CN201539514U - 一种电动底盘车的电动操作模块的恒推力离合器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属电动底盘车的电动操作模块的恒推力离合器。本离合器包括齿轮轴、压缩弹簧、顶轴、3个钢球和锥齿轮。齿轮轴的中心孔开口向右，并设有3个与中心孔相通的钢球孔；压缩弹簧和顶轴分左右位于齿轮轴的中心孔内，顶轴位于压缩弹簧的右方；锥齿轮紧配合套在齿轮轴的右轴段上，其中央孔壁上开有3个对称的半圆形槽；3个钢球分别设在齿轮轴的钢球孔内，与顶轴相接触。钢球随着齿轮轴或锥齿轮的转动而嵌入相应一个半圆形槽中，使得锥齿轮与齿轮轴在周向上相互限位，若锥齿轮与齿轮轴之间的阻力通过钢球作用在顶轴上的分力超过压缩弹簧的弹力，则钢球缩回钢球孔内，使得恒推力离合器处于离的状态。

Description

一种电动底盘车的电动操作模块的恒推力离合器

技术领域

本实用新型涉及一种离合器，特别涉及一种用于中置式开关柜的真空断路器电动底盘车电动操作模块的恒推力离合器。

背景技术

随着电力设备制造工艺的进步，电力设备的供电质量越来越稳定，为了进一步提高电力行业的自动化程度，供电行业各单位全面展开了变电站无人值守化改造。

在现有的10kV中置式气体绝缘开关柜中，为了方便地对中置式真空断路器进行检修和测试，一般采用一个底盘车来承载真空断路器，通过该底盘车上装有的行车轮在开关柜内的轨道上前行或后退，而使中置式真空断路器或者处于前方的检修位置，后者处于后方的工作位置，从而能够方便地实现推入(车架从试验位置运动至工作位置并锁定的过程)和退出(车架由工作位置运动至试验位置并锁定的过程)功能。上述底盘车是通过人力操作手柄实现底盘车在开关柜内的运动。该底盘车的结构为：用于承载断路器的车架的底盘框架的两侧装有行车轮，中间装有水平前后布置的T型丝杆及螺母，T型螺母固定在底盘的前部，T型丝杆的前部依次穿过横梁、前面板、后面板与开关柜连接在一起，T型丝杆的顶端为方头，与手柄可拆卸连接，这样T型丝杆可转动但不能有轴向位移，通过手柄转动T型丝杆就可使T形螺母连同车架在开关柜内前行或后退。这种对于底盘车的操作方式太单一，且这种操作方式不符合电力行业的自动化要求，工作人员需要到达现场通过手柄对底盘车进行操作，而对于10kV的电力系统的操作又是比较频繁的。因此，通过改装在底盘车上增加电动操作模块，由其电机和带有离合器的传动机构来实现电动操作底盘车的推入和退出，且底盘车又可进行电、手动操作切换，这种多样化的操作方式符合电力行业的自动化要求。

中国专利文献CN2851710Y公开了一种中置式真空断路器底盘车电动模块的特种离合器，包括顺序装在转轴上的离合器连轴块、离合器分离压簧、离合器离合块、蜗轮、链轮，离合器连轴块和链轮通过弹性圆柱销固定连接在阶梯转轴的两头；离合器连轴块与离合器离合块的相对面外圈上分别制有对应啮合的径向凹槽和径向凸块，相对面上内圈还开有圆形槽，内藏离合器分离压簧；离合器离合块、蜗轮的相对面上对称开有均布在圆周上的圆锥孔并放置有钢球；离合器磨擦弹簧套在离合器离合块的外表面上的U形槽内。但该特种离合器的零部件较多，结构较为复杂，且该特种离合器也不具备过载保护功能，在底盘车在运行的过程中如若出现过载现象，很可能会对整个底盘车造成不可修复的机械损伤，并引起严重的电力安全事故。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种结构简单、安全性较好的电动底盘车的电动操作模块的恒推力离合器。

实现本实用新型目的的技术方案是：本实用新型的一种电动底盘车的电动操作模块的恒推力离合器，包括齿轮轴、压缩弹簧、顶轴、钢球和锥齿轮。

齿轮轴为一个空心轴，其左轴段的外径小于右轴段的外径，齿轮轴设有开口向右的沿轴向设置中心孔，该中心孔的位于左轴段的部分的直径小于位于右轴段的部分的直径。齿轮轴还设有3个与中心孔相通的沿径向设置的呈中心对称的且位于中心孔右端的钢球孔，相邻的钢球孔的轴线之间所夹角度为120度。

顶轴的基本形状为子弹形状，包括圆柱体和连接在圆柱体右端的圆台体。

压缩弹簧由右向左伸入连接轴的中心孔中。顶轴由右向左伸入齿轮轴的中心孔中，且位于压缩弹簧的右方。

锥齿轮包括颈部及连接在颈部右端的齿轮部，齿轮部的中央孔的壁上开有3个沿周向的呈120度分布的半圆形槽。锥齿轮紧配合套在齿轮轴的右轴段上，且其半圆形槽与齿轮轴的钢球孔所在的轴向位置相对，锥齿轮与齿轮轴相配合。

钢球有3个，设置在齿轮轴的相应一个钢球孔内，各钢球的内侧与顶轴相接触，在压缩弹簧的弹力的作用下，顶轴使得各钢球的外侧露出齿轮轴的钢球孔，随着锥齿轮的转动而嵌入相应一个半圆形槽中，从而使得锥齿轮与齿轮轴通过钢球在周向上在一定的阻力范围内相互限位，若锥齿轮与齿轮轴之间的阻力通过钢球作用在顶轴上的分力超过压缩弹簧的弹力，则钢球缩回齿轮轴的钢球孔内，此时锥齿轮与齿轮轴之间的连接关系则变为转动连接的关系。

本实用新型具有积极的效果：本实用新型的结构较为简单，装有本实用新型的电动底盘车在由电动操作模块进行电力驱动时，若出现过载现象，锥齿轮与齿轮轴之间的阻力通过钢球作用在顶轴上的分力超过压缩弹簧的弹力，则钢球缩回齿轮轴的钢球孔内，使得恒推力离合器处于离的状态，齿轮轴相对于锥齿轮空转，使得电动操作模块的动力传输中止，从而有效杜绝了电动操作模块因过载而造成机械损伤，使得装有本实用新型的电动底盘车安全性较好。

附图说明

图1为本实用新型的一种结构示意图。

图2为装有本实用新型的电动底盘车的一种俯视结构示意图。

图3为图2中的底盘框架的结构示意图。

图4为从图2的F向观察时后架板的结构示意图。

图5为从图2的F向观察时前架板的结构示意图。

图6为图2的A-A面剖视图。

图7为从图2的F向观察时固定座的结构示意图。

图8为图7中固定座的立体示意图。

图9为图8中连接套的结构示意图。

图10为图9中连接套的左视示意图。

图11为从图6的下方观察时连接轴的结构示意图。

图12为图11的C-C面剖视图。

图13为图6中顶轴的结构示意图。

图14为从图6的右侧观察时锥齿轮的结构示意图。

图15为图14的D-D面剖视图。

图16为从图2的F向观察时螺母锥齿轮的结构示意图。

图17为图16的E-E面剖视图。

图18为图16所示的螺母锥齿轮的立体示意图。

图19为从图2的F向观察时顶套的结构示意图。

图20为图19的B-B面剖视图。

图21为图2所示的电动底盘车处于“工作”位置时的示意图。

上述附图中的标记如下：

车架1，

底盘框架10，底板10-1，前侧板10-2，后侧板10-3，左侧板10-4，右侧板10-5，

传动机构安装架12，后架板12-1，前架板12-2，支撑套12-3，顶套光孔12-4，顶套螺孔12-5，连接孔12-6，螺母齿轮孔12-7，连接孔12-8，

定位机构2，

丝杆组件26，丝杆26-1，控制手柄28，

固定座30，第一孔段30-1，第二孔段30-2，第三孔段30-3，电机固定螺栓孔30-4，螺纹孔30-5，电机31，动力输出轴31-1，连接套32，

齿轮轴33-1，压缩弹簧33-2，顶轴33-3，钢球33-4，中心孔33-5，钢球孔33-6，

滚动轴承34，锥齿轮35，颈部35-1，齿轮部35-2，半圆形槽35-3，第一平键36-1，第二平键36-2，螺母锥齿轮37，颈部37-1，齿轮部37-2，顶套38，环形安装板38-1，中空圆柱套38-2，固定孔38-3。

具体实施方式

(实施例1)

见图1，本实施例的恒推力离合器包括齿轮轴33-1、压缩弹簧33-2、顶轴33-3、钢球33-4和锥齿轮35。

见图6、图11及图12，齿轮轴33-1为一个空心轴，其左轴段的外径小于右轴段的外径，且左轴段的外径与连接套32的内径相配合。齿轮轴33-1设有开口向右的沿轴向设置中心孔33-5，该中心孔33-5的位于左轴段的部分的直径小于位于右轴段的部分的直径。齿轮轴33-1还设有3个与中心孔33-5相通的沿径向设置的呈中心对称的且位于中心孔右端的钢球孔33-6，相邻的钢球孔33-6的轴线之间所夹角度为120度。齿轮轴33-1还在其左轴段的外表面上设有键槽。

见图6，齿轮轴33-1的左轴段的左部配合安装于连接套32内、位于连接套32的右部，第二平键36-2设置在齿轮轴33-1的键槽和连接套32的键槽之间，使得齿轮轴33-1和连接套32在周向上相互限位。

见图6及图13，顶轴33-3的基本形状为子弹形状，包括圆柱体和连接在圆柱体右端的圆台体。

见图6，压缩弹簧33-2的外径与齿轮轴33-1的中心孔33-5的位于左轴段的部分的直径相对应，其长度比中心孔33-5的位于左轴段的部分的长度要长，压缩弹簧33-2由右向左伸入连接轴33-1的中心孔33-5中。顶轴33-3的圆柱体的外径与齿轮轴33-1的中心孔33-5的位于右轴段的部分的直径相对应，顶轴33-3由右向左伸入齿轮轴33-1的中心孔33-5中，且位于压缩弹簧33-2的右方。

见图14及图15，锥齿轮35包括颈部35-1及连接在颈部35-1右端的齿轮部35-2，齿轮部35-2的中央孔的壁上开有3个沿周向的呈120度分布的半圆形槽35-3。见图2及图6，锥齿轮35紧配合套在齿轮轴33-1的右轴段上，且其半圆形槽35-3与齿轮轴33-1的钢球孔33-6所在的轴向位置相对，锥齿轮35与齿轮轴33-1相配合。

见图6，钢球33-4有3个，设置在齿轮轴33-1的相应一个钢球孔33-6内，各钢球的内侧与顶轴33-3相接触，在压缩弹簧33-2的弹力的作用下，顶轴33-3使得各钢球33-4的外侧露出齿轮轴33-1的钢球孔33-6，随着锥齿轮35的转动而嵌入相应一个半圆形槽35-3中，从而使得锥齿轮35与齿轮轴33-1通过钢球33-4在周向上在一定的阻力范围内相互限位，若锥齿轮35与齿轮轴33-1之间的阻力通过钢球33-4作用在顶轴33-3上的分力超过压缩弹簧33-2的弹力，则钢球33-4缩回齿轮轴33-1的钢球孔33-6内，此时锥齿轮35与齿轮轴33-1之间的连接关系则变为转动连接的关系。

(应用例1)

见图2，本应用例的电动操作模块包括车架1、定位机构2、固定座30、电机31和传动机构。定位机构2包括丝杆组件26；丝杆组件26包括丝杆26-1；车架1包括底盘框架10；电机31和传动机构设置在车架1的底盘框架10上，传动机构的动力输出件螺母锥齿轮37与定位机构2的丝杆26-1螺纹转动配合。传动机构为机械力过载保护的齿轮传动机构。

见图2，车架1包括底盘框架10和传动机构安装架12。

见图3，底盘框架10是由钢板通过冲压和折弯形成的钢制一体件。底盘框架10包括底板10-1、前侧板10-2、后侧板10-3、左侧板10-4和右侧板10-5。底板10-1上设有各零部件的安装孔及螺钉安装孔。

前侧板10-2铅垂设置，按照从上向下的方式连接在底板10-1的前侧边缘上。

后侧板10-3铅垂设置，按照从上向下的方式连接在底板10-1的后侧边缘上。

左侧板10-4铅垂设置，按照从上向下的方式连接在底板10-1的左侧边缘上。

右侧板10-5铅垂设置，按照从上向下的方式连接在底板10-1的右侧边缘上。

见图2，传动机构安装架12包括后架板12-1、前架板12-2和2个支撑套12-3。

见图2及图4，后架板12-1铅垂向设置，由其下端焊接固定在底板10-1上，且位于底板10-1的前中部。后架板12-1的板体中间开有一个圆形的顶套光孔12-4以及3个呈中心对称的顶套螺孔12-5。后架板12-1的上部左右两端各开有一个连接孔12-6。

见图2及图5，前架板12-2的板体中间开有一圆形的螺母齿轮孔12-7，板体的4个角上各开有一个连接孔12-8。

见图2，由2个长螺栓分别依次穿过前侧板10-2上的位于上方的两个连接孔、前架板12-2上的相应一个连接孔12-8、相应一个支撑套12-3和后架板12-1上的相应一个连接孔12-6后、再有相应一个锁紧螺母旋合在螺栓的尾部，从而将后架板12-1、前架板12-2和2个支撑套12-3连接成由前架板12-2固定在底盘框架10的前侧板10-2上的传动机构安装架12；由2个短螺栓依次分别穿过前侧板10-2上的位于下方的两个连接孔和前架板12-2上的相应一个连接孔12-8后，再有相应一个锁紧螺母旋合在螺栓的尾部，从而将前架板12-2固定在前侧板10-2上。

见图2及图6，电动操作模块的传动机构为机械力过载保护的齿轮传动机构，包括前级传动装置、后级传动装置、滚动轴承34和恒推力离合器。恒推力离合器由实施例1得到，恒推力离合器设置在前级传动装置与后级传动装置之间。

见图2、图7及图8，固定座30的基本形状为长方体，固定座30设有左右贯通的圆形安装孔，该安装孔从左至右分为3个孔段，从左至右依次称为第一孔段30-1、第二孔段30-2和第三孔段30-3。第一孔段30-1直径最大长度最小，第二孔段至今最小长度最大，第三孔段直径及长度均位于中间。固定座30还在左右方向的中间部位开有贯通前后的方向工艺孔，该工艺孔在中部与安装孔相交错，从而按照从前至后的次序分为前孔段、交错孔段和后孔段3个孔段，前孔段和后孔段的外周尺寸相同，且在上下尺寸上大于交错孔段。在固定座30的前孔段和后孔段的左侧壁至第一孔段30-1的朝向左侧的端面之间所形成的左端板上开有4个以安装孔的轴线为中心线的4个对称设置的电机固定螺栓孔30-4。固定座30的底部的4个角上各设有1个铅垂向的螺纹孔30-5。4个螺钉分别依次从下向上穿过底板10-1上的相应一个连接孔后旋合在固定座30的底部上相应一个螺纹孔30-5上，从而将固定座30固定在底板10-1上。

见图2，电机31为专用的直流带电磁抱刹电机，内置减速器。电机31在通电时，电磁抱刹也通电吸合，这时它对电机不制动，电机可输出动力；停止对电机31供电后，电磁抱刹也断电，并在弹簧的作用下刹住电机31。电机31的电机壳的右侧端板上开有围绕电机轴的4个螺孔。电机31的动力输出轴31-1设有键槽。电机31的电机壳的右端伸入固定座30的第一孔段30-1内，由4个螺栓从固定座30的左端板的右侧穿过相应一个电机固定螺栓孔30-4后旋合在电机壳的右侧端板上，而将电机31固定在固定座30上。

见图2及图6，传动机构的前级传动装置包括连接套32、第一平键36-1和第二平键36-2。

见图9及图10，连接套32为一个圆柱型空心套。其内壁上设有一个贯穿左右的键槽。连接套32的外径与固定座30内的连接套安装孔的直径相配合，内径与电机31的动力输出轴31-1的直径相配合。见图6，连接套32转动设置在固定座30的第二孔段30-2内。

见图6，电机31的动力输出轴31-1配合安装于连接套32内、位于连接套32的左部。第一平键36-1设置在动力输出轴31-1的键槽和连接套32的键槽之间，使得动力输出轴31-1和连接套32在周向上相互限位。

见图6，齿轮轴33-1的左轴段的右部与滚动轴承34的内圈紧配合，滚动轴承34的外圈紧配合固定在固定座30的第三孔段30-3上。齿轮轴33-1的右轴段伸出固定座30的第三孔段30-3外。

见图14及图15，锥齿轮35的颈部35-1的外径小于固定座30的第三孔段30-3的直径

见图2及图6，后级传动装置包括螺母锥齿轮37和顶套38，还包括同时属于恒推力离合器的锥齿轮35。

见图16、图17及图18，螺母锥齿轮37包括颈部37-1及连接颈部37-1后侧的齿轮部37-2，其中央孔的壁上设有与丝杆26-1上的螺纹相配合的左旋螺纹。颈部37-1的前端是外表直径小于主体直径的圆环柱体，齿轮部37-2的后端是内部直径大于主体直径的沉孔。

见图2、图19及图21，顶套38为钢制一体件，包括位于后侧的环形安装板38-1和连接在环形安装板38-1内圆边缘的中空圆柱套38-2，环形安装板38-1上沿周向开有3个呈中心对称的固定孔38-3。中空圆柱套38-2的外径与传动机构安装架12的后架板12-1的顶套光孔12-4相配合。顶套38由其中空圆柱套38-2从后向前穿过后架板12-1的顶套光孔12-4，且其环形安装板38-1的前端面与后架板12-1的后端面相接触，通过3个螺栓分别穿过环形安装板38-1的相应一个固定孔12-8后旋合在后架板12-1的螺纹孔12-5上，从而将顶套38-3固定在传动机构安装架12上。

见图2，螺母锥齿轮37由其的齿轮部37-2的后端套在顶套38的中空圆柱套38-2的前端，由其颈部37-1的前端伸入传动机构安装架12的前架板12-2的螺母齿轮孔12-7，从而与顶套38以及前架板12-2转动连接。

仍见图2，丝杆26-1的后端依次向后旋转穿过底盘框架10的前侧板10-2、螺母锥齿轮37和顶套38，若车架1处于试验(检修)位置，丝杆26-1的后端还穿过底盘框架10的后侧板10-3。

螺母锥齿轮37通过其左旋螺纹与丝杆26-1的左旋螺纹啮合而与丝杆26-1转动连接。螺母锥齿轮37由其齿轮部37-2与锥齿轮35的齿轮部35-2啮合。

本应用例的电动操作模块使用时，启动电机31后，电磁抱刹通电吸合，随着电机31的动力输出轴31-1的转动，则依次带动连接套32和齿轮轴33-1转动。随着齿轮轴33-1的转动，在压缩弹簧的33-2的作用下，顶轴33-3在齿轮轴33-1的中央孔33-5内向右滑动至锥齿轮35的齿轮部35-2的右端，同时推动3个钢球33-4由其处于外侧的半个球体在其随着齿轮轴33-1的转动中嵌入锥齿轮35的相应一个半圆形槽35-5中，从而使得恒推力离合器处于啮合状态，则电机31的动力输出轴31-1依次带动连接套32、齿轮轴33-1、锥齿轮35和螺母锥齿轮37转动。丝杆26-1在定位组件的作用下不可转动，随着螺母锥齿轮37围绕丝杆26-1的转动，而依次带动顶套38、传动机构安装架12以及底盘框架10开始向“工作”位置移动，也即使得车架1向后移动。

若对电动底盘车实施“退出”电动操作，只需按下控制电路上的控制按钮，使得电机31按照“推入”操作时的相反方向转动。

对电动底盘车实施电动操作时，若底盘车在运动过程中的负载超过正常工作载荷时，恒推力离合器的钢球33-4克服压缩弹簧33-2对顶轴33-3的恒推力，而使得顶轴33-3向左运动，从而使得钢球33-4缩回一部分至齿轮轴33-1的钢球孔33-6中，而使得齿轮轴33-1与锥齿轮35发生打滑，电机31则带动连接套32和齿轮轴33-1空转，从而有效保护了电机31不会因过载而烧坏，恒推力离合器起到了机械力过载保护的作用。

对电动底盘车实施手动操作时，先停止对电机31的供电，则电机31的电磁抱刹也断电而在弹簧的作用下刹住电机31，电机31的动力输出轴31-1、连接套32和齿轮轴33-1都无法转动，此时的恒推力离合器处于合的状态因而锥齿轮35和螺母锥齿轮37在正常工作载荷下不能转动，使得控制手柄28套在丝杆26-1的前端方头上，并用螺钉紧固，此时固定在丝杆26-1脱离定位组件的限制，从而使得丝杆26-1处于可以转动的状态，设置在丝杆26-1的螺纹杆的外周上的螺母锥齿轮37相当于一个固定螺母。因此手动控制手柄28时，丝杆26-1随控制手柄28转动，车架1在螺母锥齿轮37的作用下向后运动而“推入”或向前运动而“退出”。

Claims (1)

1.一种电动底盘车的电动操作模块的恒推力离合器，其特征在于：包括齿轮轴(33-1)、压缩弹簧(33-2)、顶轴(33-3)、钢球(33-4)和锥齿轮(35)；

齿轮轴(33-1)为一个空心轴，其左轴段的外径小于右轴段的外径，齿轮轴(33-1)设有开口向右的沿轴向设置中心孔(33-5)，该中心孔(33-)的位于左轴段的部分的直径小于位于右轴段的部分的直径；齿轮轴(33-1)还设有3个与中心孔(33-5)相通的沿径向设置的呈中心对称的且位于中心孔右端的钢球孔(33-6)，相邻的钢球孔(33-6)的轴线之间所夹角度为120度；

顶轴(33-3)的基本形状为子弹形状，包括圆柱体和连接在圆柱体右端的圆台体；

压缩弹簧(33-2)由右向左伸入连接轴(33-1)的中心孔(33-5)中；顶轴(33-3)由右向左伸入齿轮轴(33-1)的中心孔(33-5)中，且位于压缩弹簧(33-2)的右方；

锥齿轮(35)包括颈部(35-1)及连接在颈部(35-1)右端的齿轮部(35-2)，齿轮部(35-2)的中央孔的壁上开有3个沿周向的呈120度分布的半圆形槽(35-3)；锥齿轮(35)紧配合套在齿轮轴(33-1)的右轴段上，且其半圆形槽(35-3)与齿轮轴(33-1)的钢球孔(33-6)所在的轴向位置相对，锥齿轮(35)与齿轮轴(33-1)相配合；

钢球(33-4)有3个，设置在齿轮轴(33-1)的相应一个钢球孔(33-6)内，各钢球的内侧与顶轴(33-3)相接触，在压缩弹簧(33-2)的弹力的作用下，顶轴(33-3)使得各钢球(33-4)的外侧露出齿轮轴(33-1)的钢球孔(33-6)，随着锥齿轮(35)的转动而嵌入相应一个半圆形槽(35-3)中，从而使得锥齿轮(35)与齿轮轴(33-1)通过钢球(33-4)在周向上在一定的阻力范围内相互限位，若锥齿轮(35)与齿轮轴(33-1)之间的阻力通过钢球(33-4)作用在顶轴(33-3)上的分力超过压缩弹簧(33-2)的弹力，则钢球(33-4)缩回齿轮轴(33-1)的钢球孔(33-6)内，此时锥齿轮(35)与齿轮轴(33-1)之间的连接关系则变为转动连接的关系。

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