專利名稱：低壓塑殼斷路器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種低壓塑殼斷路器，特別是一種采用電動(dòng)斥力原理進(jìn)行 限流的低壓塑殼斷路器，外殼內(nèi)安裝有由動(dòng)、靜觸頭對(duì)構(gòu)成的觸頭系統(tǒng)，其中 動(dòng)觸頭采用旋轉(zhuǎn)觸橋式雙斷點(diǎn)的開斷結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
塑殼斷路器是一種具有模制絕緣外殼的低壓斷路器，或稱MCCB (Molded-case Circuit Breaker)，普遍用于作為低壓配電系統(tǒng)的分支開關(guān)，屬 于最常用的低壓斷路器中的一類。這類塑殼斷路器主要包括采用雙斷點(diǎn)的開斷 結(jié)構(gòu)的雙觸點(diǎn)觸頭系統(tǒng)、利用氣吹作用引弧的柵片滅弧系統(tǒng)、操作機(jī)構(gòu)、采用 沖擊電磁鐵結(jié)構(gòu)來(lái)達(dá)到限流目的的熱-磁式脫扣器和輸入、輸出接線裝置。塑 殼斷路器的所有部件都裝在其可扣合在一起的塑料外殼上，既起支撐體作用， 又起絕緣作用，操作手柄位于塑殼的頂部。在塑殼斷路器的觸頭系統(tǒng)中，動(dòng)觸頭的轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)是個(gè)重要部件，它由觸頭 支持部件、操作驅(qū)動(dòng)部件、轉(zhuǎn)軸部件組成。這里所述的觸頭支持部件的作用是 將動(dòng)觸頭通過(guò)觸頭支持固定在轉(zhuǎn)軸上。所述的揭:作驅(qū)動(dòng)部件的作用是將斷路器 的操作機(jī)構(gòu)和脫扣機(jī)構(gòu)的力和運(yùn)動(dòng)傳遞到轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)斷路器的操作機(jī) 構(gòu)和脫扣機(jī)構(gòu)對(duì)轉(zhuǎn)軸的操作控制和脫扣控制。在操作機(jī)構(gòu)的控制下，當(dāng)轉(zhuǎn)軸在 操作驅(qū)動(dòng)部件的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，轉(zhuǎn)軸可帶動(dòng)動(dòng)觸頭擺動(dòng)，從而使斷路器的動(dòng)觸 頭與靜觸頭閉合或斷開；在脫扣機(jī)構(gòu)的控制下，轉(zhuǎn)軸可帶動(dòng)動(dòng)觸頭完成斷路器 的斷開動(dòng)作。這里所述的轉(zhuǎn)軸部件的作用則是將轉(zhuǎn)軸樞轉(zhuǎn)地支承在斷路器的塑 殼底座上，以確保轉(zhuǎn)軸的正常工作。眾所周知，雙觸點(diǎn)觸頭系統(tǒng)采用旋轉(zhuǎn)雙斷點(diǎn)的開斷結(jié)構(gòu)，比單斷點(diǎn)結(jié)構(gòu)具 有更佳的限流效應(yīng)。然而，其轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)靈活性是影響斷路器的操作機(jī)構(gòu)所需 的操作力大小、觸頭支持部件的閉合/斷開速度的關(guān)鍵，而轉(zhuǎn)軸的運(yùn)動(dòng)精度是影 響動(dòng)、靜觸頭之間的接觸性能的關(guān)鍵。這里所述的操作力的大小，不僅影響斷 路器產(chǎn)品的開斷性能，而且還直接影響斷路器產(chǎn)品的體積和重量。因?yàn)椴僮髁?越大，操作時(shí)越費(fèi)勁，為承受操作力載荷，不得不加大塑殼等受力件的尺寸， 以確保受力件具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，由此也增加了制造成本。這里所述的閉合 /斷開速度，是影響斷路器的短路分?jǐn)嗄芰?、電氣壽命和工作可靠性、安全性?關(guān)鍵要素，閉合/斷開速度越快，短路分?jǐn)嗄芰υ綇?qiáng)，電弧對(duì)觸頭的燒蝕破壞越 小，產(chǎn)品的電氣壽命越長(zhǎng)，工作可靠性、安全性越高。這里所述的運(yùn)動(dòng)精度， 對(duì)動(dòng)、靜觸頭的接觸性能、多極斷路器的各極觸頭的閉合/斷開的同步性和各極 觸頭接觸力的均衡性都有直接的影響，各極觸頭的閉合/斷開的同步性越差，越 易燒壞斷路器負(fù)載端的設(shè)備，各極觸頭接觸力的均衡性越差，則各極觸頭的接 觸電阻相差越大，導(dǎo)致接觸電阻大的極溫升嚴(yán)重或不能正常工作。這里所述的 接觸性能是指動(dòng)、靜觸頭相壓接后的接觸電阻的大小，接觸電阻越大，則接觸 性能越差，而且溫升越嚴(yán)重。由于接觸性能與接觸力的大小及接觸位置有關(guān)， 因此，轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)精度對(duì)于接觸性能非常敏感?，F(xiàn)有的低壓塑殼斷路器，其觸頭系統(tǒng)的轉(zhuǎn)軸部件均為滑動(dòng)支承，由于轉(zhuǎn)軸 和塑殼底座之間采用了滑動(dòng)支承的結(jié)構(gòu)，它們之間存在嚴(yán)重的滑動(dòng)摩擦阻力， 由此導(dǎo)致操作力大、轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活和運(yùn)動(dòng)精度低等嚴(yán)重問題。在現(xiàn)有的低壓 塑殼斷路器的轉(zhuǎn)軸部件的結(jié)構(gòu)中，最為典型和使'用最為普遍的是單軸滑動(dòng)支承 結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是將多極觸頭支持連在一起，用熱固性塑料經(jīng)壓制或注塑成一根 整體轉(zhuǎn)軸，這種轉(zhuǎn)軸依靠底座上的二個(gè)或多個(gè)半圓形的軸承座支撐，上端用一 半圓形的軸承蓋壓住，以保證轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)中心固定，轉(zhuǎn)軸與軸承座為滑動(dòng)摩擦。 因?yàn)檗D(zhuǎn)軸與其下端的軸承座及上端的軸承蓋之間必須有間隙，于是如果間隙過(guò)大，轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)中心就會(huì)變動(dòng)，很難保證轉(zhuǎn)軸的運(yùn)動(dòng)精度；反之如果過(guò)小，則 轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活、摩擦大，從而使得整個(gè)斷路器的操作力大，斷路器的閉合/斷開速 度慢，嚴(yán)重影響拉斷電弧的速度，從而導(dǎo)致斷路器的短路分?jǐn)嗄芰档汀４送?對(duì)轉(zhuǎn)軸的尺寸及軸承座、軸承蓋的加工尺寸和裝配要求很高，生產(chǎn)時(shí)設(shè)計(jì)要求很難得到保證。如專利文件92111529.6 (授權(quán)公告號(hào)為CN1028935C)中公開的是一種典 型的已為人所知的低壓塑殼斷路器的轉(zhuǎn)軸部件結(jié)構(gòu)，其觸頭系統(tǒng)中動(dòng)觸頭的三 極或多極觸頭支持是單獨(dú)的圓柱體，在圓柱體的側(cè)面開有一個(gè)或?qū)ΨQ地開有二 個(gè)孔，用 一根或二根細(xì)長(zhǎng)軸將操作機(jī)構(gòu)的下連桿與三極或多極觸頭支持連接起 來(lái)，實(shí)現(xiàn)斷路器的閉合與斷開操作。該種結(jié)構(gòu)要求轉(zhuǎn)軸、軸承座、軸承蓋的形 位尺寸和裝配精度很高，使生產(chǎn)效率降低、制造成本升高。轉(zhuǎn)軸因細(xì)長(zhǎng)、剛度 差，故受力容易變形，使得觸頭運(yùn)動(dòng)精度低，特別容易造成遠(yuǎn)離操作機(jī)構(gòu)的極 的觸頭壓力下降，動(dòng)觸頭和靜觸頭之間的接觸壓力得不到可靠保證，從而造成 接觸電阻大，溫升高，情況嚴(yán)重時(shí)可能出現(xiàn)不通電現(xiàn)象、燒壞負(fù)載端的設(shè)備等 問題。為解決這一問題，有些低壓斷路器專門為遠(yuǎn)離操作機(jī)構(gòu)的極加裝一輔助 合閘機(jī)構(gòu)，用來(lái)保證觸頭終壓力，這樣不僅提高了成本，工作可靠性也下降了。工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，大大促進(jìn)了現(xiàn)代低壓配電系統(tǒng)的 廣泛應(yīng)用，低壓配電事業(yè)的迅速發(fā)展，不僅要求作為低壓配電電器的低壓斷路 器小型化、模數(shù)化，而且要求具有高性能，特別是要求具有高開斷性能。目前 國(guó)內(nèi)外制造塑殼斷路器的企業(yè)都面臨著在滿足小型化、模數(shù)化的同時(shí)，難以保 持和提高小型低壓塑殼斷路器的開斷能力的困擾。上述已有的低壓斷路器的轉(zhuǎn) 軸與塑殼底座采用滑動(dòng)支承的結(jié)構(gòu)，由于它們之間存在很大的摩擦力，從而導(dǎo) 致轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活、斷路器的操作力大、閉合/斷開速度慢、短路分?jǐn)嗄芰Φ?、?dòng)觸頭的運(yùn)動(dòng)精度低、各極觸頭的閉合/斷開同步性差、各極觸頭的接觸力不均 衡，動(dòng)、靜觸頭的接觸性能差等嚴(yán)重問題，難以保持要求的開斷能力和達(dá)到應(yīng) 有的開斷效果。此外，轉(zhuǎn)軸與觸頭支持經(jīng)壓制或注塑形成一體，所以不同極數(shù)的斷路器的 轉(zhuǎn)軸，由于其長(zhǎng)度和觸頭支持的數(shù)量不同，必須用不同的注塑模具成形，大大 增加了生產(chǎn)成本，降^^了生產(chǎn)效率。實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克腋上述現(xiàn)有技術(shù)的各種缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于制造、成本低、工作可靠和電氣壽命長(zhǎng)的新一代低壓斷路器。由于在轉(zhuǎn)軸 上巧妙地采用了滾動(dòng)軸承，改滑動(dòng)支承為滾動(dòng)支承，這種斷路器不僅操作力小、 通/斷速度快、短路分?jǐn)嗄芰?qiáng)、動(dòng)觸頭的運(yùn)動(dòng)精度高，而且各極動(dòng)觸頭通用性 強(qiáng)、接觸性能良好，從而各極動(dòng)、靜觸頭的閉合/斷開的同步性好。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了以下的斷路器技術(shù)方案。具有塑殼底座5和與塑殼底座5相配的塑殼蓋板構(gòu)成的模制絕緣外殼，在 所述外殼內(nèi)設(shè)有執(zhí)行電路閉合/斷開操作的觸頭系統(tǒng)及其操作機(jī)構(gòu)，所述觸頭系 統(tǒng)由靜觸頭部件、動(dòng)觸頭部件、滅弧室和安裝在滅弧室內(nèi)的滅弧柵組成，所述 的動(dòng)觸頭部件包括在操作機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)下可實(shí)現(xiàn)與靜觸頭部件接觸或分離的雙觸 點(diǎn)動(dòng)觸橋，和一個(gè)將相鄰極的動(dòng)觸頭部件固定連接的轉(zhuǎn)軸部件30。所述的轉(zhuǎn)軸 部件30包括至少一個(gè)用于安裝動(dòng)觸橋的觸頭支持1、至少一個(gè)用于連接相鄰極 觸頭支持1的轉(zhuǎn)軸3、至少一個(gè)用于支承轉(zhuǎn)軸3的滾動(dòng)軸承4，所述的轉(zhuǎn)軸部 件30通過(guò)滾動(dòng)軸承4被安裝在塑殼底座5上，以提高轉(zhuǎn)軸部件30的運(yùn)動(dòng)精度 和運(yùn)動(dòng)靈活性。所述的軸承4通過(guò)塑殼底座5上的軸承座6， 7和軸承蓋板8、 9被安裝到軸承座5， 6內(nèi)，從而將轉(zhuǎn)軸部件30樞轉(zhuǎn)地、靈活地、精確地安裝 到斷路器的塑殼底座5內(nèi)。所述的觸頭支持1的個(gè)數(shù)E、轉(zhuǎn)軸3的個(gè)數(shù)F、滾 動(dòng)軸承4的個(gè)數(shù)G與斷路器的極數(shù)N之間應(yīng)同時(shí)滿足以下條件E=N;和N-1<F《N+1;和 1<G《F。根據(jù)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
，所述的轉(zhuǎn)軸3上設(shè)有一個(gè)裝配面32,通 過(guò)該裝配面32與滾動(dòng)軸承4上的內(nèi)環(huán)孔過(guò)盈配合，將滾動(dòng)軸承4與轉(zhuǎn)軸3裝 配在一起，保證它們?cè)诠ぷ鬏d荷下始終不松動(dòng)。在所述的轉(zhuǎn)軸3的兩端的端部 設(shè)有嵌接結(jié)構(gòu)31，在所述的觸頭支持1的兩端設(shè)有與轉(zhuǎn)軸3上的嵌接結(jié)構(gòu)31 相匹配的嵌接結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)軸3通過(guò)所述的相匹配的嵌接結(jié)構(gòu)與觸頭支持1連接固 定。轉(zhuǎn)軸3上的嵌接結(jié)構(gòu)31與觸頭支持1上的嵌接結(jié)構(gòu)相互匹配，通過(guò)上述 匹配組裝連接，將轉(zhuǎn)軸3、滾動(dòng)軸承4與觸頭支持1組裝成轉(zhuǎn)軸部件30。根據(jù)本實(shí)用新型，所述的嵌接結(jié)構(gòu)可以是溝槽形軸孔嵌接結(jié)構(gòu)。所述的溝 槽形軸孔嵌接結(jié)構(gòu)包括在轉(zhuǎn)軸3兩端的軸形端部的外側(cè)面上沿其軸向設(shè)置的 溝槽、在觸頭支持1的端面沿其軸向設(shè)置的軸向孔、以及在軸向孔的內(nèi)側(cè)面上沿其軸向設(shè)置的凸條；轉(zhuǎn)軸3的軸形端部上的溝槽與觸頭支持1上的軸向孔內(nèi) 的凸條，以溝槽/凸條、或者凸條/溝槽的關(guān)系相互匹配；轉(zhuǎn)軸3通過(guò)其軸形端 部嵌入觸頭支持1上的軸向孔，實(shí)現(xiàn)與觸頭支持1的連接固定，并由軸孔配合 提供的接觸力和溝槽/凸條配合提供的阻擋力，使它們獲得組裝精度，且在工作 載荷下不松動(dòng)。根據(jù)本實(shí)用新型，所述的嵌接結(jié)構(gòu)也可是滾花形軸孔嵌接結(jié)構(gòu)。所述的滾 花形軸孔嵌接結(jié)構(gòu)包括在轉(zhuǎn)軸3兩端的軸形端部、在觸頭支持l的端面沿其 軸向設(shè)置的軸向孔、以及在軸形端部的外側(cè)面上和/或在軸向孔的內(nèi)側(cè)面上i殳置 的滾花；轉(zhuǎn)軸3的端部的截面形狀、尺寸與觸頭支持1上的軸向孔的截面形狀、 尺寸相互匹配；轉(zhuǎn)軸3通過(guò)其軸形端部嵌入觸頭支持1上的軸向孔，實(shí)現(xiàn)與觸 頭支持1的連接固定，并由軸孔配合提供的接觸力和滾花面配合提供的摩擦阻 力，使它們獲得組裝精度，且在工作載荷下不松動(dòng)。根據(jù)本實(shí)用新型，所述的嵌接結(jié)構(gòu)也可是多角形軸孔嵌接結(jié)構(gòu)。所述的多 角形軸孔嵌接結(jié)構(gòu)包括在轉(zhuǎn)軸3兩端的截面為多角形的軸形端部和在觸頭支 持l的端面沿其軸向設(shè)置的截面形狀為多角形的軸向孔；轉(zhuǎn)軸3的軸形端部的 截面形狀、尺寸與觸頭支持1上的軸向孔的截面形狀、尺寸相互匹配；轉(zhuǎn)軸3 通過(guò)其軸形端部嵌入觸頭支持1上的軸向孔，實(shí)現(xiàn)與觸頭支持1的連接固定， 并由軸孔配合提供的接觸力和多角形配合提供的阻擋力，使它們獲得組裝精 度，且在工作載荷下不松動(dòng)。根據(jù)本實(shí)用新型，所述的嵌接結(jié)構(gòu)也可是過(guò)盈配合型軸孔嵌接結(jié)構(gòu)。所述 的過(guò)盈配合型軸孔嵌接結(jié)構(gòu)包括在轉(zhuǎn)軸3兩端的軸形端部和在觸頭支持1的 端面沿其軸向設(shè)置的軸向孔；轉(zhuǎn)軸3通過(guò)其軸形端部以過(guò)盈配合的形式嵌入觸 頭支持1上的軸向孔，實(shí)現(xiàn)和觸頭支持1的連接固定，并由軸孔過(guò)盈配合提供 的接觸力及摩擦阻力，使它們獲得組裝精度，且在工作載荷下不松動(dòng)。根據(jù)本實(shí)用新型，所述的嵌接結(jié)構(gòu)還可是粘接型軸孔嵌接結(jié)構(gòu)，包括在轉(zhuǎn) 軸3兩端的軸形端部和在觸頭支持1端面上沿其軸向i殳置的軸向孔；所述的軸 形端部的截面形狀、尺寸與軸向孔的截面形狀、尺寸相匹配，它們之間用粘接 劑粘接；轉(zhuǎn)軸3通過(guò)其軸形端部嵌入觸頭支持1上的軸向孔并在它們之間注入粘接劑，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)軸3和觸頭支持1的粘接固定，使它們獲得組裝精度，且在工 作載荷下不松動(dòng)。根據(jù)本實(shí)用新型，所述的嵌接結(jié)構(gòu)還可以采用孔軸嵌接結(jié)構(gòu)，其軸形端部設(shè)置在觸頭支持1上，而軸向孔設(shè)置在轉(zhuǎn)軸3上?？纵S嵌接結(jié)構(gòu)的軸向孔和軸形端部的結(jié)構(gòu)，可采用上述溝槽形、滾花形、多角形、過(guò)盈配合型和粘接型中 的任意一種形式。根據(jù)本實(shí)用新型，所述的嵌接結(jié)構(gòu)又可采用注塑的方式實(shí)現(xiàn)，即將軸3作 為嵌件在注塑時(shí)將其固定在觸頭支持的塑料內(nèi)。所述轉(zhuǎn)軸3的材料為確保其在受載的情況下不變形的金屬或高強(qiáng)度、易成 形的塑料。所述的軸承蓋板8、 9可以是獨(dú)立的元件，也可以與斷路器的塑殼 蓋板一體制成。每個(gè)極的轉(zhuǎn)軸3的形狀和尺寸也是統(tǒng)一的，每個(gè)極的觸頭支持1的形狀和 尺寸是統(tǒng)一的，以保證所有觸頭支持1與所有轉(zhuǎn)軸3之間的組裝是可互換的， 使不同極數(shù)的斷路器可采用同一種轉(zhuǎn)軸3、同一種觸頭支持1和同一種滾動(dòng)軸 承4,使同一條生產(chǎn)線能組裝不同極數(shù)的斷路器的轉(zhuǎn)軸部件30。


圖1是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的示意圖，表示轉(zhuǎn)軸系統(tǒng)裝配在斷路器模 制塑殼內(nèi)的視圖。圖2是圖1的多極動(dòng)觸頭及其轉(zhuǎn)軸部件的示意圖。圖3是本實(shí)用新型的轉(zhuǎn)軸與軸承的一個(gè)實(shí)施例的裝配示意圖。圖4是圖3的轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu)示意圖，為清楚起見，去掉了軸承。圖5是本實(shí)用新型的斷路器的軸承座的 一 個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是本實(shí)用新型的斷路器的軸承蓋的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。其中， 圖6的左圖是圖1圖t所示軸承座6上的軸承蓋板8的結(jié)構(gòu)示意圖，圖6的右 圖是圖1圖f所示軸承座7上的軸承蓋板9的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的具有滾動(dòng)軸承的轉(zhuǎn)軸的低壓塑殼斷 路器的具體實(shí)施例，以下本實(shí)用新型斷路器實(shí)施例的描述只是作為非限制性的例子。圖1所示的是一個(gè)多極低壓塑殼斷路器的塑殼底座5，它與安裝其上的與 塑殼底座5配合的塑殼蓋板(圖中未示出)共同構(gòu)成斷路器的模制絕緣外殼。 在M殼底座5上，設(shè)置有屬于95111529.6所描述的那種類型的滅弧室和滅弧組 件、執(zhí)行電路閉合/斷開操作的觸頭系統(tǒng)及其操作機(jī)構(gòu)、控制斷路器跳閘的脫扣 機(jī)構(gòu)和用于連接進(jìn)線和出線的接線裝置。本實(shí)用新型的重點(diǎn)在于對(duì)斷路器的核 心部件——包含觸頭組件和轉(zhuǎn)軸部件在內(nèi)的觸頭系統(tǒng)的改進(jìn)，通過(guò)巧妙地改進(jìn) 動(dòng)觸頭的轉(zhuǎn)軸部件，全面提高了低壓塑殼斷路器的開斷性能等技術(shù)指標(biāo)。如圖1、 2、 5、 6所示的具體實(shí)施例，本實(shí)用新型的低壓斷路器的動(dòng)觸頭 轉(zhuǎn)軸部件30由3個(gè)用于安裝動(dòng)觸頭的觸頭支持1、 2個(gè)用于連接各極觸頭支持 1的轉(zhuǎn)軸3和2個(gè)用于支承轉(zhuǎn)軸3的滾動(dòng)軸承4組成。滾動(dòng)軸承4通過(guò)塑殼底 座5上的至少一個(gè)軸承座6 (和7 )和至少一個(gè)軸承蓋9 (和8 )被安裝在塑殼 底座5上。如圖3和圖4所示，滾動(dòng)軸承4的內(nèi)環(huán)孔與轉(zhuǎn)軸3上的裝配面32為過(guò)盈 配合，通過(guò)該過(guò)盈配合，將滾動(dòng)軸承4與轉(zhuǎn)軸3裝配在一起，并使它們便于組 裝且在工作載荷下始終不松動(dòng)。轉(zhuǎn)軸3兩端的端部設(shè)有嵌接結(jié)構(gòu)31,在觸頭支 持1的兩端設(shè)有與轉(zhuǎn)軸上的嵌接結(jié)構(gòu)31相匹配的嵌接結(jié)構(gòu)(圖中未示出)， 通過(guò)所述的嵌接結(jié)構(gòu)，將轉(zhuǎn)軸3與各極觸頭支持1連接固定，可使它們便于組 裝，并且在工作載荷下始終保持不松動(dòng)。轉(zhuǎn)軸上的嵌接結(jié)構(gòu)與觸頭支持上的嵌 接結(jié)構(gòu)相互匹配，通過(guò)上述匹配組裝連接，將轉(zhuǎn)軸、滾動(dòng)軸承與觸頭支持組裝 成轉(zhuǎn)軸部件。由于各極觸頭支持1是用同一模具制造出的標(biāo)準(zhǔn)件，各極轉(zhuǎn)軸3 和滾動(dòng)軸承4為同一形狀和尺寸的標(biāo)準(zhǔn)件，而且它們的嵌接結(jié)構(gòu)的形狀和尺寸 也是統(tǒng)一的、可互換的，因此，不同極數(shù)的斷路器可采用同一種轉(zhuǎn)軸3、同一 種觸頭支持1和同一種滾動(dòng)軸承4，不同極數(shù)的斷路器的轉(zhuǎn)軸部件30可以在同 一條生產(chǎn)線上組裝，從而大大提高了生產(chǎn)效率和降低了制造成本。圖1、 2、 5所示的本實(shí)用新型的低壓斷路器的實(shí)施例為一個(gè)三極斷路器， 其轉(zhuǎn)軸部件30的觸頭支持1的個(gè)數(shù)為3個(gè)、滾動(dòng)軸承4的個(gè)數(shù)為2個(gè)，轉(zhuǎn)軸3 的個(gè)數(shù)為2個(gè)。本實(shí)用新型的低壓斷路器的極數(shù)N和轉(zhuǎn)軸部件30中觸頭支持 1的個(gè)數(shù)E、轉(zhuǎn)軸3的個(gè)數(shù)F和滾動(dòng)軸承4的個(gè)數(shù)G之間的關(guān)系應(yīng)同時(shí)滿足以 下條件N=EN-1<F《N+1 和 1《G<F。當(dāng)G=l時(shí)，滾動(dòng)軸承4對(duì)于轉(zhuǎn)軸3的支撐結(jié)構(gòu)呈懸臂特征，這種結(jié)構(gòu)的優(yōu) 點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，其缺點(diǎn)是承受的工作載荷小、轉(zhuǎn)軸的運(yùn)動(dòng)精度低，所 以，它只適用于小載荷、低精度的單極低壓塑殼斷路器，或者配合其它支承 結(jié)構(gòu)一起使用。當(dāng)G=2時(shí)，滾動(dòng)軸承4對(duì)于轉(zhuǎn)軸3的支撐效果最好，既能滿足結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、 成本低的要求，又能保證轉(zhuǎn)軸的運(yùn)動(dòng)精度，還能承受較大的工作載荷。因此， 在設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)軸部件時(shí)應(yīng)首選該技術(shù)方案。當(dāng)G>3時(shí)，滾動(dòng)軸承4對(duì)于轉(zhuǎn)軸3的支撐效果雖然好，但存在制造成本 高，裝配困難等問題，而且G越大，這些問題越突出，因此，G》3的方案僅適 用于工作載荷較大或轉(zhuǎn)軸3的強(qiáng)度需額外加強(qiáng)的情況。F的值根據(jù)低壓塑殼斷路器的結(jié)構(gòu)布局的需要設(shè)定。當(dāng)F=N-1時(shí)，轉(zhuǎn)軸部 件30的兩端均為觸頭支持1 (如圖1、 2所示)，是最常用的形式，它既簡(jiǎn)單、 又經(jīng)濟(jì)。當(dāng)F-N或F-N+1時(shí)，轉(zhuǎn)部件30的一端或兩端為轉(zhuǎn)軸3，這種形式適用 于需在轉(zhuǎn)軸部件30的一端或兩端設(shè)置軸承的情況。如圖1、 5、 6所示，在塑殼底座5上，設(shè)有兩個(gè)軸承座6和7，軸承座6 和7為半圓形凹槽，其直徑與滾動(dòng)軸承4的外徑相匹配。軸承蓋8(和9)上 設(shè)有半圓形凹槽81 (和91 ),其直徑與滾動(dòng)軸承4的外徑相匹配。通過(guò)半圓 形凹槽6和81 ( 7和91 )配合連接，將滾動(dòng)軸承4的外環(huán)固定在塑殼底座5內(nèi)。 采用這種安裝結(jié)構(gòu)，不僅安裝方便，而且還可很經(jīng)濟(jì)地獲得較高的安裝定位精度和足夠的承載能力。所述的軸承蓋板可以是獨(dú)立的元件，也可以與斷路器的 塑殼蓋板做成一體。圖6所示的軸承蓋8和9分別是獨(dú)立元件的一個(gè)例子。另一種可替換附圖 所示的實(shí)施例的實(shí)施方式是，將軸承蓋8 (和9)與塑殼斷路器的塑殼蓋板(圖 中未示出)合為一體，通過(guò)斷路器的塑殼底座5與塑殼蓋板的配合連接固定， 把滾動(dòng)軸承4安裝在軸承座6 (和7 )內(nèi)。如圖4所示，在轉(zhuǎn)軸3的端部的嵌接結(jié)構(gòu)31為溝槽形軸孔嵌接結(jié)構(gòu)，其 特點(diǎn)是在轉(zhuǎn)軸3兩端設(shè)有軸形端部，在軸形端部的外側(cè)面上，沿其軸向設(shè)有 溝槽或凸條；在觸頭支持1的端部設(shè)有軸向孔(圖中未示出)，在所述的軸向 孔的內(nèi)側(cè)面上，沿其軸向設(shè)有凸條或溝槽；轉(zhuǎn)軸3端部的外側(cè)面上的溝槽(或 凸條)與觸頭支持1上的軸向孔內(nèi)的凸條(或溝槽)相匹配，即溝槽配凸條， 或凸條配溝槽，通過(guò)轉(zhuǎn)軸的軸形端部嵌入觸頭支持1上的軸向孔，將轉(zhuǎn)軸3與 觸頭支持1連接固定，由軸孔配合提供的接觸力和溝槽/凸條配合提供的阻檔 力，使轉(zhuǎn)軸3與觸頭支持1獲得良好的組裝精度，并且在工作載荷下始終保持 不松動(dòng)。本實(shí)用新型另一種實(shí)施方式是采用滾花形軸孔嵌接結(jié)構(gòu)可替代溝槽形軸 孔嵌接結(jié)構(gòu)，具體的說(shuō)，在轉(zhuǎn)軸3兩端的軸形端部的外側(cè)面上設(shè)有滾花，在觸 頭支持1的端部的軸向孔的內(nèi)側(cè)面上可設(shè)有(也可不設(shè)有)滾花，轉(zhuǎn)軸3的軸 形端部嵌入軸向孔，將轉(zhuǎn)軸3與觸頭支持1連接固定，并由軸孔配合提供的接 觸力和滾花提供的摩擦阻力，使它們獲得足夠的裝配位精度，且在工作載荷下 始終保持不松動(dòng)。本實(shí)用新型另一種實(shí)施方式是采用多角形軸孔嵌接結(jié)構(gòu)可替代溝槽形軸 孔嵌接結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是轉(zhuǎn)軸3的軸形端部的截面形狀與觸頭支持1的端部的 軸向孔的截面形狀為相同的多角形，通過(guò)轉(zhuǎn)軸端部嵌入軸向孔，將轉(zhuǎn)軸3與觸 頭支持l連接固定，并由軸孔配合的接觸力和多角形配合的阻檔力，使它們獲 得足夠的裝配精度，且在工作載荷下始終保持不松動(dòng)。再有，本實(shí)用新型另一種實(shí)施方式是采用過(guò)盈配合型軸孔嵌接結(jié)構(gòu)可替代 溝槽形軸孔嵌接結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是轉(zhuǎn)軸3兩端的軸形端部與觸頭支持1端部的軸向孔為過(guò)盈配合，通過(guò)轉(zhuǎn)軸3的軸形端部嵌入觸頭支持1上的軸向孔，將轉(zhuǎn) 軸3與觸頭支持1連接固定，并由軸孔過(guò)盈配合提供的接觸力和摩擦阻力，使 它們獲得足夠的裝配精度，且在工作載荷下始終保持不松動(dòng)。本實(shí)用新型另一種實(shí)施方式是采用粘接型軸孔嵌接結(jié)構(gòu)可替代溝槽形軸 孔嵌接結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是轉(zhuǎn)軸3兩端的軸形端部與觸頭支1端部的軸向孔為過(guò) 渡配合或間隙配合，通過(guò)轉(zhuǎn)軸3的軸形端部嵌入觸頭支持1上的軸向孔，并在 兩個(gè)配合面之間注入沾接劑粘接，從而將轉(zhuǎn)軸3與觸支持1連接固定，使它們 獲得足夠的裝配精度，且在工作載荷下始終不松動(dòng)。在上述的各種軸孔嵌接結(jié)構(gòu)實(shí)施方式中，共同的特點(diǎn)是，軸向孔設(shè)置在觸 頭支持l上，軸形端部設(shè)置在轉(zhuǎn)軸3上。但轉(zhuǎn)軸3與觸頭支持1的嵌接結(jié)構(gòu)， 不限于上述實(shí)施例，還有一種實(shí)施方式是采用孔軸嵌接結(jié)構(gòu)可替代軸孔嵌接 結(jié)，其軸形端部設(shè)置在觸頭支持1上，而軸向孔設(shè)置在轉(zhuǎn)軸3上?？纵S嵌接結(jié) 構(gòu)的軸向孔和軸形端部的結(jié)構(gòu)，可采用上述溝槽形、滾花形、多角形、過(guò)盈配 合型和粘接型中的任意一種形式。此外，所述的嵌接結(jié)構(gòu)又可采用注塑的方式 實(shí)現(xiàn)，即將軸3作為嵌件在注塑時(shí)將其固定在觸頭支持的塑料內(nèi)。為使轉(zhuǎn)軸3具有足夠的剛度，轉(zhuǎn)軸3的直徑與長(zhǎng)度盡可能設(shè)計(jì)成粗而短， 轉(zhuǎn)軸3的材料最好采用金屬材料，或者采用高強(qiáng)度、易加工的塑料。本實(shí)用新型的低壓塑殼斷路器的動(dòng)觸頭的轉(zhuǎn)軸部件，由于改滑動(dòng)支承為滾 動(dòng)支承，滾動(dòng)軸承4的摩擦阻力很小、精度很高，所以使轉(zhuǎn)軸3具有極高的運(yùn) 動(dòng)精度和極佳的轉(zhuǎn)動(dòng)靈活性。由于轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)極其靈活，所以使操作機(jī)構(gòu)所需 的操作力大大減小，操作十分省力，動(dòng)、靜觸頭的閉合/斷開速度加快，機(jī)構(gòu)可 做得更小巧。由于轉(zhuǎn)軸3的運(yùn)動(dòng)精度很高，所以保證了其上的裝有動(dòng)觸頭的觸 頭支持l的運(yùn)動(dòng)精度很高，從而大大改善了動(dòng)、靜觸頭之間的接觸性能。由于 加快了動(dòng)、靜觸頭之間的閉合/斷開速度和改善了它們之間的接觸性能，所以大 大增強(qiáng)了斷路器的短路分?jǐn)嗄芰?，大大縮短了切斷電弧的時(shí)間，從而提高了斷 路器操作機(jī)構(gòu)工作的安全性和可靠性，減小了電弧對(duì)觸頭的燒蝕破壞，顯著延 長(zhǎng)了低壓塑殼斷路器的使用壽命。
權(quán)利要求1. 一種低壓塑殼斷路器，具有塑殼底座(5)和與塑殼底座相配的塑殼蓋板構(gòu)成的模制絕緣外殼，在所述外殼內(nèi)設(shè)有執(zhí)行電路閉合/斷開操作的觸頭系統(tǒng)及其操作機(jī)構(gòu)，所述觸頭系統(tǒng)由靜觸頭部件、動(dòng)觸頭部件、滅弧室和安裝在滅弧室內(nèi)的滅弧柵組成，所述的動(dòng)觸頭部件包括在操作機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)下可實(shí)現(xiàn)與靜觸頭部件接觸或分離的雙觸點(diǎn)動(dòng)觸橋，和一個(gè)將相鄰極的動(dòng)觸頭部件固定連接的轉(zhuǎn)軸部件(30)，其特征在于所述的轉(zhuǎn)軸部件(30)包括至少一個(gè)用于安裝動(dòng)觸橋的觸頭支持(1)、至少一個(gè)用于連接相鄰極觸頭支持(1)的轉(zhuǎn)軸(3)、至少一個(gè)用于支承轉(zhuǎn)軸(3)的滾動(dòng)軸承(4)，所述的轉(zhuǎn)軸部件(30)通過(guò)滾動(dòng)軸承(4)被安裝在塑殼底座(5)上，以提高轉(zhuǎn)軸部件(30)的運(yùn)動(dòng)精度和運(yùn)動(dòng)靈活性；所述的軸承(4)通過(guò)塑殼底座(5)上的軸承座(6，7)和軸承蓋板(8、9)被安裝到軸承座(5，6)內(nèi)，從而將轉(zhuǎn)軸部件(30)樞轉(zhuǎn)地、靈活地、精確地安裝到斷路器的塑殼底座(5)內(nèi)；所述的觸頭支持(1)的個(gè)數(shù)E、轉(zhuǎn)軸(3)的個(gè)數(shù)F、滾動(dòng)軸承(4)的個(gè)數(shù)G與斷路器的極數(shù)N之間應(yīng)同時(shí)滿足以下條件E＝N；和N-1≤F≤N+1；和1≤G≤F。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的斷路器，其特征在于所述的轉(zhuǎn)軸(3)上設(shè)有一個(gè)裝配面(32),通過(guò)該裝配面(32)與滾動(dòng) 軸承(4)上的內(nèi)環(huán)孔過(guò)盈配合，將滾動(dòng)軸承(4)與轉(zhuǎn)軸(3)裝配在一起， 保證它們?cè)诠ぷ鬏d荷下始終不松動(dòng)；在所述的轉(zhuǎn)軸(3)的兩端的端部設(shè)有嵌接結(jié)構(gòu)(31),在所述的觸頭支 持(1)的兩端設(shè)有與轉(zhuǎn)軸(3)上的嵌接結(jié)構(gòu)(31)相匹配的嵌接結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)軸(3)通過(guò)所述的相匹配的嵌接結(jié)構(gòu)與觸頭支持(1)連接固定；轉(zhuǎn)軸(3)上的嵌接結(jié)構(gòu)(31)與觸頭支持(1)上的嵌接結(jié)構(gòu)相互匹配， 通過(guò)上述匹配組裝連接，將轉(zhuǎn)軸(3)、滾動(dòng)軸承(4)與觸頭支持(1)組裝 成轉(zhuǎn)軸部件(30 )。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的斷路器，其特征在于 所述的嵌接結(jié)構(gòu)是溝槽形軸孔嵌接結(jié)構(gòu)； 所述的溝槽形軸孔嵌接結(jié)構(gòu)包括在轉(zhuǎn)軸(3)兩端的軸形端部的外側(cè)面上 沿其軸向設(shè)置的溝槽、在觸頭支持(1)的端面沿其軸向設(shè)置的軸向孔、以及 在軸向孔的內(nèi)側(cè)面上沿其軸向設(shè)置的凸條；轉(zhuǎn)軸(3)的軸形端部上的溝槽與觸頭支持(1)上的軸向孔內(nèi)的凸條，以 溝槽/凸條、或者凸條/溝槽的關(guān)系相互匹配；轉(zhuǎn)軸(3)通過(guò)其軸形端部嵌入觸頭支持(1)上的軸向孔，實(shí)現(xiàn)與觸頭支 持(1)的連接固定，并由軸孔配合提供的接觸力和溝槽/凸條配合提供的阻檔 力，使它們獲得組裝精度，且在工作載荷下不松動(dòng)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的斷路器，其特征在于 所述的嵌接結(jié)構(gòu)是滾花形軸孔嵌接結(jié)構(gòu)；所述的滾花形軸孔嵌接結(jié)構(gòu)包括在轉(zhuǎn)軸(3)兩端的軸形端部、在觸頭支 持(1)的端面沿其軸向設(shè)置的軸向孔、以及在軸形端部的外側(cè)面上和/或在軸 向孔的內(nèi)側(cè)面上設(shè)置的滾花；轉(zhuǎn)軸(3)的端部的截面形狀、尺寸與觸頭支持(1)上的軸向孔的截面形 狀、尺寸相互匹配；轉(zhuǎn)軸(3)通過(guò)其軸形端部嵌入觸頭支持(1)上的軸向孔，實(shí)現(xiàn)與觸頭支 持(l)的連接固定，并由軸孔配合提供的接觸力和滾花面配合提供的摩擦阻 力，使它們獲得組裝精度，且在工作載荷下不松動(dòng)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的斷路器，其特征在于 所述的嵌接結(jié)構(gòu)是多角形軸孔嵌接結(jié)構(gòu)；所述的多角形軸孔嵌接結(jié)構(gòu)包括在轉(zhuǎn)軸(3)兩端的截面為多角形的軸 形端部和在觸頭支持(1)的端面沿其軸向設(shè)置的截面形狀為多角形的軸向孔；轉(zhuǎn)軸(3)的軸形端部的截面形狀、尺寸與觸頭支持(1)上的軸向孔的截 面形狀、尺寸相互匹配；轉(zhuǎn)軸(3)通過(guò)其軸形端部嵌入觸頭支持(1)上的軸向孔，實(shí)現(xiàn)與觸頭支 持(1)的連接固定，并由軸孔配合提供的接觸力和多角形配合提供的阻檔力， 使它們獲得組裝精度，且在工作載荷下不松動(dòng)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的斷路器，其特征在于 所述的嵌接結(jié)構(gòu)是過(guò)盈配合型軸孔嵌接結(jié)構(gòu)；所述的過(guò)盈配合型軸孔嵌接結(jié)構(gòu)包括在轉(zhuǎn)軸(3)兩端的軸形端部和在觸 頭支持(1)的端面沿其軸向設(shè)置的軸向孔；轉(zhuǎn)軸(3)通過(guò)其軸形端部以過(guò)盈配合的形式嵌入觸頭支持(1)上的軸向 孔，實(shí)現(xiàn)和觸頭支持(1)的連接固定，并由軸孔過(guò)盈配合提供的接觸力及摩 擦阻力，使它們獲得組裝精度，且在工作載荷下不松動(dòng)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的斷路器，其特征在于 所述的嵌接結(jié)構(gòu)是粘接型軸孔嵌接結(jié)構(gòu)；所述的粘接型軸孔嵌接結(jié)構(gòu)包括在轉(zhuǎn)軸(3)兩端的軸形端部和在觸頭支 持(1)端面上沿其軸向設(shè)置的軸向孔;所述的軸形端部的截面形狀、尺寸與軸向孔的截面形狀、尺寸相匹配，它 們之間用粘接劑粘接；轉(zhuǎn)軸(3)通過(guò)其軸形端部嵌入觸頭支持(1)上的軸向孔并在它們之間注 入粘接劑，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)軸(3 )和觸頭支持(1)的粘接固定，使它們獲得組裝精度， 且在工作載荷下不松動(dòng)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2、 4-8中任一所述的斷路器，其特征在于 所述的嵌接結(jié)構(gòu)是孔軸嵌接結(jié)構(gòu)；所述的孔軸嵌接結(jié)構(gòu)包括在轉(zhuǎn)軸(3 )的端面上沿其軸向設(shè)置的軸向孔和在觸頭技持(1)端部設(shè)置的軸形端部；所述的軸向孔和軸形端部的嵌接結(jié)構(gòu)采用所述的溝槽形、滾花形、多角形、 過(guò)盈配合型、粘接型中的任意一種；觸頭支持(1)通過(guò)其軸形端部嵌入轉(zhuǎn)軸(3)上的軸向孔，實(shí)現(xiàn)觸頭支持 (1)與轉(zhuǎn)軸(3)的連接固定，并使它們獲得組裝精度，且在工作載荷下不松 動(dòng)。
9. 根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的斷路器，其特征在于所述轉(zhuǎn)軸(3)的 材料為確保其在受載的情況下不變形的金屬或高強(qiáng)度、易成形的塑料；每個(gè)極 的轉(zhuǎn)軸(3)的形狀和尺寸也是統(tǒng)一的，每個(gè)極的觸頭支持(1)的形狀和尺寸 是統(tǒng)一的，以保證所有觸頭支持(1)與所有轉(zhuǎn)軸(3 )之間的組裝是可互換的， 使不同極數(shù)的斷路器可采用同一種轉(zhuǎn)軸(3)、同一種觸頭支持(1)和同一種 滾動(dòng)軸承(4)，使同一條生產(chǎn)線能組裝不同極數(shù)的斷路器的轉(zhuǎn)軸部件(30)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的斷路器，其特征在于所述的軸承蓋板(8、 9) 可以是獨(dú)立的元件，也可以與斷路器的塑殼蓋板一體制成。
專利摘要一種單極或多極低壓塑殼斷路器，具有滾動(dòng)軸承的轉(zhuǎn)軸，其連接和驅(qū)動(dòng)每極動(dòng)觸橋的轉(zhuǎn)軸部件通過(guò)滾動(dòng)軸承安裝在塑殼底座上，所述的軸承通過(guò)塑殼底座上的軸承座和軸承蓋板被安裝到軸承座內(nèi)，以提高轉(zhuǎn)軸部件的運(yùn)動(dòng)精度及轉(zhuǎn)動(dòng)靈活性，從而減小操作機(jī)構(gòu)所需的操作力，增強(qiáng)了斷路器的短路分?jǐn)嗄芰?，縮短切斷電弧的時(shí)間，改善了動(dòng)、靜觸頭的接觸性能。此外，轉(zhuǎn)軸和其上的觸頭支持為獨(dú)立元件，它們各自的形狀、尺寸統(tǒng)一且可互換，從而實(shí)現(xiàn)了不同極數(shù)的低壓塑殼斷路器使用同一種轉(zhuǎn)軸、同一種觸頭支持，在同一條生產(chǎn)線上可組裝不同極數(shù)的斷路器的轉(zhuǎn)軸部件，大大提高了生產(chǎn)效率和降低了制造成本。
文檔編號(hào)H01H71/10GK201117595SQ200720175658
公開日2008年9月17日 申請(qǐng)日期2007年9月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月25日
發(fā)明者段育明, 蔡永濤 申請(qǐng)人:浙江正泰電器股份有限公司