧凑式设计；通过增设手动储能轴处单向齿轮（防止储能过程中出现反转）、合闸簧挂簧轴螺纹预紧与过盈配合共同使用的安装方式，来提高机构储能与合闸簧挂簧的可靠性；通过输出连杆处的长效润滑设计，运行中随着摩擦导致的温升，润滑油脂会融化为液态，从而逐渐向其他部位扩散，实现润滑油脂的补充，降低此处的磨损；通过分闸脱扣处与合闸脱扣处扣接量调节装置设计来降低扣接磨损对机构寿命影响。

在上述实施例中，储油体采用的是储油盖，在其他实施例中，储油体也可以使其他结构，例如设置在销轴的径向一侧的空腔物体，空腔物体朝向销轴的一侧设置开口。在其他实施例中，储油盖上的孔可为盲孔，此时销轴端部位于储油盖内而不穿出储油盖，储油盖与叉臂配合后形成密封结构；储油盖上也可不设置油盖环槽，直接利用储油盖内的空间来形成油脂储存腔；储油盖上也可不设置储油盖穿孔，此时可以通过与叉臂外侧面连接的紧固件固定在叉臂上；销轴上也可不设置销轴环槽，此时，可以通过其他方式实现轴向挡止，例如在销轴端部设置螺母，螺母与储油盖之间还可以设置弹簧垫圈、碟簧等，从而能够实现对储油盖的弹性顶压。

本发明的操动机构的具体实施例，本实施例中的操动机构与上述断路器的具体实施例中所述的操动机构的结构相同，不再赘述。

Claims (7)

1.断路器，包括灭弧室和操动机构，所述操动机构包括连接在转轴上的拐臂，拐臂的末端通过销轴铰接有输出连杆，其特征是，所述输出连杆和拐臂的其中一个上设有间隔布置的两个叉臂，另一个的端部设置在两叉臂之间且在其上设有供销轴穿过的销轴孔，两叉臂上设有供销轴穿过的叉臂销孔，两叉臂的相背侧于叉臂销孔处分别设有储油体，所述储油体上设有用于储存润滑油脂的油脂储存腔，所述油脂储存腔具有朝向销轴外周面的开口，所述储油体为扣设在销轴端部或套设在销轴上的储油盖，所述储油盖内设有油盖环槽，所述油盖环槽的内侧槽壁低于油盖环槽的外侧槽壁，外侧槽壁顶部顶压在叉臂侧面上，内侧槽壁顶部与叉臂之间具有形成所述开口的间隔。

2.根据权利要求1所述的断路器，其特征是，所述储油盖与销轴之间设有用于将储油盖弹性顶压到叉臂上的弹性支撑结构。

3.根据权利要求2所述的断路器，其特征是，所述销轴的端部设有销轴环槽，所述销轴环槽内卡设有挡卡，所述弹性支撑结构由所述挡卡形成。

4.根据权利要求1-3任一项所述的断路器，其特征是，所述销轴与输出连杆之间设有作为轴承的轴套结构，所述销轴与叉臂之间过盈配合。

5.根据权利要求4所述的断路器，其特征是，所述轴套结构由双金属自润滑轴承形成。

6.根据权利要求1-3任一项所述的断路器，其特征是，所述销轴孔的外侧孔沿处设有倒角。

7.操动机构，其特征是，所述操动机构为权利要求1-6任一项所述的断路器中的操动机构。

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