CN204792508U - 一种操动机构及其框架组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种操动机构及其框架组件。框架组件包括供储能主轴绕轴线转动穿装的左、右壁板，左、右壁板左右间隔设置，左、右壁板的前侧和/或后侧的边沿之间桥接固定有支撑壁板，左、右壁板和支撑壁板固定或一体设置而围成机构箱体，以通过箱式结构来装配操动机构中储能主轴及其他零部件，与传统的夹板式结构相比，整个操动机构的骨架刚度高，定位精度高，抗腐蚀性能好，稳定性好，而且箱式结构省去了在夹板之间的支撑轴系，使得整个操动机构的框架组件零部件数目少，可靠性大大提高。

Description

一种操动机构及其框架组件

技术领域

本实用新型涉及一种操动机构及其框架组件。

背景技术

随着电网建设的不断推进，市场对配电一次设备的需求量不断增加，也对配电一次设备的操动机构的要求越来越高。弹簧操动机构具有功能原理简单、成本低、储能稳定可靠的突出优点，广泛应用于7.2kV和40.5kV开关设备中，是目前配电开关领域用量最大的操动机构，但大量的电网故障统计数据表明,弹簧操动机构的故障是导致开关设备“拒、误动”的主要原因，因此，为了进一步提高开关设备的可靠性，需要进一步提高弹簧操动机构的机械寿命和可靠性。

传统的弹簧操动机构一般采用夹板式的支撑结构，这种支撑结构依靠几个定位杆将两块支撑轴系的钢板连接在一起，实现储能部件和传动部件动作。例如，开关行业巨头ABB公司在其实用新型专利《用于中压开关的驱动机构及包括该驱动机构的中压开关》（授权公告号：CN201594475U）中公开了一种夹板式结构的弹簧操动机构，该弹簧操动机构的结构如图1所示，基板101、前板102、前隔板103、后隔板104和定位销轴共同组成了机构夹板式的框架结构，该弹簧操动机构的储能操作轴106、输出轴105、合闸弹簧、传动齿轮等零部件都设置在前板和基板之间。此外，上海西门子开关有限公司也在其专利《一种弹簧操动机构及断路器》（授权公告号：CN202549750U）中公开了一种夹板式结构的弹簧操动机构，其结构如图2所示，包括机构框架201、合闸储能弹簧202、储能操作轴203、储能拐臂204和储能电机205，这种夹板式的弹簧操动机构零部件多，机构的整体刚度和稳定性不高，在实际运行过程中由于操作冲击的影响，可能会带来局部松动，而影响关键部位的配合，造成弹簧操动机构的误动或拒动。

除了上述典型的夹板式操动机构的支撑结构外，还有以西门子3AH系列真空真空断路器所用弹簧操动机构为代表的类夹板式支撑结构，该夹板式操动机构如图3所示，这种操动机构的储能机构、储能驱动机构、合闸机构、分闸机构和辅助开关等二次元件分模块分散布置在断路器框架301上，即操动机构的合闸弹簧302、减速机箱303、位置开关304、储能指示器305、分合闸指示牌306、操作计数器307、储能电机308、分闸弹簧309、机构输出轴310、辅助开关连杆311、脱扣线圈312、分闸电磁铁313、合闸电磁铁314、辅助开关315和防跳接触器316等分散布置在断路器框架上，致使各个模块的相对定位精度很难提高，影响了机构的寿命和可靠性。机构与断路器框架耦合在一起，导致其通用性不高。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种操动机构的框架组件，旨在解决现有技术中夹板式框架组件整体刚度和稳定性不高所造成的，在操动机构分合闸冲击力作用下，夹板式框架组件容易出现变形，使得整个操动机构寿命和可靠性降低的问题；同时，本实用新型的另一个目的是提供一种使用该框架组件的操动机构。

为了实现以上目的，本实用新型中框架组件的技术方案如下：

框架组件，包括供储能主轴绕轴线转动穿装的左、右壁板，左、右壁板左右间隔设置，左、右壁板的前侧和/或后侧的边沿之间桥接固定有支撑壁板，左、右壁板和支撑壁板固定或一体设置而围成机构箱体。

左、右壁板和支撑壁板一体铸造成型而形成机构箱体。

左、右壁板的前侧和后侧的边沿之间均桥接固定有支撑壁板，机构箱体为四周被左、右壁板和两侧支撑壁板围挡的筒状箱体。

支撑壁板上设有供手动储能操作轴转动穿装的手动储能安装位，手动储能安装位处于左右壁板之间，且手动储能安装位与左、右壁板上的储能主轴安装位空间交错设置。

机构箱体的顶部固定有供二次元件装配的二次元件安装板。

本实用新型中操动机构的技术方案如下：

操动机构，包括框架组件及其上装配的储能主轴，框架组件包括供储能主轴绕轴线转动穿装的左、右壁板，左、右壁板左右间隔设置，左、右壁板的前侧和/或后侧的边沿之间桥接固定有支撑壁板，左、右壁板和支撑壁板固定或一体设置而围成机构箱体。

左、右壁板和支撑壁板一体铸造成型而形成机构箱体。

机构箱体的顶部固定有供二次元件装配的二次元件安装板。

支撑壁板上转动穿装有与储能主轴传动连接的手动储能操作轴，手动储能操作轴处于左、右壁板之间并与储能主轴空间交错设置。

手动操作轴啮合传动连接有转动穿装在支撑壁板上的驱动轴，驱动轴通过斜齿轮啮合传动连接或涡轮蜗杆传动连接在储能主轴上。

本实用新型中框架组件的左、右壁板供储能主轴装配，支撑壁板在左、右壁板之间起到隔设支撑作用，使得左、右壁板和支撑壁板固定或一体设置而围成机构箱体，即通过箱式结构来装配操动机构中储能主轴及其他零部件，与传统的夹板式结构相比，整个操动机构的骨架刚度高，定位精度高，抗腐蚀性能好，稳定性好，而且箱式结构省去了在夹板之间的支撑轴系，使得整个操动机构的框架组件零部件数目少，可靠性大大提高。

进一步的，支撑壁板上转动穿装有与储能主轴传动连接的手动储能操作轴，手动储能操作轴处于左、右壁板之间并与储能主轴空间交错设置，这样，手动储能操作轴将从储能主轴的中段向其传递储能扭矩，相比现有技术中，手动储能操作轴和储能主轴平行设置的结构，本实用新型中手动储能操作轴和储能主轴空间交错设置后，将能够更加充分的利用机构箱体内的空间，不但将减少整个操动机构所占用的空间，而且手动储能操作轴的操作端将避开储能主轴两端的部件，使得手动操作空间更大，方便手动储能作业。

附图说明

图1是现有技术中ABB公司的弹簧操动机构；

图2是现有技术中西门子公司的传统夹板式弹簧操动机构；

图3是现有技术中西门子公司3AH系列真空真空断路器；

图4是本发明中操动机构的实施例1的立体结构示意图；

图5是本发明中操动机构的实施例1在另一视角下的立体结构示意图；

图6是本发明中操动机构的实施例1在去除左壁板后的立体结构示意图；

图7是本发明中操动机构的实施例1的合闸弹簧的立体结构示意图

图8是本发明中操动机构的实施例2的立体结构示意图。

具体实施方式

本实用新型中操动机构的实施例1：如图4至图7所示，该操动机构是一种箱体式弹簧操动机构，包括框架组件及其上装配的各个功能模块，框架组件主要由前支撑壁板、后支撑壁板、左壁板和右壁板一体铸造而成的铝合金材质的机构箱体1及其顶部固定的U形的二次元件安装板9构成，机构箱体1为通过左壁板和右壁板的底部相背侧设置的耳板固定在底盘上、且顶部开口的方筒状箱体，二次元件安装板9的卡扣连接在机构箱体1的顶部，二次元件安装板9的内壁面贴合在机构箱体1的左、右侧外壁面和后侧外壁面上，二次元件安装板9的前侧开口为槽口、后侧封闭。机构箱体1上开设有供储能电机8、机构输出轴28、储能轴、合闸脱扣半轴19、分闸脱扣半轴34、手动储能操作轴35、驱动轴等零件转动穿装的安装孔，其中储能主轴29的转动穿装在左壁板和右壁板上，且储能主轴29的两端分别从左壁板和右壁板的相背侧伸出，储能主轴29的右端止旋装配凸轮4、左端连接储能拐臂3，储能拐臂3和底盘之间挂装有合闸弹簧2；手动储能操作轴35转动穿装在前支撑壁板和后支撑壁板上，手动储能操作轴35空间垂直交错设置在储能主轴29的上方，手动储能操作轴35的前端从前支撑壁板的前侧伸出，伸出部分止旋装配储能手柄7，而手动储能操作轴35的后端固连手动储能主轴直齿轮，该手动储能主轴直齿轮和驱动轴上单向止旋装配的传动直齿轮21啮合传动连接，再通过驱动轴前端固定的电机输出锥齿轮23啮合传动杆连接在储能主轴29上固定的储能主轴锥齿轮24上，以使得手动操作轴啮合传动连接有转动穿装在支撑壁板上的驱动轴，驱动轴再通过斜齿轮啮合传动连接在储能主轴29上。

本实施例中操动机构采用模块化设计，包含储能机构、合闸机构、分闸机构和二次元件，其中储能机构和分闸机构布置在机构箱体1内部；合闸机构布置在机构箱体1外部左侧；合闸簧布置在机构箱体1外部；机构箱体1和底盘之间还设置有底盘车联锁15；二次元件集中布置在机构箱体1上方的二次元件安装板9中。

储能机构包括电动储能和手动储能两个部分。其中电动储能机构由储能电机8、驱动轴、电机输出锥齿轮23、储能主轴锥齿轮24、储能主轴29、储能拐臂3、合闸弹簧2等零部件组成。储能电机8安装在机构箱体1外部后方，电机输出端的驱动轴与储能主轴29垂直布置。电机输出的转矩通过电机输出锥齿轮23储能主轴锥齿轮24传递到储能主轴29上，带动储能拐臂3旋转，压缩合闸弹簧2完成电动储操作。合闸弹簧2采用矩形螺旋弹簧，与传统的圆形截面螺旋弹簧相比，其体积大大减小，而且其使用寿命高达三十万次。手动储能时，打开折叠在储能手柄7中间凹槽内的手柄，摇动手动储能操作轴35，通过手动储能主轴29上的手动储能轴直齿轮22和传动直齿轮21带动电机输出锥齿轮23转动，再通过储能主轴锥齿轮24带动储能主轴29转动，压缩合闸弹簧2完成手动储能操作。电机输出锥齿轮23和传动直齿轮21相对固定，都安装在驱动轴上。为了防止手动储能时，储能电机8跟随传动直齿轮21转动，在传动直齿轮21和驱动轴之间设计单向轴承。为了防止电动储能时，储能手柄7跟随储能电机8转动，在储能手柄7上也设置了单向轴承。

合闸机构由合闸弹簧2、储能拐臂3、储能主轴29、凸轮4、合闸扣板5、合闸脱扣滚轮18、合闸脱扣半轴19、合闸脱扣半轴复位簧20、输出拐臂32、输出连杆33、输出轴拐臂6和机构输出轴28等零部件组成。合闸脱扣滚轮18安装在凸轮4上。储能主轴29和凸轮4采用滚柱式超越离合器连接。储能到位后，合闸脱扣半轴19通过合闸扣板5锁住合闸脱扣滚轮18，使凸轮4保持在储能完成位置。合闸时，合闸脱扣半轴19打开，储能主轴29上的凸轮4在合闸弹簧2带动下直接驱动输出轴输出，减少了传动环节，提高了传动效率。

分闸机构由分闸半轴挡片25、分闸脱扣半轴34、分闸半轴复位弹簧26、分闸扣板27、机构输出轴28、分闸扣板复位簧30、合闸保持掣子31等零部件组成。合闸到位后，由合闸保持掣子31将机构输出轴28保持在合闸位置。接到分闸命令后，分闸脱扣半轴34打开，分闸扣板27顺时针旋转使分闸掣子放开机构输出轴28完成分闸操作。

辅助开关13、行程开关12等二次元件和储能指示牌11集中安装在二次元件安装板9上，并布置在机构箱体1上方，生产时可以与机构箱体1分开装配再总装，提高了生产效率；使用过程中更换损坏的电气元件时只需将二次元件安装板9拆下而无需拆卸其它机械零部件，降低了维修工作量。

本实施例中框架组件采用箱体式结构，高强度铝合金铸造成形，刚度高，定位精度高，抗腐蚀性能好，稳定性好。储能弹簧采用矩形螺旋弹簧，与传统的圆形截面螺旋弹簧相比，其体积大大减小，为机构的小型化创造了条件，而且使用寿命高达三十万次以上。操动机构采用模块化设计，内部包含了储能机构、储能驱动机构、合闸机构、分闸机构和辅助开关13等二次元件，其中储能机构和分闸机构布置在机构箱体1内部；合闸机构布置在机构箱体1外部左侧；合闸簧布置在机构箱体1外部。辅助开关13、行程开关12等二次元件集中安装在二次元件安装板9上，并布置在机构箱体1上方，生产时可以与机构箱体1分开装配再总装，提高了生产效率；使用过程中更换损坏的电气元件时只需将二次元件安装板9拆下而无需拆卸其它机械零部件，降低了维修工作量。操动机构由安装在储能轴上的凸轮4直接驱动输出轴输出，减少了传动环节，提高了传动效率。储能电机8安装在机构箱体1外部后方，采用锥齿轮传动，结构紧凑，效率高，安装也比较方便。这种操动机构通用性强，只需更换合闸弹簧2，就能够满足7.2kV至40.5kV配电开关设备的操动要求。

本实用新型中操动机构的实施例2：本实施例与实施例1的区别在于，如图8所示，将计数器416和分合闸指示牌417也集中安装到二次元件安装板409上；储能手柄407采用带把手的摇臂结构。图8中，机构箱体401、合闸弹簧402、储能拐臂403、储能手柄407、分闸电磁铁410、储能指示牌411、行程开关412、辅助开关413、合闸电磁铁414等位置与实施例中相同。

在上述实施例中，手动储能操作轴和储能主轴空间垂直交错设置，在其他实施例中，手动储能操作轴也可以和储能主轴平行设置。

在上述实施例中，手动储能操作轴从储能主轴的中段进行动力输入，在其他实施例中，手动储能操作轴也可以从储能主轴的端部进行动力输入。

本实用新型中框架组件的实施例：本实施例中框架组件的结构与上述实施例中框架组件的结构相同，因此不再赘述。

Claims (10)

1.框架组件，其特征在于，包括供储能主轴绕轴线转动穿装的左、右壁板，左、右壁板左右间隔设置，左、右壁板的前侧和/或后侧的边沿之间桥接固定有支撑壁板，左、右壁板和支撑壁板固定或一体设置而围成机构箱体。

2.根据权利要求1所述的框架组件，其特征在于，左、右壁板和支撑壁板一体铸造成型而形成机构箱体。

3.根据权利要求1或2所述的框架组件，其特征在于，左、右壁板的前侧和后侧的边沿之间均桥接固定有支撑壁板，机构箱体为四周被左、右壁板和两侧支撑壁板围挡的筒状箱体。

4.根据权利要求1或2所述的框架组件，其特征在于，支撑壁板上设有供手动储能操作轴转动穿装的手动储能安装位，手动储能安装位处于左右壁板之间，且手动储能安装位与左、右壁板上的储能主轴安装位空间交错设置。

5.根据权利要求1或2所述的框架组件，其特征在于，机构箱体的顶部固定有供二次元件装配的二次元件安装板。

6.操动机构，包括框架组件及其上装配的储能主轴，其特征在于，框架组件包括供储能主轴绕轴线转动穿装的左、右壁板，左、右壁板左右间隔设置，左、右壁板的前侧和/或后侧的边沿之间桥接固定有支撑壁板，左、右壁板和支撑壁板固定或一体设置而围成机构箱体。

7.根据权利要求6所述的操动机构，其特征在于，左、右壁板和支撑壁板一体铸造成型而形成机构箱体。

8.根据权利要求6所述的操动机构，其特征在于，机构箱体的顶部固定有供二次元件装配的二次元件安装板。

9.根据权利要求6或7或8所述的操动机构，其特征在于，支撑壁板上转动穿装有与储能主轴传动连接的手动储能操作轴，手动储能操作轴处于左、右壁板之间并与储能主轴空间交错设置。

10.根据权利要求9所述的操动机构，其特征在于，手动储能操作轴啮合传动连接有转动穿装在支撑壁板上的驱动轴，驱动轴通过斜齿轮啮合传动连接或涡轮蜗杆传动连接在储能主轴上。