CN113300535A - 一种环保气体绝缘开关柜三工位开关电机的机械离合装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环保气体绝缘开关柜三工位开关电机的机械离合装置，包括操作手柄，转动凸轮套，止动凸轮套，推力滚针轴承，重型弹性销并依次驱动连接；切换轴，复位弹簧并依次连接；还包括齿轮，电机转轴套和钢珠；电机转轴套套设在切换轴上并顶部设有第二凹槽；齿轮套合在电机转轴套上并与电机转轴对应圆周上设有第三凹槽；第二凹槽与第三凹槽相互配合构成内置腔；钢珠放置在内置腔内；切换轴顶部设有第一凹槽，切换轴通过操作手柄向下移动时，当第一凹槽与第二凹槽相对应时，手动操作齿轮，此时位于第二凹槽与第三凹槽内的钢珠受齿轮内壁的挤压滚动至第一凹槽内，离合动作完成。本方案使用单一的机械的方式离合，大大提高了机械的稳定性。

Description

一种环保气体绝缘开关柜三工位开关电机的机械离合装置

技术领域

本发明涉及机械制造技术领域，具体涉及一种环保气体绝缘开关柜三工位开关电机的机械离合装置。

背景技术

在中压输配电设备领域中，气体绝缘开关柜与环网柜在使用过程中，单独的断路器不能完成所有的用电操作，经常需要配置三工位开关来应对不同的用电操作要求，并且所有的三工位开关均具备电动操作和手动操作两种功能。

目前主流的三工位开关手动操作时有两种，一种是没有离合装置，手动操作时会直接带着电机一起动作；另一种使用电磁离合结构。在手动操作三工位开关时通过切断电磁离合器2的电源来使电机1离合，参见图1，电磁离合结构包括电机1，电磁离合器2，输出齿轮3，主传动齿轮4，链轮5；此时手动操作通过输出齿轮3带动主传动齿轮4，主传动齿轮4通过主轴带动链轮5转动，来完成手动操作三工位开关。

主流方式一：手动操作时直接带着电机一起动作。对于手动操作而言，增加了电机就意味着增加手动操作力矩。在国家标准中，对三工位开关的手动操作力矩最大值做出了规定，这就使得三工位机构在手动操作直接带着电机一起动作时，存在超出最大值的情况时有出现；再次，操作点击通常都会配置由堵转报警等等功能的控制模块，这种模块使用的是模拟信号来切断电机电源回路，但是电机实际电源回路会存在短接的问题，此时，手动操作负载成倍增加，力矩远超国标中的最大值，甚至人力操作不动。对于用电设备紧急适用手动操作，极易产生严重事故。

主流方式二：适用电磁离合器来离合电机。首先，电磁离合器作为电气元件本身就存在使用寿命的问题，目前气体绝缘开关柜的使用寿命都在30年及以上且免维护。其次，电磁离合器2不是全封闭的，其对使用环境有一定的要求，如灰尘异物、电压波动、湿度、温度、通风条件、最高转速等使用条件限制。再次，需要为电磁离合器2在开关柜辅助回路中增加一路电源；并且在手动操作时需要通过微动开关动作来切断电磁离合器2电源，从而实现离合功能；一旦电磁离合器2的电源回路出现故障，电磁离合器2发生失电情况，那么电机就失效，三工位机构无法实现电动操作，容易引发事故。

基于上述两种主流方式所存在的技术问题，由此可见，如何能够提高环保气体绝缘开关柜在进行手动操作时的稳定性为本领域需解决的问题。

发明内容

针对于现有气体绝缘开关柜在进行手动操作时存在稳定性不高的技术问题，本发明的目的在于提供一种环保气体绝缘开关柜三工位开关电机的机械离合装置，其通过单一机械的方式离合，很好的克服了现有技术所存在的问题。

为了达到上述目的，本发明提供的环保气体绝缘开关柜三工位开关电机的机械离合装置，包括操作手柄，转动凸轮套，止动凸轮套，推力滚针轴承，重型弹性销，复位弹簧，切换轴，齿轮，电机转轴套和钢珠；

所述操作手柄驱动连接转动凸轮套进行转动；所述转动凸轮套与止动凸轮套配合进行轴向移动，所述止动凸轮，推力滚针轴承，重型弹性销依次驱动连接；所述重型弹性销与切换轴进行驱动连接，所述复位弹簧位于切换轴底部；所述重型弹性销带动切换轴进行轴向移动并压缩复位弹簧；

所述切换轴顶部设有第一凹槽；所述电机转轴套套设在切换轴上并顶部设有第二凹槽；所述齿轮套合在电机转轴套上并与电机转轴对应圆周上设有第三凹槽；所述第二凹槽与第三凹槽相互配合构成内置腔；所述钢珠放置在内置腔内；所述切换轴通过操作手柄进行轴向移动，当第一凹槽与第二凹槽相对应时，手动操作齿轮，此时位于第二凹槽与第三凹槽内的钢珠受齿轮内壁的挤压滚动至第一凹槽内，使钢珠脱离齿轮的第三凹槽，即手动操作齿轮时，不再影响钢珠和电机转轴套，离合动作完成。

进一步地，所述转动凸轮套与止动凸轮套的截割面配合形成曲面结构。

进一步地，所述止动凸轮套配合设有限位件；所述转动凸轮转动沿切割曲面挤压止动凸轮套做轴向移动。

进一步地，所述切换轴上设有用于固定重型弹性销的一孔洞。

进一步地，所述电机转轴套套合设置在切换轴外部形成限位结构，限制切换轴动作时为轴向移动。

进一步地，所述电机转轴套上方设有衬套；所述衬套设置在电机转轴套上形成限位结构，限制电机转轴套在动作时为转动状态。

本方案提供的环保气体绝缘开关柜三工位开关电机的机械离合装置，其用钢珠自由滚动的特性，使其在齿轮与切换轴的凹槽内来回滚动完成离合动作与复位动作，通过单一机械的方式离合，手动操作时不带电机动作，大大提高了手动操作时的稳定性。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

图1为现有电磁离合结构示意图；

图2为本机械离合装置的整体结构示意图；

图3为本机械离合装置中转动凸轮套与止动凸轮套曲面配合结构示意图；

图4为本机械离合装置中齿轮与电机转动轴之间的配合结构示意图。

图5为本机械离合装置离合后的立体结构示意图；

图6为本机械离合装置离合后的平面结构示意图；

图7为本机械离合装置离合后的结构剖视图。

下面为附图中的部件标注：

110.联锁弯板120.切换轴121.第一凹槽130.齿轮131.钢珠132.第三凹槽140.转动凸轮套150.止动凸轮套151.限位块160.推力滚针轴承组件170.重型弹性销180.复位弹簧190.电机转轴套191.衬套192.第二凹槽

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

针对于现有气体绝缘开关柜在进行手动操作时存在稳定性不高的技术问题，本发明的目的在于提供一种环保气体绝缘开关柜三工位开关电机的机械离合装置，其通过利用各零件支件的配合以及零件本身的强度，达到离合效果，使用单一的机械方式离合，手动操作时不带电机动作，大大提高了手动操作时环保气体绝缘开关柜三工位开关机构的稳定性。

本方案提供的保气体绝缘开关柜三工位开关电机的机械离合装置，参见图2，包括联锁弯板110，齿轮130，切换轴120，钢珠131，转动凸轮套140，止动凸轮套150，推力滚针轴承组件160，限位块151，重型弹性销170，复位弹簧180和电机转轴套190。

其中，参见图3，联锁弯板110与转动凸轮套140进行配合连接，用于驱动转动凸轮套140进行左右转动.

转动凸轮套140与止动凸轮套150是由空心圆柱体上以外圆半径作为切割线，按一定角度旋转切割空心圆柱体使其成为两个圆柱体，这两个圆柱体就是转动凸轮套140与止动凸轮套150，切割面就是两个体的配合曲面。

止动凸轮套150配合设有限位块151，止动凸轮套150被限位块151卡住，当转动凸轮套140转动时，会沿切割曲面挤压止动凸轮套，使止动凸轮150套下移；其中限位块151焊接在待施工的机架上进行固定。

推力滚针轴承组件160与止动凸轮套150进行配合设置；止动凸轮套150向下移动时，会压住推力滚针轴承组件160进行下移。

重型弹性销170与推力滚针轴承组件160进行配合连接；推力滚针轴承组件160下压时压住重型弹性销170下移。

切换轴120上部设有第一凹槽121，用于与钢珠131进行配合；下部设有孔洞，用于放置重型弹性销170；当重型弹性销170下移时带动切换轴120向下移动。

切换轴120底部设有复位弹簧180，当切换轴120向下移动时，压缩复位弹簧180；复位弹簧180下部设有电机主轴，电机主轴顶住复位弹簧180，使复位弹簧180只能压缩，不能下移。

切换轴120，压缩弹簧180相互连接后一体设置在电机转轴套190内部；电机转轴套190用于限制切换轴120的移动方位，限制切换轴120只能上下移动，不能进行转动。

电机转轴套190下部设有长圆孔，重型弹性销170放置在切换轴120下部的孔洞时，同时两侧穿过电机转轴套190下部的长圆孔，长圆孔在重型弹性销170带动切换轴120向下移时，对重型弹性销170下移的行程进行一定的限位。

电机转轴套190上部还设有第二凹槽192，与齿轮130进行配合连接，具体的配合关系会进一步地进行说明。

进一步地，电机转轴套190上部设有衬套191，衬套191通过卡合的方式与电机转轴套190上部进行配合连接，衬套191用于限制电机转轴套190的运动，使电机转轴套190可转动，不可进行上下移动；其中，衬,190设置在待施工的机架孔内。

同时，电机转轴套190下方通过键连接电机主轴，通过键连接，当电机主轴转动时会带动电机转轴套190进行转动。

齿轮130套合设置在电机转轴套190上，齿轮130与电机转轴套190对应圆周上设有第三凹槽132并与电机转轴套190上的第二凹槽192对应设置；第三凹槽132与第二凹槽192的配合形成一个内置腔，用于放置钢珠131并对钢珠131进行一个限位。

参加图4，当切换轴120上的第一凹槽121与电机转动轴套190上的第二凹槽192对应时，手动操作齿轮130，此时齿轮130内部的钢珠131受齿轮130内壁的压力，会向中心移动，通过电机转动轴套190上的第二凹槽192滚动到切换轴120上的第一凹槽121，钢珠131脱离齿轮的第三凹槽132；此时，手动操作齿轮130动作时，电机不动作，离合动作完成。

下面举例说明其在具体应用时的工作过程：

参见图5-图7，当需要进行手动操作时，联锁弯板110向前或向后滑动，联锁弯板110带动转动凸轮套140进行左右转动，转动凸轮套140与止动凸轮套150的曲面进行配合，带动止动凸轮150套进行下移。

推力滚针轴承组件160受到止动凸轮套150的压力后下移并压住重型弹性销170下移，此时，重型弹性销170带动切换轴120下移并压缩复位弹簧180。

当切换轴120下移，切换轴120上的第一凹槽121与与电机转轴套190上的第二凹槽192对应时，手动操作驱动齿轮130转动时，齿轮130会对设置在齿轮130内部的钢珠131施加一个周向力，将设置在齿轮130内部的钢珠131受齿轮130内壁的挤压向中心移动，并通过电机转动轴190的第二凹槽192滚向切换轴120的第一凹槽121内。

钢珠131脱离齿轮内侧的第三凹槽132后，齿轮130转动不再影响钢珠131及电机转轴套190；此时，手动操作齿轮130动作时，电机不动作，离合动作完成。

当手动操作结束后，联锁弯板110回复原位，带动转动凸轮套140回复原位，压缩的复位弹簧180通过弹性恢复力推动切换轴120上移，切换轴120上的重型弹性销170推动推力滚针轴承组件160上移，止动凸轮套150受推力滚针轴承组件160推力向上移动。

钢珠131受切换轴120向上动作挤压，由切换轴120的第一凹槽121受力向齿轮130的外圆方向滚动。此时，如齿轮130的第三凹槽132与电机转轴套180孔对正，则钢珠131直接通过电机转轴套190的第二凹槽192进入齿轮130的第三凹槽132内，离合装置复位。

如齿轮的第三凹槽132与电机转轴套的第二凹槽192不对正，则电机主轴转动后，带动电机转轴套的第二凹槽192与齿轮的第三凹槽121对正，当电机转轴套的第二凹槽192与齿轮的第三凹槽121对正时，钢珠131会受切换轴120的推力瞬间进入第二凹槽192和第三凹槽121内，完成复位动作，电机动作时，机构动作，电机此时可以有效完成电机操作。

本方案运用钢珠自由滚动的特性，使其在齿轮与切换轴的凹槽内来回滚动完成离合动作与复位动作；同时通过转动凸轮套与止动凸轮套的曲面配合，完成左右转动与上下移动的位移效果的转换，解决电机转动与钢珠滚动复位的运动转换。

由上述方案构成的机械离合装置，有效利用各零件支件的配合以及零件本身的强度，达到离合效果；使用单一的机械的方式离合，操作力矩小，手动操作时不带电机动作，不需要额外电源及控制回路，本身使用寿命长；同时，受环境的影响极小，离合效果更佳。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种环保气体绝缘开关柜三工位开关电机的机械离合装置，其特征在于，包括操作手柄，转动凸轮套，止动凸轮套，推力滚针轴承，重型弹性销，复位弹簧，切换轴，齿轮，电机转轴套和钢珠；

所述操作手柄驱动连接转动凸轮套进行转动；所述转动凸轮套与止动凸轮套配合进行轴向移动，所述止动凸轮，推力滚针轴承，重型弹性销依次驱动连接；所述重型弹性销与切换轴进行驱动连接，所述复位弹簧位于切换轴底部；所述重型弹性销带动切换轴进行轴向移动并压缩复位弹簧；

所述切换轴顶部设有第一凹槽；所述电机转轴套套设在切换轴上并顶部设有第二凹槽；所述齿轮套合在电机转轴套上并与电机转轴对应圆周上设有第三凹槽；所述第二凹槽与第三凹槽相互配合构成内置腔；所述钢珠放置在内置腔内；所述切换轴通过操作手柄进行轴向移动，当第一凹槽与第二凹槽相对应时，手动操作齿轮，此时位于第二凹槽与第三凹槽内的钢珠受齿轮内壁的挤压滚动至第一凹槽内，使钢珠脱离齿轮的第三凹槽，即手动操作齿轮时，不再影响钢珠和电机转轴套，离合动作完成。

2.根据权利要求1所述的一种环保气体绝缘开关柜三工位开关电机的机械离合装置，其特征在于，所述转动凸轮套与止动凸轮套的截割面配合形成曲面结构。

3.根据权利要求1所述的一种环保气体绝缘开关柜三工位开关电机的机械离合装置，其特征在于，所述止动凸轮套配合设有限位件；所述转动凸轮转动沿切割曲面挤压止动凸轮套做轴向移动。

4.根据权利要求1所述的一种环保气体绝缘开关柜三工位开关电机的机械离合装置，其特征在于，所述切换轴上设有用于固定重型弹性销的一孔洞。

5.根据权利要求1所述的一种环保气体绝缘开关柜三工位开关电机的机械离合装置，其特征在于，所述电机转轴套套合设置在切换轴外部形成限位结构，限制切换轴动作时为轴向移动。

6.根据权利要求1所述的一种环保气体绝缘开关柜三工位开关电机的机械离合装置，其特征在于，所述电机转轴套上方设有衬套；所述衬套设置在电机转轴套上形成限位结构，限制电机转轴套在动作时为转动状态。

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