專利名稱：一種高效的大直徑主觸頭傳動機構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高壓斷路器領(lǐng)域，特別涉及一種主觸頭傳動機構(gòu)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的壓氣式高壓斷路器主觸頭直徑相對較小，活塞位于滅弧室中間位置，該結(jié)構(gòu)通常只有一根活塞桿(或拉桿)和一根連桿，且這根活塞桿(或拉桿)位于活塞、主觸頭中心位置，由連桿驅(qū)動活塞桿(或拉桿)推/拉活塞和主觸頭。對于主觸頭直徑>400_的情況，如采用傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，活塞位于中間，為保證開斷性能，將需要較大操作功，而且由于主觸頭直徑大，如果用一根位于主觸頭圓心位置的活塞桿(或拉桿)推/拉主觸頭，難以保證主觸頭受力平穩(wěn)均勻，可能使主觸頭發(fā)生歪偏，從而增加系統(tǒng)的阻力。另外，為實現(xiàn)斷路器三相機械聯(lián)動，在斷路器中要設(shè)置輸入軸及拐臂。現(xiàn)有技術(shù)·中，由于輸入軸、拐臂、連桿的尺寸與空間位置未能最優(yōu)化配置，傳動連桿與主觸頭運動方向成一定角度，因此在機構(gòu)運動過程中，傳動連桿上傳遞的力將在垂直于主觸頭運動方向上產(chǎn)生較大的分力，增大了機構(gòu)支座、關(guān)節(jié)以及導向位置的受力，從而增大了摩擦，降低了傳動效率。因此，有必要合理布置輸入軸、拐臂、連桿、活塞桿、活塞以及主觸頭，減少機構(gòu)運動過程中的摩擦，提高傳動效率。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種高效的大直徑主觸頭傳動機構(gòu)，合理布置輸入軸、拐臂、連桿、活塞桿、活塞以及主觸頭，減少機構(gòu)運動過程中的摩擦，提高傳動效率。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案一種高效的大直徑主觸頭傳動機構(gòu)，包括輸入軸、拐臂、連桿、傳動架、第一活塞桿、第二活塞桿、氣缸座、汽缸蓋、活塞、動主觸頭環(huán)、第一靜止主觸頭環(huán)和第二靜止主觸頭環(huán)；拐臂一端連接輸入軸，另一端連接連桿；連桿一端連接拐臂，另一端連接傳動架；傳動架、第一活塞桿、活塞、第二活塞桿以及動主觸頭環(huán)通過機械聯(lián)接的方式，聯(lián)接成一個整體；汽缸蓋安裝于氣缸座上，汽缸蓋與氣缸座之間形成氣缸；活塞位于氣缸內(nèi)，活塞外壁上設(shè)有密封圈；氣缸座上設(shè)有第一導向環(huán)，汽缸蓋上設(shè)有第二導向環(huán)，第一活塞桿穿過第一導向環(huán)，第二活塞桿穿過第二導向環(huán)；第一靜止主觸頭環(huán)和第二靜止主觸頭環(huán)同軸間隔排布。本發(fā)明進一步的改進在于傳動架、動主觸頭環(huán)與第一靜止主觸頭環(huán)和第二靜止主觸頭環(huán)同軸排布，動主觸頭環(huán)排布于第一靜止主觸頭環(huán)和第二靜止主觸頭環(huán)外周。本發(fā)明進一步的改進在于第一活塞桿與第二活塞桿的中心同軸。本發(fā)明進一步的改進在于第一導向環(huán)和第二導向環(huán)之間的距離大于第一活塞桿長度和第二活塞桿長度之和的O. 4倍。本發(fā)明進一步的改進在于所述高效的大直徑主觸頭傳動機構(gòu)包括兩個拐臂、兩個連桿、三個或以上的第一活塞桿以及三個以上的第二活塞桿，連桿、第一活塞桿、第二活塞桿在傳動架圓周方向上均布。本發(fā)明進一步的改進在于連桿與動主觸頭環(huán)中心線所成夾角小于5度。本發(fā)明進一步的改進在于輸入軸中心點與動主觸頭環(huán)中心軸線距離為拐臂長度的O. 7至I. 5倍拐臂。本發(fā)明進一步的改進在于連桿的長度大于4倍拐臂長度。本發(fā)明進一步的改進在于活塞以及氣缸蓋上分別設(shè)有第一氣孔和第二氣孔，在活塞遠離氣缸蓋的一側(cè)設(shè)有單向閥。本發(fā)明進一步的改進在于采用在半徑方向上有O. 2mm以上彈性量的密封圈。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點
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(I)連桿3與X軸成極小夾角，使導向環(huán)5和14受到極小的y軸方向的力?，F(xiàn)有的三相聯(lián)動大電流開斷用斷路器中，傳動連桿3大都與X軸成一定的角度，因此機構(gòu)運動過程中，傳動連桿3給傳動架4的力在y軸方向上將產(chǎn)生較大的分力，輸入軸I所受的扭矩較大,輸入連桿2受力較大；本機構(gòu)中傳動連桿3與X軸成極小夾角，因此傳動連桿3給傳動架4的力極大部分是有效的，這可以較好地改善機構(gòu)運動部件的受力，提高機構(gòu)的傳動效率。(2)第一活塞桿6與第二活塞桿15除了起到推拉活塞10以及觸頭環(huán)17的作用夕卜，還起到導向的作用，實現(xiàn)了推拉活塞10、推拉觸頭環(huán)17以及導向三個功能的合一，這使得傳動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)更加簡單，從而機構(gòu)機械壽命的提高提供了支持?，F(xiàn)有的傳動機構(gòu)這三個功能是分開的，結(jié)構(gòu)相對復雜，而復雜的結(jié)構(gòu)容易產(chǎn)生故障。(3)活塞桿米用雙點導向(導向環(huán)5和14),且導向環(huán)5和14分別位于氣缸的兩側(cè)，二者之間有較長的距離，因此，與單點導向以及距離較近的雙點導向相比，本機構(gòu)的導向性能更好。(4)在傳動架圓周上均布有三個或以上的活塞桿，提高了裝置的剛度，確保了可移動的觸頭環(huán)17與固定的觸頭環(huán)16、18之間的同軸度，減少了機構(gòu)內(nèi)部的變形，消減了機構(gòu)內(nèi)部的過約束，從而確?；祈槙?。(5)活塞10與氣缸內(nèi)壁之間設(shè)置有密封圈9，由于密封圈具有彈性，因此避免了活塞10對第一活塞桿6和第二活塞桿15導向的過定位。

圖I為斷路器主觸頭傳動機構(gòu)合閘狀態(tài)時剖面圖；圖2為斷路器主觸頭傳動機構(gòu)分閘狀態(tài)時剖面圖；圖3為沿圖I中A-A線的剖視圖；圖4為沿圖I中B-B線的剖視圖；圖5為沿圖I中C向示意圖；圖6為圖I中I部的局部放大圖。
具體實施方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細描述。請參閱圖I至圖6所示，本發(fā)明針對斷路器中直徑400mm以上的環(huán)形主觸頭滑移開合問題，設(shè)計了一種高效的大尺寸主觸頭滑移傳動機構(gòu)，至少包括一個輸入軸1，兩個拐臂2，兩個連桿3，一個傳動架4，三個以上的第一活塞桿6，三個以上的第二活塞桿15，一個氣缸座7，一個汽缸蓋12，一個活塞10，一個可移動的主觸頭環(huán)17 (外徑400mm以上)，以及兩個靜止的主觸頭環(huán)16和18。傳動架4、第一活塞桿6、密封圈9、活塞10、第二活塞桿15以及主觸頭環(huán)17通過機械聯(lián)接的方式，聯(lián)接成一個整體，在氣缸座7以及氣缸蓋12上分別設(shè)置導向環(huán)5和14，分別對第一活塞桿6和第二活塞桿15進行導向。該傳動機構(gòu)具有如下特征。(I)合理布置輸入軸I、拐臂2、連桿3的空間位置及尺寸，減少輸入軸I、拐臂2和連桿3的受力，并減少傳動架4在y軸方向的受力，提高傳動效率；(2)使第一活塞桿6和第二活塞桿15實現(xiàn)推拉活塞10、推拉觸頭環(huán)17以及導向三個功能的合一，從而簡化結(jié)構(gòu)并避免因結(jié)構(gòu)復雜而造成的過約束；(3)在氣缸19兩端布置導向環(huán)5和14，使這兩個導向環(huán)之間的距離大于O. 4倍活塞桿全長，從而提聞導向效率；
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(4)活塞10與氣缸19內(nèi)壁之間設(shè)置有密封圈9，可在壓氣時起到密封的作用，由于密封圈具有彈性，因此避免了活塞10對第一活塞桿6和第二活塞桿15導向的過定位?；谏鲜鏊姆矫娴奶卣?，最終達到減少傳動摩擦，減少過約束，提高傳動效率，提高機械壽命的目的?；谏鲜龉ぷ髟?，并為了達到減少摩擦和過約束、提高傳動效率和壽命的目的，采取了如下技術(shù)方案。(I)將導向5和14的連線方向設(shè)置為X軸，則主觸頭環(huán)17運動方向與X軸平行，在此基礎(chǔ)上，通過合理布置輸入軸I、拐臂2、連桿3的空間位置及尺寸，提高傳動效率。首先，盡量減小拐臂2的長度，則可增大拐臂2運動過程中的旋轉(zhuǎn)角度，從而可減少輸入軸I的扭矩，提高了輸入軸I的可靠性。其次，使輸入軸I的中心與中心線22的距離為O. 7至I. 5倍拐臂2的長度，并增大傳動連桿3的長度使之大于4倍拐臂2長度，確保傳動連桿3與主觸頭環(huán)17運動方向始終成較小的夾角(〈5° )，使傳動連桿3上的拉/推力全部轉(zhuǎn)化為第一活塞桿6的推/拉力，從而提高傳動效率，另一方面還可以減少導向環(huán)5和14處的摩擦。另外，設(shè)置兩個以上的拐臂2和傳動連桿3，并使傳動連桿3在傳動架4的圓周方向上均布，確保運動過程中傳動架4受力均勻平穩(wěn)。(2)傳動架4、第一活塞桿6、密封圈9、活塞10、第二活塞桿15以及主觸頭環(huán)17通過機械聯(lián)接的方式聯(lián)接成一個整體，且確保第一活塞桿6、第二活塞桿15同軸，確保傳動架4、主觸頭環(huán)17、固定觸頭環(huán)16和18同軸。斷路器分/合閘操作時，輸入軸I順/逆時針旋轉(zhuǎn)帶動拐臂2順/逆時針旋轉(zhuǎn)，拐臂2拉/推連桿3，連桿3拉/推傳動架4，傳動架4拉/推第一活塞桿6,第一活塞桿6拉/推活塞10,活塞10拉/推第二活塞桿15,第二活塞桿15拉/推主觸頭環(huán)17,與此同時,第一活塞桿6和第二活塞桿15在導向環(huán)5和14作用下，使傳動架4、第一活塞桿6、密封圈9、活塞10、第二活塞桿15以及主觸頭環(huán)17運動方向與X軸平行。這樣，第一活塞桿6和第二活塞桿15實現(xiàn)了推拉活塞10、推拉觸頭環(huán)17以及導向三個功能的合一，從而簡化了傳動結(jié)構(gòu)。除此之外，在傳動架4圓周方向上，均布有三個以上的第一活塞桿6和第二活塞桿15，提高了導向的剛度，確保活塞10與氣缸19、可移動的主觸頭環(huán)17與靜止觸頭環(huán)16和18始終保持極高的同軸度，從而使活塞10和主觸頭環(huán)17受力均勻平穩(wěn)。(3)在氣缸19兩端布置導向環(huán)5和14,其中導向環(huán)5位于氣缸座7上,對第一活塞桿6進行導向；導向環(huán)14位于氣缸座12上,對第二活塞桿15進行導向。使這兩個導向環(huán)之間的距離大于第一活塞桿6長度與第二活塞桿15長度之和的O. 4倍，減小活塞桿伸出氣缸19的長度與導向長度的比值，從而進一步減小導向處的摩擦，提高導向效率。(4)活塞10與氣缸19內(nèi)壁之間設(shè)置具有彈性的密封圈9，密封圈9與活塞10以相同的速度一起運動(二者相對靜止)。在斷路器分閘過程中，密封圈9起到氣封的作用，使氣缸19內(nèi)的氣體能順利通過氣道20，壓入滅弧室21中。另一方面，在活塞與氣缸19內(nèi)壁留有間隙，并采用在半徑方向上有O. 2mm以上彈性量的密封圈9填充間隙，因此密封圈9避免了活塞10對導向5和14的過定位。本發(fā)明傳動機構(gòu)合閘狀態(tài)和分閘狀態(tài)分別如圖I和2所示，設(shè)置了兩個拐臂2、兩個連桿3、四個第一活塞桿6以及四個第二活塞桿15，且連桿3、第一活塞桿6、第二活塞桿15在傳動架4圓周方向上均布,相應(yīng)地設(shè)置了四個導向環(huán)5以及四個導向環(huán)14?，F(xiàn)對分閘·的具體實施方式
作詳細說明，合閘的實施方式與分閘正好相反，因此這里不做贅述。分閘時，輸入軸I順時針旋轉(zhuǎn)，帶動拐臂2繞輸入軸I作順時針旋轉(zhuǎn)，拐臂2帶動連桿3拉傳動架4移動，由于在傳動架4上均布了兩個連桿3，因此分閘操作時可使傳動架受力均勻；另外由于連桿3與X軸成極小的夾角(〈5° )，因此連桿3給傳動架4的拉力在y方向的分力極小。傳動架4、第一活塞桿6、密封圈9、活塞10、第二活塞桿15以及主觸頭環(huán)17通過機械聯(lián)接的方式，聯(lián)接成一個整體；導向環(huán)5和14分別對第一活塞桿6和第二活塞桿15進行導向，此時第一活塞桿6和第二活塞桿15起到了導向的作用。在活塞10以及氣缸蓋12上分別設(shè)有氣孔11和13，在活塞10的左側(cè)設(shè)有一個單向閥8。當外部氣壓比氣缸19內(nèi)氣壓高時，氣體經(jīng)孔13、11，推開單向閥8，進入氣缸19 ;在斷路器分閘時，四個第一活塞桿6同時拉活塞10向X軸負方向移動，確保了活塞10受力均勻平穩(wěn)，活塞10運動過程中單向閥8關(guān)閉，從而壓縮氣體經(jīng)氣道20，進入滅弧室21，為滅弧提供幫助。這里，第一活塞桿起到了拉活塞10壓氣進入滅弧室21的作用。分閘時，四個第一活塞桿6拉活塞10，活塞10再拉四個第二活塞桿15，最后四個第二活塞桿15同時拉可移動的觸頭環(huán)17在固定的觸頭環(huán)16和18上向X負方向滑移，由于有四個均布的活塞桿，且每個活塞桿上施加的拉力相同，因此主觸頭環(huán)17運動過程中受力均勻平穩(wěn)。當主觸頭環(huán)17脫開主觸頭環(huán)18并達到一定的開斷距離后，斷路器進入分閘狀態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種高效的大直徑主觸頭傳動機構(gòu)，其特征在于，包括輸入軸(I)、拐臂(2)、連桿(3)、傳動架(4)、第一活塞桿(6)、第二活塞桿(15)、氣缸座(7)、汽缸蓋(12)、活塞(10)、動主觸頭環(huán)(17)、第一靜止主觸頭環(huán)(16)和第二靜止主觸頭環(huán)(18);拐臂(2) —端連接輸入軸(I)，另一端連接連桿(3);連桿(3) —端連接拐臂(2),另一端連接傳動架(4);傳動架(4)、第一活塞桿(6)、活塞(10)、第二活塞桿(15)以及動主觸頭環(huán)(17)通過機械聯(lián)接的方式，聯(lián)接成一個整體；汽缸蓋(12)安裝于氣缸座(7)上，汽缸蓋(12)與氣缸座(7)之間形成氣缸(19);活塞(10)位于氣缸(19)內(nèi)，活塞(10)外壁上設(shè)有密封圈(9);氣缸座(7)上設(shè)有第一導向環(huán)(5),汽缸蓋(12)上設(shè)有第二導向環(huán)(14),第一活塞桿(6)穿過第一導向環(huán)(5)，第二活塞桿(15)穿過第二導向環(huán)(14);第一靜止主觸頭環(huán)(16)和第二靜止主觸頭環(huán)(18)同軸間隔排布。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高效的大直徑主觸頭傳動機構(gòu)，其特征在于，第一活塞桿(6)與第二活塞桿(15)的中心同軸。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高效的大直徑主觸頭傳動機構(gòu)，其特征在于，第一活塞桿(6)與第一導向環(huán)(5)相配合，第二活塞桿(15)與第二導向環(huán)(14)相配合，對傳動架(4)、活塞(10)、動主觸頭(17)進行導向。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高效的大直徑主觸頭傳動機構(gòu)，其特征在于，在傳動架(4)圓周方向上,均布有三個或以上的第一活塞桿(6)和第二活塞桿(15)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高效的大直徑主觸頭傳動機構(gòu)，其特征在于，第一導向環(huán)(5)和第二導向環(huán)(14)之間的距離大于第一活塞桿(6)長度和第二活塞桿(15)長度之和的O. 4倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高效的大直徑主觸頭傳動機構(gòu),其特征在于,連桿(3)的長度大于4倍拐臂(2)長度。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高效的大直徑主觸頭傳動機構(gòu)，其特征在于，連桿(3)與動主觸頭環(huán)(17)的中心線(22)所成夾角小于5度。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高效的大直徑主觸頭傳動機構(gòu),其特征在于,輸入軸(I)的中心與中心線(22)的距離為O. 7至I. 5倍拐臂(2)的長度。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高效的大直徑主觸頭傳動機構(gòu)，其特征在于，活塞(10)以及氣缸蓋(12)上分別設(shè)有第一氣孔(11)和第二氣孔(13)，在活塞(10)遠離氣缸蓋(12)的一側(cè)設(shè)有單向閥(8)。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高效的大直徑主觸頭傳動機構(gòu)，其特征在于，密封圈(9)安裝在活塞(10)上后，在它的半徑方向上可以有O. 2mm以上的彈性量。
全文摘要
本發(fā)明提供一種高效的大直徑主觸頭傳動機構(gòu)，包括輸入軸、拐臂、連桿、傳動架、第一活塞桿、第二活塞桿、氣缸座、汽缸蓋、活塞、動主觸頭環(huán)、第一靜止主觸頭環(huán)和第二靜止主觸頭環(huán)；拐臂一端連接輸入軸，另一端連接連桿；連桿一端連接拐臂，另一端連接傳動架；傳動架、第一活塞桿、活塞、第二活塞桿以及動主觸頭環(huán)通過機械聯(lián)接的方式，聯(lián)接成一個整體；氣缸座上設(shè)有第一導向環(huán)，汽缸蓋上設(shè)有第二導向環(huán)，第一活塞桿穿過第一導向環(huán)，第二活塞桿穿過第二導向環(huán)；第一靜止主觸頭環(huán)和第二靜止主觸頭環(huán)同軸間隔排布。本發(fā)明合理布置輸入軸、拐臂、連桿、活塞桿、活塞以及主觸頭，減少機構(gòu)運動過程中的摩擦，提高傳動效率。
文檔編號H01H33/32GK102789921SQ201210284798
公開日2012年11月21日 申請日期2012年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月10日
發(fā)明者劉琨, 呂軍玲, 徐剛, 朱琦琦, 程立, 雷肖, 馬沖 申請人:中國西電電氣股份有限公司, 中國長江三峽集團公司