CN201556580U - 低压框架断路器 - Google Patents

Abstract

一种低压框架断路器，属于低压电器技术领域。至少包括操作机构、基座、底板、动触头组件、静触头组件以及所述的操作机构的转轴的支撑结构，所述的静触头组件固定安装在所述的底板上，所述的动触头组件通过转轴连接到操作机构上，其特点是：所述的支撑结构包括用于安装到所述的基座上的轴承座，以及设置于所述的轴承座内的、可与所述的操作机构的转轴配合的且能使转轴与轴承座之间实现滚动接触的轴承组件。优点：具有较高的传动效率；具有充分的定位。

Description

低压框架断路器

技术领域

本实用新型涉及一种低压框架断路器，属于低压电器技术领域。

背景技术

如图8、图9、图10所示，一般地，低压框架断路器至少包括操作机构4、基座5、底板6，动触头组件10、静触头组件9以及操作机构4的转轴41的支撑结构。操作机构4和动触头组件10均安装在基座5上，动触头组件10可绕固定支点102转动，操作机构4的转轴41由支撑结构限制其在基座5上的位置。底板6与基座5用紧固件联结，同时将动触头组件10、静触头组件9包容在内部。静触头组件9安装在底板6上。动触头组件10、与动触头组件10组件铰接的连杆103、与连杆103另一端铰接的操作机构4的转轴41上的悬臂412以及基座5构成了四连杆机构，当断路器进行合闸操作时，转轴41绕固定的轴线II-II按图示顺时针方向旋转，通过悬臂412带动连杆103，继而带动动触头组件10绕固定支点102逆时针方向旋转，直至动触头组件10上的动触点101与静触头组件9上的静触点91可靠接触，从而完成合闸过程。分闸操作与之相反。

当断路器处于合闸状态承受短路电流时，用于克服动静触头之间电动斥力的触头弹簧力和电动补偿力会传递至转轴上，使断路器的转轴以及转轴的支撑结构承受较大的作用力，该作用力会引起支撑结构的弹性变形，使断路器合闸状态下的超程减少。一方面，转轴支撑结构的作用是限制过度的弹性变形，使断路器在承受短时耐受电流时的超程变化控制在可接受的小范围内。随着低压框架断路器向高短时耐受方向发展，动静触头之间电动斥力进一步增加，相应地，触头弹簧力和电动补偿力也同步增加。值得注意的是，电动斥力及电动补偿力的增加倍数为电流增加倍数的平方值(假设短时耐受电流提高到原来的1.2倍，则电动斥力及电动补偿力增大到原来的1.44倍)，因此断路器的转轴以及转轴的支撑结构承受的作用力大幅度增加，支撑结构限制过度的弹性变形变得更加困难。另一方面，转轴支撑结构存在负面的作用，在断路器合、分闸过程中由于摩擦消耗掉一部分能量，使断路器机构动作变慢，并给操作机构带来额外的负担，这种不利的额外负担随着短时耐受电流的提高而显著提高，严重影响断路器性能。再一方面，在有限的空间内要使操作机构提供的能量增加，哪怕是很小的能量都非常困难，理想的转轴支撑结构应能够消除或减轻一定范围内的由于转轴直线度误差引起的断路器各相超程不一致的情况，使断路器各相超程尽可能一致，以便实现以最小的合闸能量确保最大的短时耐受指标。

已有技术中，用于低压框架断路器操作机构转轴的支撑结构主要有两种形式：

第一种形式由图9所揭示，该结构包括上下两端固定于断路器基座5上的压板30，所述压板30的近中部位置处形成有弧形凹槽301，该弧形凹槽301与断路器操作机构的转轴41的圆周面配合，对转轴起到向外及上下方向的限位支撑。所述的压板30在转轴41的长度方向可设置为1个或多个。所述的压板30用诸如螺钉、螺栓等紧固件固定在所述的基座5上，而所述的基座5另外与底板6用诸如螺钉、螺栓等紧固件联结。

第二种形式由图10所揭示，该结构包括一端固定于断路器基座5上的压条40，所述压条40的另一端端部设置有圆柱形凹部401，该圆柱形凹部401与断路器操作机构转轴41的圆周面配合，对转轴起到向外及向上方向的限位支撑。所述的压条40在转轴41的长度方向上可设置为1个或多个。所述的压条40用诸如螺钉、螺栓等紧固件固定在所述的基座5上，而所述的基座5另外与底板6用诸如螺钉、螺栓等紧固件联结。

上述两种支撑结构在断路器承受较低的短路电流时可防止过度的弹性变形，确保超程变化控制在可接受的范围内。但在承受较高的短路电流时存在明显的不足：1、传动效率低下：由于压板30或压条40与转轴41均是直接接触的，当转轴41转动时，转轴41与压板30或压条40之间均为滑动摩擦，随着短时耐受电流的提高，合、分闸时作用于转轴41上的力增大，转轴41所受的摩擦阻力也相应增大，既导致转轴动作变慢，严重影响断路器的操作性能，也增加了机构的能量负担，对整机寿命不利；2、限位不充分：由于压板30或压条40与转轴在圆周方向均为非封闭接触，因此转轴在运动时的任意时刻，其转动中心位置无法保持恒定，从而无法消除因转轴直线度误差引起断路器各相超程不一致的影响。

因此，原有的转轴支撑结构还有须改进的方面。

发明内容

本实用新型的任务是要提供一种能确保转轴支撑结构具有较高的支撑刚度、较高的传动效率且定位准确的低压框架断路器。

本实用新型的任务是这样来完成的，一种低压框架断路器，至少包括操作机构、基座、底板、动触头组件、静触头组件以及所述的操作机构的转轴的支撑结构，所述的静触头组件固定安装在所述的底板上，所述的动触头组件通过转轴连接到操作机构上，其特点是：所述的支撑结构包括用于安装到所述的基座上的轴承座，以及设置于所述的轴承座内的、可与所述的操作机构的转轴配合的且能使转轴与轴承座之间实现滚动接触的轴承组件。

在本实用新型的一个具体的实施例中，所述的操作机构和所述的底板位于所述的基座的两侧，所述的支撑结构安装于所述的基座上，与所述的操作机构同侧，所述的基座、底板、支撑结构通过拉杆联结为一体。

在本实用新型的另一个具体的实施例中，所述的轴承座的中间开设有安装孔，安装孔内设置有所述的轴承组件；所述的轴承座的上下两端各开设有固定孔，该固定孔与所述的拉杆机械偶合，将所述的基座、底板、支撑结构联结为一体。

在本实用新型的再一个具体的实施例中，所述的轴承组件为一滚动轴承，包括轴承内圈、轴承外圈以及设在轴承外圈与轴承内圈之间的滚动体组件，所述的轴承内圈的中间设置有转轴安装孔，与所述的转轴的外表面之间构成配合，所述的轴承外圈的外表面与所述的轴承座的安装孔的内表面之间构成配合，所述的滚动体组件含有至少三个滚动体，设置在所述的轴承内圈与所述的轴承外圈之间。

在本实用新型的又一个具体的实施例中，所述的轴承组件包括轴承内圈和滚动体组件，所述的轴承内圈的中间设置有转轴安装孔，与所述的转轴的外表面之间构成配合，所述的滚动体组件含有至少三个滚动体，设置在所述的轴承内圈与所述的轴承座的安装孔的内表面之间。

在本实用新型的进而一个具体的实施例中，所述的轴承组件包括轴承外圈以及设在轴承外圈内部的滚动体组件，所述的轴承外圈的外表面与所述的轴承座的安装孔的内表面之间构成配合，所述的滚动体组件含有至少三个滚动体，设置在所述的轴承外圈的内表面与所述的转轴的外表面之间。

在本实用新型的更而一个具体的实施例中，所述的轴承组件包括滚动体组件，所述的滚动体组件含有至少三个滚动体，设置在所述的转轴的外表面与所述的轴承座的安装孔的内表面之间。

在本实用新型的又进而一个具体的实施例中，所述的滚动体为滚球或滚柱，优选的为滚柱。

本实用新型由于采用上述结构后，具有的优点是：1、具有较高的传动效率：该支撑结构与转轴以滚动轴承的方式联接，因此两者之间由直接接触的滑动摩擦转变为间接的滚动摩擦，从而一方面减少了合、分闸过程中转轴所受的阻力，提高了断路器分合闸性能，另一方面也降低了能量损耗，有利于提高机构寿命；2、具有充分的定位：该支撑结构与转轴在圆周方向为完全封闭接触，因此能保证转轴在运动时的任意时刻，其转动中心位置保持恒定，从而可消除因转轴直线度误差引起断路器各相超程不一致的影响，有利于提高断路器的短时耐受能力。

附图说明

图1为本实用新型所述的轴承座的结构示意图。

图2为本实用新型所述的轴承组件为滚动轴承时的结构示意图。

图3为本实用新型的另一实施例结构简图。

图4为本实用新型的又一实施例结构简图。

图5为本实用新型的再一实施例结构简图。

图6为所述的轴承组件为滚动轴承的实用新型应用于断路器上的应用例示意图。

图7为图6的立体爆炸视图。

图8为断路器的操作机构、基座、底板及动触头、静触头的结构剖视图。

图9为已有技术中的第一种支撑结构形式应用于断路器上的示意图。

图10为已有技术中的第二种支撑结构形式应用于断路器上的示意图。

具体实施方式

通过申请人对实施例的描述，将更加有助于理解本实用新型，并且使本实用新型的积极效果更加体现，但实施例不应视为对本实用新型技术方案的有所限制。

请参阅图1并结合图6，本实用新型所述的支撑结构3安装于所述的断路器基座5上，与所述的操作机构4同侧，包括用于安装到所述的断路器基座5上的轴承座32，以及设置于所述的轴承座32内的，可与所述的断路器操作机构4的转轴41配合的且能使转轴41与轴承座32之间实现直接或间接的滚动接触的轴承组件31。所述的基座5、底板6、支撑结构3通过连接机构串联结为一体，这里优选的连接机构为拉杆7。

所述的轴承座32的两端部各开设有固定孔321，通过所述的固定孔321与所述的拉杆7机械偶合，可将所述的基座5、底板6、支撑结构3串联结为一体，所述的轴承座32的近中部位置的中间开设有安装孔322，所述的安装孔322内设置有所述的轴承组件31。

图2至图5是本实用新型列举的但不限制的四种所述的轴承组件31的具体实施例。

请参阅图2并结合图1、图7，本实用新型所述的轴承组件31优选为一标准滚动轴承，这里的“标准滚动轴承”是指按照大众公知的遵循的工业技术标准制造的滚动轴承，这里优选的是滚针轴承，目的可以更好的承载短路电流引起的电动力传递给机构转轴的较重的径向载荷。所述的标准滚动轴承至少包括轴承内圈311、轴承外圈314以及设在轴承外圈314与轴承内圈311之间的滚动体组件313，其中，所述的轴承外圈314具有与图1所示轴承座32的安装孔322的内表面322a构成紧配合的外表面314a，所述的轴承内圈311的中间设置有安装孔311a，该安装孔311a与图7所示的转轴41的外表面411构成紧配合。所述的滚动体组件313含有至少3个滚动体313a，呈间隔状地设置在轴承内圈311与轴承外圈314之间，由于这里的标准滚动轴承优选的选择为滚针轴承，所以所述的滚动体313a优选的为滚柱，可以较球体更好的承受径向载荷。所述的轴承内圈311能相对于所述的轴承座32围绕所述的安装孔311a的轴线I-I作旋转运动。

请参阅图3并结合图1、图7，本实用新型所述的轴承组件31，包括轴承内圈311和滚动体组件313：所述的轴承内圈311的中间设置有转轴安装孔311a，与所述转轴41的外表面411之间构成紧配合；所述的滚动体组件313含有至少三个滚动体313a，呈间隔状地设置在所述的轴承内圈311与所述的轴承座32之间；所述的滚动体313a可以是滚柱或滚球，优选的为滚柱，可以较球体更好的承受径向载荷；所述的轴承内圈311能相对于所述的轴承座32围绕所述的安装孔311a的轴线I-I作旋转运动。

请参阅图4并结合图1、图7，本实用新型所述的轴承组件31，包括轴承外圈314以及滚动体组件313：所述的轴承外圈314的外表面314a与所述的轴承座32的安装孔322的内表面322a之间构成紧配合；所述的滚动体组件313含有至少三个滚动体313a，呈间隔状地设置在所述的轴承外圈314内；所述的滚动体313a与所述的转轴41的外表面411配合，能使所述的转轴41相对于所述的轴承座32围绕轴线II-II作旋转运动。

请参阅图5并结合图1、图7，本实用新型所述的轴承组件31，包括滚动体组件313：所述的滚动体组件313含有至少三个滚动体313a，呈间隔状地设置在所述的转轴41的外表面411与所述的轴承座32的安装孔322的内表面322a之间，且能使所述的转轴41相对于所述的轴承座32围绕轴线II-II作旋转运动。

图6为至少安装有一个由图1所示的轴承座32和图2所示的轴承组件31组合而成的支撑结构3在低压空气断路器上的应用例示意图，它还包括有断路器操作机构转轴41、基座5、底板6、用于固定安装支撑结构3的拉杆7等。

图7为图6的立体爆炸视图。

请参阅图7并结合图1、图2，图1所示的轴承座32的安装孔322的内表面322a与图2所示的标准滚动轴承组件31的轴承外圈314的外表面314a之间构成紧配合，从而将标准滚动轴承组件31安装于轴承座32的安装孔322内。显然，标准滚动轴承组件31的轴承内圈311可以围绕转轴安装孔311a的轴线I-I作相对于轴承外圈314的转动，而轴承外圈314与轴承座32之间构为紧配合，因此轴承内圈311可以围绕转轴安装孔311a的轴线I-I作相对于轴承座32转动。如图7所示，图2所示的标准滚动轴承组件31的轴承内圈311的转轴安装孔311a与转轴41的外表面411之间构成紧配合，由于安装孔311a的轴线I-I与转轴41转动的轴线II-II重合，所以转轴41可绕轴线II-II作相对于轴承座32转动。

请参阅图7并结合图1、图2，由图1所示的轴承座32和图2所示的轴承组件31组合而成的支撑结构3通过拉杆7与轴承座32的固定孔322机械偶合，与所述的基座5、底板6串联结为一体。该机械偶合的方法不局限的具体举例来说，所述的轴承座32的固定孔321设置为内螺纹孔，拉杆7的一端设置有能与所述的固定孔321旋合的外螺纹，拉杆7依次穿越底板6的配合孔61和基座5上的配合孔51，最后与所述的固定孔321旋合，从而将支撑结构3、基座5、底板6联结为一体。由于转轴41包容于轴承座32内，因此定位精度更高。另外，两者之间设置有轴承组件31，采用滚动体313间隔，并不直接接触，因此两者相对转动时，由以往两者直接接触时的滑动摩擦转变为两者各自与滚动体313的滚动摩擦，转轴41转动时的阻力大大降低，有利于降低合闸能量，提高机构的机械寿命，提高断路器分断速度，改善灭弧效果。还有，由于支撑结构3、基座5、底板6三者通过拉杆7串联结为一体，以往作用于轴承座32上的力不再传递至基座5而引起基座5表面受拉变形，因此转轴41的刚度得到提高，有利于保证合闸状态下触头的超程量，进而有利于断路器短时耐受能力的提高。

分别包含有图3、4、5所示的轴承组件31的支撑结构3的应用例和上述包含有图2的支撑结构的应用例，其原理和工作过程类似，效果也类似，不再赘述。

Claims (8)

1.一种低压框架断路器，至少包括操作机构(4)、基座(5)、底板(6)、动触头组件(10)、静触头组件(9)以及所述的操作机构(4)的转轴(41)的支撑结构(3)，所述的静触头组件(9)固定安装在所述的底板(6)上，所述的动触头组件(10)通过转轴(41)连接到操作机构(4)上，其特征在于：所述的支撑结构(3)包括用于安装到所述的基座(5)上的轴承座(32)，以及设置于所述的轴承座(32)内的、可与所述的操作机构(4)的转轴(41)配合的且能使转轴(41)与轴承座(32)之间实现滚动接触的轴承组件(31)。

2.根据权利要求1所述的低压框架断路器，其特征在于：所述的操作机构(4)和所述的底板(6)位于所述的基座(5)的两侧，所述的支撑结构(3)安装于所述的基座(5)上，与所述的操作机构(4)同侧，所述的基座(5)、底板(6)、支撑结构(3)通过拉杆(7)联结为一体。

3.根据权利要求1所述的低压框架断路器，其特征在于：所述的轴承座(32)的中间开设有安装孔(322)，安装孔(322)内设置有所述的轴承组件(31)；所述的轴承座(32)的上下两端各开设有固定孔(321)，与所述的拉杆(7)机械偶合，将所述的基座(5)、底板(6)、支撑结构(3)联结为一体。

4.根据权利要求1所述的低压框架断路器，其特征在于：所述的轴承组件(31)为一滚动轴承，包括轴承内圈(311)、轴承外圈(314)以及设在轴承外圈(314)与轴承内圈(311)之间的滚动体组件(313)，所述的轴承内圈(311)的中间设置有转轴安装孔(311a)，与所述的转轴(41)的外表面(411)之间构成配合，所述的轴承外圈(314)的外表面(314a)与所述的轴承座(32)的安装孔(322)的内表面(322a)之间构成配合，所述的滚动体组件(313)含有至少三个滚动体(313a)，设置在所述的轴承内圈(311)与所述的轴承外圈(314)之间。

5.根据权利要求1所述的低压框架断路器，其特征在于：所述的轴承组件(31)包括轴承内圈(311)和滚动体组件(313)，所述的轴承内圈(311)的中间设置有转轴安装孔(311a)，与所述的转轴(41)的外表面(411)之间构成配合，所述的滚动体组件(313)含有至少三个滚动体(313a)，设置在所述的轴承内圈(311)与所述的轴承座(32)的安装孔(322)的内表面(322a)之间。

6.根据权利要求1所述的低压框架断路器，其特征在于：所述轴承组件(31)包括轴承外圈(314)以及设在轴承外圈(314)内部的滚动体组件(313)，所述的轴承外圈(314)的外表面(314a)与所述的轴承座(32)的安装孔(322)的内表面(322a)之间构成配合，所述的滚动体组件(313)含有至少三个滚动体(313a)，设置在所述的轴承外圈(314)的内表面(314b)与所述的转轴(41)的外表面(411)之间。

7.根据权利要求1所述的低压框架断路器，其特征在于：所述的轴承组件(31)包括滚动体组件(313)，所述的滚动体组件(313)含有至少三个滚动体(313a)，设置在所述的转轴(41)的外表面(411)与所述的轴承座(32)的安装孔(322)的内表面(322a)之间。

8.根据权利要求4或5或6或7所述的低压框架断路器，其特征在于所述的滚动体(313a)为滚球或滚柱，优选的为滚柱。

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