專利名稱：開關(guān)設(shè)備用電動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)領(lǐng)域，特別是氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備(GIS)中隔離開關(guān)，接地開關(guān)電動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著高壓開關(guān)設(shè)備技術(shù)不斷進(jìn)步，氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備向小型化、 復(fù)合化、元件的多功能化、智能化方向發(fā)展。要求操作隔離開關(guān)，接地開關(guān)的電動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、機(jī)械電氣聯(lián)鎖完備、體積小、操作方便、安全。現(xiàn)開關(guān)設(shè)備，特別是氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備(GIS)中隔離/接地開關(guān)合分操作所用電動(dòng)機(jī)構(gòu)，從機(jī)械原理上區(qū)分，有這么幾種電機(jī)/圓柱齒輪副/蝸桿蝸輪副/輸出軸，電機(jī)/圓柱齒輪副/絲杠螺母副/撥叉副/輸出軸，電機(jī)/蝸輪蝸桿副/蝸輪蝸桿副/ 輸出軸，電機(jī)/齒輪副/蝸桿蝸輪副/槽輪副/輸出軸，電機(jī)/齒輪副/齒輪副/槽輪副/ 輸出軸，電機(jī)/齒輪副/不完全齒輪副+凸輪槽板/輸出軸；考慮到系統(tǒng)慣性和行程開關(guān)切換時(shí)差對(duì)輸出軸角度大小和位置的影響，采用在蝸桿端，絲杠端，電機(jī)輸出端，齒輪副件間增加雙向直線螺旋機(jī)械離合器、螺母脫離絲杠空轉(zhuǎn)離合器、電磁離合器、安全鋼球安全離合器，牙嵌離合器和到位機(jī)械電氣制動(dòng)、到位輸入軸空轉(zhuǎn)一定角度，但都不理想，存在這樣或那樣的問題。如電機(jī)轉(zhuǎn)速高低+傳動(dòng)系統(tǒng)質(zhì)量大小所產(chǎn)生的系統(tǒng)慣性對(duì)輸出軸轉(zhuǎn)角和位置影響很大，特別在啟動(dòng)和停止時(shí)；螺母脫離絲扣離合，要求加工精度高和磨損，經(jīng)常出現(xiàn)打滑失效；電磁離合器體積大，成本高，傳遞力矩受電壓波動(dòng)影響，電制動(dòng)加速碳刷磨損，降低機(jī)構(gòu)壽命，安全鋼球離合器體積大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜；槽輪傳動(dòng)效率低，手動(dòng)合分重，傳動(dòng)系統(tǒng)不自鎖，手動(dòng)操作聯(lián)鎖不完備，行程開關(guān)損壞或不起作用造成電機(jī)燒毀、機(jī)構(gòu)零件和主開關(guān)設(shè)備損，造成人身設(shè)備安全事故。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能解決上述技術(shù)問題，性能穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，聯(lián)鎖功能齊全，動(dòng)作可靠，輸出角度精準(zhǔn)并有機(jī)械保護(hù)的開關(guān)設(shè)備用電動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)。為達(dá)到以上目的，本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的一種開關(guān)設(shè)備用電動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)由機(jī)箱a和安裝在內(nèi)部的機(jī)芯b構(gòu)成。箱體a9和箱蓋a8用搭扣alO連接，機(jī)箱外表面布置有頂、側(cè)、正面的三面指示窗，正面有手動(dòng)操作孔，在孔上面鉸接活門，用蝶形螺母擰緊在箱體螺柱上，旁邊掛鎖，右側(cè)有機(jī)構(gòu)銘牌a7，左右兩側(cè)面有拉手，通風(fēng)窗，開關(guān)設(shè)備標(biāo)識(shí)牌，在后面有二個(gè)矩形工業(yè)連接器。在手動(dòng)操作活門上有手動(dòng)操作規(guī)程。機(jī)芯由驅(qū)動(dòng)裝置，手動(dòng)聯(lián)鎖裝置，輔助開關(guān)組件和電器元件組成。電機(jī)輸出軸安裝一個(gè)齒輪，在前邊接一個(gè)手動(dòng)操作軸，通過傘齒輪副/蝸桿蝸輪副，傳動(dòng)至輸出軸， 主要特征是電機(jī)通過一對(duì)傘齒輪傳動(dòng)到蝸桿上，蝸輪內(nèi)連接有雙向超越離合器，一根銷軸伸出二側(cè)，套有滾子和軸承，在底板1和上夾板2軸滾16與限位銷17或13接觸，在驅(qū)動(dòng)力作用下，機(jī)械分離，電機(jī)空轉(zhuǎn)，同時(shí)輸出軸上方的凸輪22上固定有17限位銷，13限位銷，在電機(jī)驅(qū)動(dòng)輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)到合閘位置或分閘位置時(shí)，軸滾16與限位銷17或13接觸，在驅(qū)動(dòng)力作用下，機(jī)械分離，電機(jī)空轉(zhuǎn)，同時(shí)輸出軸上方的凸輪22作用行程開關(guān)23、24，切斷電源。鏈輪18連接在輸出軸15上，用鏈條20連接鏈輪18，19，21，使輔助開關(guān)聯(lián)動(dòng)，切換觸頭位置， 使正，側(cè)面指示球轉(zhuǎn)動(dòng)，指示開關(guān)所處的正確位置，軸53上固聯(lián)凸輪49，推動(dòng)鎖板46鎖住操作手柄孔，中間不可以插入，到位置才可以插入。手動(dòng)聯(lián)鎖裝置由前后夾板41、47用緊固桿陽(yáng)連接并固定在底板上，前夾板41上固定行程開關(guān)40，連接有滑板42、三角板43及彈簧44，操作手柄插入，滑板42滑動(dòng)，推動(dòng)行程開關(guān)40動(dòng)作，切斷控制回路電源，在后夾板47 上安裝電磁鐵45，用于與其它相關(guān)開關(guān)元件的聯(lián)鎖，防止誤操作。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比優(yōu)點(diǎn)是在合，分位置同步機(jī)械限位和離合，定位準(zhǔn)確；輸出角度誤差很小；電機(jī)啟動(dòng)，停止，轉(zhuǎn)速高低和負(fù)載輕重造成的系統(tǒng)慣性大小及行程開關(guān)切換早晚或不起作用對(duì)輸出軸位置和角度都無(wú)影響，由于有機(jī)械離合保護(hù)，也不會(huì)造成機(jī)構(gòu)電機(jī)燒毀和機(jī)構(gòu)、開關(guān)設(shè)備的損壞。新設(shè)計(jì)的手動(dòng)聯(lián)鎖裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠；由于蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)的自鎖，消除了反力，變形對(duì)輸出角度和位置的影響。


圖1為本發(fā)明機(jī)構(gòu)總體布置示意2為本發(fā)明機(jī)箱內(nèi)機(jī)芯總體布置示意圖.圖3為驅(qū)動(dòng)裝置在分位置示意3為驅(qū)動(dòng)裝置在分位置示意4為驅(qū)動(dòng)裝置的合位置示意5為機(jī)箱正面手動(dòng)操作側(cè)示意6為手動(dòng)操作手柄示意7為機(jī)箱側(cè)面示意8為機(jī)箱側(cè)面示意9為機(jī)箱后面示意10為輔助開關(guān)組件示意11為側(cè)面指示球傳動(dòng)機(jī)構(gòu)12為手電聯(lián)鎖組件示意13為操作手柄聯(lián)鎖示意14為正面指示傳動(dòng)示意中a機(jī)箱，b機(jī)芯，al頂面指示，a2側(cè)面指示，a3正面指示，a4工業(yè)矩形連接器，a5手動(dòng)操作活門，a6電力掛鎖，a7機(jī)構(gòu)銘牌，a8箱蓋，a9箱體，alO搭扣，all通風(fēng)窗， al2拉手，al3標(biāo)識(shí)牌，1底板，2上夾板，3緊固桿，4電機(jī)，5支架，6第一傘齒輪，7手動(dòng)操作軸，8第二傘齒輪，9蝸桿，10支架，11蝸輪，12雙向超越離合器，13合到位限位銷，14接觸器，15輸出軸，16軸滾，17分到位限位銷，18鏈輪，19鏈輪，20鏈條，21鏈輪，22凸輪，23J4 行程開關(guān)，25計(jì)數(shù)器，26板，27,28輔助開關(guān)，29加熱器，30操作手柄，31軸，32支架，33指示球，34軸，35傘齒輪，36圓柱齒輪，37傘齒輪，38隔套，39圓柱齒輪，40行程開關(guān)，41前夾板，42滑板，43三角板，44彈簧，45電磁鐵，46鎖板，47后夾板，48彈簧，49凸輪，50軸，51 傘齒輪，52傘齒輪，53軸，M指示球，55緊固桿，c驅(qū)動(dòng)裝置，d手動(dòng)聯(lián)鎖裝置，e輔助開關(guān)組件，f電器元件，56閉鎖桿。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。本實(shí)施例中機(jī)構(gòu)輸出軸轉(zhuǎn)向，設(shè)定手動(dòng)操作面板為正視方向，輸出軸在機(jī)箱下方， 從上向下俯視逆時(shí)針為分，順時(shí)針為合；也可反之。如圖1-圖9所示，開關(guān)設(shè)備用電動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)由機(jī)箱a和機(jī)芯b構(gòu)成，機(jī)芯b裝在機(jī)箱a內(nèi)，機(jī)芯b內(nèi)有驅(qū)動(dòng)裝置C、手動(dòng)聯(lián)鎖裝置d、輔助開關(guān)組件e、電器元件f、底板1和上夾板2。機(jī)箱a由a8箱蓋和a9箱體用搭扣alO連接，用螺釘固定于底板1上，在外側(cè)面有， 頂面指示al，側(cè)面指示a2，正面指示a3，手動(dòng)操作孔上鉸接手動(dòng)操作活門a5，表面印制有手動(dòng)操作規(guī)程，用蝶形螺母旋緊在箱體a9上，旁邊掛電力鎖a6，在右面有用不銹鋼制作的機(jī)構(gòu)銘牌a7，在它的右側(cè)面有側(cè)面指示a2，拉手al2，在左側(cè)面有拉手al2，和標(biāo)識(shí)牌al3，在后面安裝二個(gè)工業(yè)矩形連接器a4。驅(qū)動(dòng)裝置電機(jī)4安裝在支架5，蝸桿9安裝在支架10，都用螺釘連接于底板1上， 輸出軸15上連接蝸輪雙向超越離合器組件11，12，凸輪22，鏈輪18，頂面指示al ；軸50上連接有鏈輪21，傘齒輪51 ；兩個(gè)軸部件安裝在上夾板2和底板1上，用緊固桿3連接，傘齒輪51，52嚙合帶動(dòng)連接軸上的凸輪49，指示球M，在底板1和上夾板2固聯(lián)有限位銷13， 17，雙向超越離合器12有軸滾16，鏈條20將鏈輪18、19、21連接構(gòu)成鏈傳動(dòng)，鏈輪19，傘齒輪37，圓柱齒輪36連接在軸31、37、35傘齒輪嚙合，轉(zhuǎn)動(dòng)連接在軸上的指示球33，都安裝在支架32上，支架32固定在板沈成為部件，板沈中間夾隔套38，用螺釘連接在底板1上，上夾板表面固定行程開關(guān)23、24。手動(dòng)聯(lián)鎖裝置d 前夾板41和后夾板47用緊固桿55連接為一體并用螺釘固定于底板1上，前夾板41內(nèi)側(cè)固定行程開關(guān)40，三角板43固聯(lián)在滑板 42上，連接前夾板41上，可以左右移動(dòng)，彈簧44連接滑板42與前夾板41，后夾板47的外側(cè)連接有鎖板46，彈簧48，電磁鐵45，凸輪49與軸53連接一體，轉(zhuǎn)動(dòng)，推動(dòng)鎖板移動(dòng)，鎖住操作手柄。輔助開關(guān)組件e 輔助開關(guān)27、28固聯(lián)在板沈上，動(dòng)觸頭的方軸，伸出板沈向下， 連接圓柱齒輪39，二個(gè)圓柱齒輪39和36圓柱齒輪嚙合，在輸出軸鏈輪驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)輔助開關(guān)切換。電氣元件f 采用交直流二用串激電機(jī)驅(qū)動(dòng)，二個(gè)接觸器14、一個(gè)計(jì)數(shù)器25固定在底板1上，加熱器四，行程開關(guān)23、24固定在上夾板2的上面，行程開關(guān)40安裝在前夾板 41的內(nèi)側(cè)，電磁鐵45固定在后夾板47外側(cè)。所有電器元件按二次控制原理和安裝圖的要求連接在一起，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)的程序和保護(hù)、檢測(cè)的要求。電動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作原理如圖3機(jī)構(gòu)處于分閘位置，順時(shí)針為合閘。合閘操作電機(jī)4通電，驅(qū)動(dòng)傘齒輪6、8/蝸桿蝸輪9、11/雙向超越離合器12使輸出軸15順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)軸滾16接觸限位銷13，在電機(jī)驅(qū)動(dòng)力矩作用下機(jī)械分離，電機(jī)空轉(zhuǎn)， 同時(shí)，輸出軸凸輪22接觸行程開關(guān)M，使其動(dòng)作，切斷電源，合閘到位，運(yùn)動(dòng)結(jié)束；在輸出軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，輸出軸15驅(qū)動(dòng)鏈輪18，帶動(dòng)鏈條20驅(qū)動(dòng)鏈輪19、21轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)側(cè)面指示球33，正面指示球M，頂面指示al旋轉(zhuǎn)，正確顯示開關(guān)所處狀態(tài)；帶動(dòng)輔助開關(guān)27J8動(dòng)觸頭轉(zhuǎn)動(dòng)， 實(shí)現(xiàn)電路的切換；使凸輪49轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)操作手柄的聯(lián)鎖。分閘操作與之相反，電機(jī)4通電，傳動(dòng)系統(tǒng)輸出軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)軸滾16與限位銷17接觸，在驅(qū)動(dòng)力作用下，同步限位機(jī)械離合，凸輪22作用行程開關(guān)23，動(dòng)作，電源切斷。 同時(shí)，經(jīng)傳動(dòng)系統(tǒng)使頂、側(cè)、正面指示牌或球轉(zhuǎn)動(dòng)，顯示開關(guān)狀態(tài)，凸輪49轉(zhuǎn)動(dòng)，鎖板移動(dòng)， 實(shí)現(xiàn)操作手柄聯(lián)鎖。手動(dòng)操作將電力掛鎖a6打開，卸下，松開蝶形螺母，打開手動(dòng)操作活門a5(在打開之前認(rèn)真閱讀手動(dòng)操作規(guī)程)，將操作手柄30用力插到底，此時(shí)，它推動(dòng)滑板42向右移動(dòng)，作用行程開關(guān)40動(dòng)作，控制回路電源切斷。順時(shí)針為合閘，逆時(shí)針為分閘，合分到位后， 機(jī)械分離合，手動(dòng)操作很輕松。在電站檢修需要閉鎖本機(jī)構(gòu)時(shí)，手動(dòng)操作孔內(nèi)插入閉鎖桿56，并加電力掛鎖a6， 與插入操作手柄30程序相似，插入時(shí)閉鎖電磁鐵45帶電，動(dòng)靜鐵心吸合，手動(dòng)操作孔敞開， 插入閉鎖桿56時(shí)行程開關(guān)40動(dòng)作，將機(jī)構(gòu)控制回路和電機(jī)電源切斷，同時(shí)將聯(lián)鎖電磁鐵回路切斷，實(shí)現(xiàn)閉鎖。機(jī)構(gòu)閉鎖后，可防止他人在不知情時(shí)操作本機(jī)構(gòu)，造成人員和設(shè)備的損害。如圖13，在手動(dòng)聯(lián)鎖裝置后夾板47的外側(cè)固定有聯(lián)鎖電磁鐵45，在聯(lián)鎖條件不滿足時(shí)，電磁鐵處于無(wú)電狀態(tài)，動(dòng)鐵心在復(fù)位彈簧作用下，橫在隔離和接地開關(guān)操作孔前面， 手動(dòng)操作手柄不能插入，在聯(lián)鎖條件成立時(shí)，聯(lián)鎖電磁鐵帶電，動(dòng)靜鐵心吸合，將隔離和接地操作孔讓開。機(jī)構(gòu)的控制回路及聯(lián)鎖電磁鐵回路都要經(jīng)過一個(gè)“外部聯(lián)鎖回路”再接至電源，外部聯(lián)鎖回路由電站中與本機(jī)構(gòu)操作的開關(guān)相關(guān)的所有開關(guān)設(shè)備的輔助開關(guān)觸頭串聯(lián)組成，只有相關(guān)的所有開關(guān)設(shè)備所處的位置或狀態(tài)都允許本開關(guān)動(dòng)作，外部聯(lián)鎖回路才能接通本機(jī)構(gòu)控制回路及電磁鐵回路才能接通電源，電磁鐵才可通電，動(dòng)鐵芯吸合，操作手柄才可插入進(jìn)行手動(dòng)操作。通過上述方式，實(shí)現(xiàn)了機(jī)構(gòu)的手動(dòng)操作與電動(dòng)操作之間，本機(jī)構(gòu)手動(dòng)操作(以及電動(dòng)操作)與相關(guān)開關(guān)設(shè)備狀態(tài)之間的電氣聯(lián)鎖，防止了誤操作。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種開關(guān)設(shè)備用電動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述機(jī)構(gòu)包括由機(jī)箱(a)和機(jī)芯(b)， 所述機(jī)芯(b)內(nèi)包括驅(qū)動(dòng)裝置(c)、手動(dòng)聯(lián)鎖裝置(d)、輔助開關(guān)組件(e)和電器元件(f)； 電機(jī)(4)通過第一傘齒輪(6)、第二傘齒輪(8)、蝸桿(9)、蝸輪(11)、雙向超越離合器(12)， 驅(qū)動(dòng)輸出軸(1 轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)，通過傳動(dòng)裝置使輔助開關(guān)、頂面指示牌、側(cè)面指示球、正面指示球轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)凸輪G9)推動(dòng)鎖板06)移動(dòng)，聯(lián)鎖操作手柄。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述開關(guān)設(shè)備用電動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述第一傘齒輪(6)和第二傘齒輪⑶是一對(duì)嚙合的傘齒輪；所述蝸輪(11)內(nèi)連接有雙向超越離合器(12)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述開關(guān)設(shè)備用電動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述雙向超越離合器(12) 兩側(cè)有軸滾(16)，在底板⑴和上夾板(2)內(nèi)側(cè)固聯(lián)有合到位限位銷(13)、分到位限位銷 (17)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述開關(guān)設(shè)備用電動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述機(jī)箱(a)有正面指示窗、側(cè)面指示窗、頂面指示窗；手動(dòng)操作孔鉸接手動(dòng)操作活門(a5)，所述機(jī)箱(a)上有電力掛鎖(a6)，在所述機(jī)箱(a)兩側(cè)有拉手(al2)，所述機(jī)箱(a)的箱體和蓋用搭扣連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述開關(guān)設(shè)備用電動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，輸出軸上鏈輪(18)與輔助開關(guān)組件鏈輪(19)和正面指示組件鏈輪用鏈條OO)連接，呈三角形布置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述開關(guān)設(shè)備用電動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，輔助開關(guān)間是傳動(dòng)比 1 1的圓柱齒輪。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述開關(guān)設(shè)備用電動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，手動(dòng)聯(lián)鎖裝置(d)由前后二塊夾板用緊桿連接而成，凸輪G9)驅(qū)動(dòng)鎖板06)移動(dòng)，聯(lián)鎖操動(dòng)手柄；在后夾板G7) 上固定電磁鐵(45)，動(dòng)鐵心失電擋住操作孔，帶電讓開。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種開關(guān)設(shè)備用電動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)，機(jī)箱a內(nèi)安裝有機(jī)芯，機(jī)芯包括驅(qū)動(dòng)裝置、手動(dòng)聯(lián)鎖裝置、輔助開關(guān)組件和電器元件；電機(jī)通過齒輪副/蝸桿蝸輪副/雙向超越離合器/輸出軸，與隔離/接地開關(guān)連接實(shí)現(xiàn)合分閘操作。輸出軸鏈輪，側(cè)、正面指示鏈輪用一條鏈條連接，傳遞運(yùn)動(dòng)，手動(dòng)聯(lián)鎖裝置可實(shí)現(xiàn)電磁聯(lián)鎖，手電聯(lián)鎖，掛鎖，合分到位方可插拔操作手柄。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，系統(tǒng)慣性大小都對(duì)輸出角度和位置無(wú)影響，有機(jī)械到位保護(hù)，避免了行程開關(guān)壞或觸頭未完全切換造成的機(jī)構(gòu)電機(jī)燒毀、零件損壞或主開關(guān)設(shè)備的損壞；聯(lián)鎖完備，簡(jiǎn)單、可靠、體積小、成本低，手動(dòng)操作力矩小，可快速合分閘操作。
文檔編號(hào)H01H3/26GK102360964SQ20111028831
公開日2012年2月22日 申請(qǐng)日期2011年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月26日
發(fā)明者曹化磊, 王蒲全 申請(qǐng)人:寧波興邦電器有限公司