專利名稱:工位自鎖式凸輪操動(dòng)機(jī)構(gòu)及其操動(dòng)方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及高壓開關(guān)電器的隔離開關(guān),是一種工位自鎖式凸輪操動(dòng)機(jī)構(gòu)及其操動(dòng)方法。
背景技術(shù):
隔離開關(guān)是高壓開關(guān)電器中使用最多的一種電器,其在電路中起到隔離作用,是電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)分合、轉(zhuǎn)換線路的重要開關(guān)設(shè)備。其工作原理及結(jié)構(gòu)比較簡單,但是由于使用量大,工作可靠性要求高,對變電所、電廠的設(shè)計(jì)、建立和安全運(yùn)行的影響均較大。目前普遍 存在二類問題,一類是隔離位置無法實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的機(jī)械限位,容易引起位置的錯(cuò)移,從而導(dǎo)致隔離至合閘或接地工位位置的行程處于不可預(yù)期的變化中,給電力的檢修和日常維護(hù)帶來安全隱患。另一類是電機(jī)構(gòu)本身的問題,即起動(dòng)時(shí)電機(jī)帶負(fù)載導(dǎo)致起動(dòng)電流過大,斷電時(shí)電機(jī)慣性轉(zhuǎn)動(dòng)造成電機(jī)堵轉(zhuǎn),使電機(jī)構(gòu)壽命短。此類帶隔離開關(guān)如中國專利文獻(xiàn)中披露的申請?zhí)?00920200944. 8,授權(quán)公告日2010年7月21日,實(shí)用新型名稱“隔離開關(guān)機(jī)構(gòu)的連鎖裝置”;其要點(diǎn)是該連鎖裝置中電動(dòng)組件的位置解鎖桿呈三角形固定連接,三角分別設(shè)有觸桿、限位桿、限位滾輪;大直齒圓柱齒輪與小直齒圓柱齒輪嚙合;所述手動(dòng)組件的操作桿感應(yīng)裝置設(shè)有第一微動(dòng)開關(guān),操作桿感應(yīng)裝置設(shè)有鎖端部位;操作手柄設(shè)有溝槽部位,小直齒圓柱齒輪設(shè)有柄孔。上述連鎖裝置由操動(dòng)機(jī)構(gòu)本體機(jī)械連鎖裝置和隔離開關(guān)裝置結(jié)合,氣體絕緣全封閉組合電器中隔離開關(guān)操動(dòng)單元配用的機(jī)構(gòu),但其自鎖效果和穩(wěn)定性欠佳,定位準(zhǔn)確度較差。
發(fā)明內(nèi)容
為克服上述不足,本發(fā)明的目的是向本領(lǐng)域提供一種新型三工位操動(dòng)的工位自鎖式凸輪操動(dòng)機(jī)構(gòu)及其操動(dòng)方法,使其解決現(xiàn)有同類產(chǎn)品整體裝卸、維修不便,合閘、分閘、接地三工位操作穩(wěn)定性和操動(dòng)方法欠佳的技術(shù)問題。其目的是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。一種工位自鎖式凸輪操動(dòng)機(jī)構(gòu),該凸輪操動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、手動(dòng)操作桿、安裝板、盤形凸輪、輸出軸拐臂、輸出軸,以及對應(yīng)的直齒圓柱齒輪組成的齒輪組件,所述電機(jī)、輸出軸、齒輪組件設(shè)置于安裝板,電機(jī)通過齒輪組件帶動(dòng)盤形凸輪和輸出軸拐臂轉(zhuǎn)動(dòng);其特征在于所述電機(jī)的電機(jī)輸出軸通過安裝板與齒輪組件連接,齒輪組件通過盤形凸輪軸與盤形凸輪連接,盤形凸輪軸連接齒輪組件,并設(shè)置于安裝板;安裝板的輸出軸與輸出軸拐臂的中間連接,輸出軸拐臂的一端通過滾輪軸承與盤形凸輪連接,另一端設(shè)有連接軸承套。從而通過電機(jī)帶動(dòng)齒輪組件傳動(dòng),齒輪組件通過盤形凸輪軸帶動(dòng)盤形凸輪轉(zhuǎn)動(dòng),盤形凸輪帶動(dòng)輸出軸拐臂轉(zhuǎn)動(dòng),輸出軸拐臂帶動(dòng)另一端與連接軸承套連接的部件轉(zhuǎn)動(dòng)。所述齒輪組件包括小直齒圓柱齒輪、第一直齒圓柱齒輪、第二直齒圓柱齒輪和第三直齒圓柱齒輪,電機(jī)的電機(jī)輸出軸與小直齒圓柱齒輪的中心軸連接,小直齒圓柱齒輪與第一直齒圓柱齒輪哨合,第一直齒圓柱齒輪設(shè)有第二直齒圓柱齒輪,第一直齒圓柱齒輪與第二直齒圓柱齒輪連為一體,并中心軸設(shè)置于安裝板,第二直齒圓柱齒輪與第三直齒圓柱齒輪嚙合,第三直齒圓柱齒輪中心設(shè)有盤形凸輪軸。從而通過電機(jī)帶動(dòng)小直齒圓柱齒輪、第一直齒圓柱齒輪、第二直齒圓柱齒輪、第三直齒圓柱齒輪組成齒輪組件逐級傳動(dòng),其傳動(dòng)效果較為穩(wěn)定。所述電機(jī)設(shè)有齒輪箱,齒輪箱內(nèi)的齒輪與電機(jī)的電機(jī)輸出軸連接,齒輪箱的電機(jī)手動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸與手動(dòng)操動(dòng)桿連接。通過手動(dòng)操動(dòng)桿帶動(dòng)齒輪箱傳動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)手動(dòng)操作該凸輪操動(dòng)機(jī)構(gòu)的技術(shù)目的。所述盤形凸輪設(shè)有耳形溝槽,即耳形溝槽呈半圓形弧,耳形溝槽由與盤形凸輪軸同心,但不同半徑的三段圓弧溝槽和二段連接線溝槽組成,三段圓弧溝槽為三個(gè)工位定位圓形溝槽,二段連接線溝槽為工位轉(zhuǎn)換螺旋溝槽,工位定位圓形溝槽之間設(shè)置工位轉(zhuǎn)換螺旋溝槽;盤形凸輪的形狀與耳形溝槽對應(yīng),輸出軸拐臂與盤形凸輪的連接端通過滾輪軸承設(shè)置于盤形凸輪的耳形溝槽內(nèi)。上述結(jié)構(gòu)中盤形凸輪的耳形溝槽三個(gè)位置即該凸輪操動(dòng)機(jī)構(gòu)的合閘、分閘、接地的三個(gè)操作工位,采用滾輪軸承在中盤形凸輪的耳形溝槽內(nèi)滑動(dòng),其操動(dòng)穩(wěn)定性好,效果穩(wěn)定。
所述輸出軸拐臂由對稱設(shè)置的拐臂夾板組成,滾輪軸承夾持于輸出軸拐臂的拐臂夾板之間。通過上述夾持結(jié)構(gòu),輸出軸拐臂不易與中盤形凸輪的耳形溝槽脫離,穩(wěn)定性進(jìn)一步提聞。所述電機(jī)、手動(dòng)操作桿、盤形凸輪軸、盤形凸輪、輸出軸、齒輪組件設(shè)置于安裝板,滾輪軸承、輸出軸拐臂與輸出軸連為一體,輸出軸拐臂通過滾輪軸承與盤形凸輪的耳形溝槽連為一體,即電機(jī)、手動(dòng)操作桿、盤形凸輪軸、盤形凸輪、滾輪軸承、輸出軸拐臂、輸出軸、齒輪組件與安裝板連為一體。從而便于該凸輪操動(dòng)機(jī)構(gòu)通過安裝板整體裝卸、更換和維修。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)特征,其操動(dòng)方法穩(wěn)定、可行,操動(dòng)效果好,具體如下所述齒輪組件通過電機(jī)電動(dòng)操動(dòng)或手動(dòng)操作桿手動(dòng)操動(dòng),齒輪組件帶動(dòng)盤形凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí),盤形凸輪通過與輸出軸拐臂連接端的滾輪軸承帶動(dòng)輸出軸拐臂轉(zhuǎn)動(dòng),從而使輸出軸拐臂的另一端發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)合閘、分閘、接地的三工位操作;合閘和接地操動(dòng)分別位于盤形凸輪的耳形溝槽兩端,分閘操作位于耳形溝槽兩端之間的過渡弧。所述齒輪組件通過齒輪組件的小直齒圓柱齒輪、第一直齒圓柱齒輪、第二直齒圓柱齒輪和第三直齒圓柱齒輪三級齒輪傳動(dòng)實(shí)現(xiàn),手動(dòng)操作桿的手動(dòng)操動(dòng)通過電機(jī)的電機(jī)輸出軸與齒輪箱的電機(jī)手動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸連接實(shí)現(xiàn);盤形凸輪與輸出軸拐臂之間的聯(lián)動(dòng),通過輸出軸拐臂對稱設(shè)置的拐臂夾板一端夾持固定滾輪軸承伸入盤形凸輪的耳形溝槽實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理,使用、存儲、攜帶方便;適合作為國內(nèi)12kV和40. 5kV配電系統(tǒng)中固體絕緣開關(guān)柜的隔離、接地三工位開關(guān)使用,及其同類產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)改進(jìn)。
圖I是本發(fā)明的操動(dòng)前合閘位置時(shí)結(jié)構(gòu)示意圖,圖中為合閘位置,箭頭為盤形凸輪的運(yùn)動(dòng)方向。圖2是圖I操動(dòng)至分閘位置時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖,圖中為分閘位置。圖3是圖I操動(dòng)至接地位置時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖,圖中為接地位置。圖4是本發(fā)明的電動(dòng)操動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖,圖中省略了手動(dòng)操作桿。圖5是圖2的盤形凸輪與輸出軸拐臂運(yùn)動(dòng)原理結(jié)構(gòu)示意圖,圖中ABC構(gòu)成的三角形為盤形凸輪與輸出軸拐臂之間連接軸承套點(diǎn)、滾輪軸承點(diǎn)、盤形凸輪軸點(diǎn)構(gòu)成;R1段溝槽為“合閘”位置的工位定位圓形溝槽,R2段溝槽為“分閘”位置的工位定位圓形溝槽,R3段溝槽為“接地”位置的工位定位圓形溝槽。附圖號及名稱1、電機(jī),101、齒輪箱,2、手動(dòng)操作桿,3、安裝板,4、小直齒圓柱齒輪,5、第一直齒圓柱齒輪,6、第二直齒圓柱齒輪,7、第三直齒圓柱齒輪,8、盤形凸輪軸,9、盤形凸輪,901、耳形溝槽,10、滾輪軸承,11、輸出軸拐臂,1101、拐臂夾板,1102、連接軸承套,12、輸出軸。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)結(jié)合附圖,對本發(fā)明結(jié)構(gòu)和使用作進(jìn)一步描述。如圖I 圖5所示,該凸輪操動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)電機(jī)I、輸出軸12、齒輪組件設(shè)置于安裝板3,電機(jī)通過齒輪組件帶動(dòng)盤形凸輪和輸出軸拐臂轉(zhuǎn)動(dòng);電機(jī)設(shè)有齒輪箱101,齒輪箱內(nèi)的齒輪與電機(jī)的電機(jī)輸出軸連接,齒輪箱的電機(jī)手動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸與手動(dòng)操動(dòng)桿2連接。電機(jī)的電機(jī)輸出軸通過安裝板與小直齒圓柱齒·輪4的中心軸連接,小直齒圓柱齒輪與第一直齒圓柱齒輪5哨合,第一直齒圓柱齒輪設(shè)有第二直齒圓柱齒輪6,第一直齒圓柱齒輪與第二直齒圓柱齒輪連為一體,并中心軸設(shè)置于安裝板,第二直齒圓柱齒輪與第三直齒圓柱齒輪7嚙合,第三直齒圓柱齒輪中心設(shè)有盤形凸輪軸8連接,上述直齒圓柱齒輪、第一直齒圓柱齒輪、第二直齒圓柱齒輪和第三直齒圓柱齒輪組成齒輪組件。安裝板的輸出軸與輸出軸拐臂11的中間連接,輸出軸拐臂的一端通過滾輪軸承10與盤形凸輪9連接,另一端設(shè)有連接軸承套1102,輸出軸拐臂由對稱設(shè)置的拐臂夾板1101組成,滾輪軸承夾持于輸出軸拐臂的拐臂夾板之間;盤形凸輪設(shè)有耳形溝槽901,即耳形溝槽呈半圓形弧,耳形溝槽由與盤形凸輪軸同心,但不同半徑的三段圓弧溝槽和二段連接線溝槽組成,三段圓弧溝槽為三個(gè)工位定位圓形溝槽,二段連接線溝槽為工位轉(zhuǎn)換螺旋溝槽,工位定位圓形溝槽之間設(shè)置工位轉(zhuǎn)換螺旋溝槽;盤形凸輪的形狀與耳形溝槽對應(yīng),輸出軸拐臂與盤形凸輪的連接端通過滾輪軸承設(shè)置于盤形凸輪的耳形溝槽內(nèi)。上述電機(jī)、手動(dòng)操作桿、盤形凸輪軸、盤形凸輪、滾輪軸承、輸出軸拐臂、輸出軸、齒輪組件與安裝板連為一體。該凸輪操動(dòng)機(jī)構(gòu)主要利用盤形凸輪的運(yùn)動(dòng)原理,實(shí)現(xiàn)輸出軸拐臂對外輸出轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度的目的,即盤形凸輪設(shè)有符合輸出角度要求的耳形溝槽,耳形溝槽包括工位轉(zhuǎn)換螺旋溝槽和工位定位圓形溝槽,工位轉(zhuǎn)換螺旋溝槽用于控制輸出角度實(shí)現(xiàn)工位轉(zhuǎn)換,工位定位圓形溝槽用于控制輸出軸工位定位及消除電機(jī)起動(dòng)帶負(fù)載、斷電帶慣性轉(zhuǎn)動(dòng)的缺陷。當(dāng)盤形凸輪軸連續(xù)作順時(shí)針(或逆時(shí)針)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),盤形凸輪軸帶動(dòng)輸出軸拐臂的滾輪軸承一起轉(zhuǎn)動(dòng),使得輸出軸實(shí)現(xiàn)工位轉(zhuǎn)換。即當(dāng)輸出軸拐臂的滾輪軸承在工位轉(zhuǎn)換螺旋溝槽轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),輸出軸實(shí)現(xiàn)工位轉(zhuǎn)換;當(dāng)輸出軸拐臂上的滾輪軸承在工位定位圓形溝槽轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),既能消除電機(jī)起動(dòng)帶負(fù)載、停電帶慣性轉(zhuǎn)動(dòng)的缺陷,又能使輸出軸具有工位定位的自鎖功能。該凸輪操動(dòng)機(jī)構(gòu)主要應(yīng)用于電力系統(tǒng)的EDS (隔離接地開關(guān))、DS (隔離開關(guān))或ES (接地開關(guān)),具有定位準(zhǔn)確,無反彈,消除電機(jī)起動(dòng)帶負(fù)載、斷電帶慣性轉(zhuǎn)動(dòng)的缺陷等特點(diǎn)。同時(shí),該凸輪操動(dòng)機(jī)構(gòu)根據(jù)隔離開關(guān)設(shè)計(jì)開關(guān)行程的需要,可改變耳形溝槽曲線達(dá)到輸出角度的弧形過渡槽,以匹配其設(shè)計(jì)要求,并配用于電力系統(tǒng)的EDS (隔離接地開關(guān))、DS (隔離開關(guān))或ES (接地開關(guān))上的電機(jī)構(gòu)。即通過電機(jī)或手動(dòng)操作桿旋轉(zhuǎn),利用直齒圓柱齒輪驅(qū)動(dòng)盤形凸輪,再驅(qū)動(dòng)與盤形凸輪上耳形溝槽相嚙合的輸出軸拐臂的滾輪軸承,使得輸出軸旋轉(zhuǎn)而實(shí)現(xiàn)開關(guān)的“分閘、合閘、接地”操作。下面以EDS (隔離接地開關(guān))為例,說明一下該凸輪操動(dòng)機(jī)構(gòu)的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程(包括手動(dòng)操作和電動(dòng)操作),即由合閘位置到分閘位置,再到接地位置操作的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程?!⑹謩?dòng)操作(手動(dòng)操作桿插入齒輪箱的電機(jī)手動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸)
I、由“合閘”到“分閘”:
手動(dòng)操作桿插入電機(jī)手動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸,電動(dòng)操作回路電源切斷(此時(shí)電動(dòng)無法實(shí)現(xiàn)),手動(dòng)控制回路接通,轉(zhuǎn)動(dòng)手動(dòng)操作桿,電機(jī)輸出軸的小直齒圓柱齒輪開始旋轉(zhuǎn),并通過第一、第二、第三直齒圓柱齒輪旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)盤形凸輪正方向(順時(shí)針)運(yùn)轉(zhuǎn),先在“合閘”位置耳形溝槽的工位定位圓形溝槽中旋轉(zhuǎn)(即圖I所示,合閘位置)。此時(shí)電機(jī)不帶負(fù)載,然后轉(zhuǎn)到耳形溝 槽的工位轉(zhuǎn)換螺旋溝槽,通過與耳形溝槽相嚙合的輸出軸拐臂上的滾輪軸承帶動(dòng)輸出軸拐臂到達(dá)“分閘”位置耳形溝槽的工位定位圓形溝槽;同時(shí)給出電信號,切斷電機(jī)控制回路電源,失電的電機(jī)慣性在“分閘”位置耳形溝槽的工位定位圓形溝槽內(nèi)旋轉(zhuǎn)后停止轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)盤形凸輪自鎖鎖定輸出軸拐臂(即圖2所示,分閘位置)。2、由“分閘”至IJ “接地”:
手動(dòng)操作桿插入電機(jī)手動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸,電動(dòng)操作回路電源切斷(此時(shí)電動(dòng)無法實(shí)現(xiàn)),手動(dòng)控制回路接通,轉(zhuǎn)動(dòng)手動(dòng)操作桿,電機(jī)輸出軸的小直齒圓柱齒輪開始旋轉(zhuǎn),并通過第一、第二、第三直齒圓柱齒輪旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)盤形凸輪正方向(順時(shí)針)運(yùn)轉(zhuǎn),先在“分閘”位置耳形溝槽的工位定位圓形溝槽中旋轉(zhuǎn)。此時(shí)電機(jī)不帶負(fù)載,然后轉(zhuǎn)到耳形溝槽的工位轉(zhuǎn)換螺旋溝槽,通過與耳形溝槽相嚙合的輸出軸拐臂上的滾輪軸承帶動(dòng)輸出軸拐臂到達(dá)“接地”位置耳形溝槽的工位定位圓形溝槽;同時(shí)給出電信號,切斷電機(jī)控制回路電源,失電的電機(jī)慣性在“接地”位置耳形溝槽的工位定位圓形溝槽內(nèi)旋轉(zhuǎn)后停止轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)盤形凸輪自鎖鎖定輸出軸拐臂(即圖3所示,接地位置)。二、電動(dòng)操作(手動(dòng)操作桿拔出齒輪箱的電機(jī)手動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸)
I、由“合閘”到“分閘”:
輸入(隔離開關(guān)分閘)指令接通電機(jī)電源,電機(jī)獲得電信號,同時(shí)電機(jī)輸出軸的小直齒圓柱齒輪開始旋轉(zhuǎn),并通過第一、第二、第三直齒圓柱齒輪旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)盤形凸輪正方向(順時(shí)針)運(yùn)轉(zhuǎn),先在“合閘”位置耳形溝槽的工位定位圓形溝槽中旋轉(zhuǎn)。此時(shí)電機(jī)不帶負(fù)載,然后轉(zhuǎn)到耳形溝槽的工位轉(zhuǎn)換螺旋溝槽,通過與耳形溝槽相嚙合的輸出軸拐臂上的滾輪軸承帶動(dòng)輸出軸拐臂到達(dá)“分閘”位置耳形溝槽的工位定位圓形溝槽;同時(shí)給出電信號,切斷電機(jī)控制回路電源,失電的電機(jī)慣性在“分閘”位置耳形溝槽的工位定位圓形溝槽內(nèi)旋轉(zhuǎn)后停止轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)盤形凸輪自鎖鎖定輸出軸拐臂。2、由“分閘”至IJ “接地”:
輸入(隔離開關(guān)接地)指令接通電機(jī)電源,電機(jī)獲得電信號,同時(shí)電機(jī)輸出軸的小直齒圓柱齒輪開始旋轉(zhuǎn),并通過第一、第二、第三直齒圓柱齒輪旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)盤形凸輪正方向(順時(shí)針)運(yùn)轉(zhuǎn),先在“合閘”位置耳形溝槽工位定位圓形溝槽中旋轉(zhuǎn)。此時(shí)電機(jī)不帶負(fù)載,然后轉(zhuǎn)到耳形溝槽的工位轉(zhuǎn)換螺旋溝槽,通過與耳形溝槽相嚙合的輸出軸拐臂上的滾輪軸承帶動(dòng)輸出軸拐臂到達(dá)“接地”位置耳形溝槽的工位定位圓形溝槽;同時(shí)給出電信號,切斷電機(jī)控制回路電源,失電的電機(jī)慣性在“接地”位置耳形溝槽的工位定位圓形溝槽內(nèi)旋轉(zhuǎn)后停止轉(zhuǎn)動(dòng),同時(shí)盤形凸輪自鎖鎖定輸出軸拐臂。上述“合閘”、“分閘”、“接地”的工作原理即如圖5所示,盤形凸輪的耳形溝槽由與盤形凸輪軸同心,但不同半徑的三段圓弧溝槽和二段連接線溝槽組成,三段圓弧溝槽為三個(gè)工位定位圓形溝槽,二段連接線溝槽為工位轉(zhuǎn)換螺旋溝槽,工位定位圓形溝槽之間設(shè)置工位轉(zhuǎn)換螺旋溝槽。即R1段溝槽為“合閘”位置的工位定位圓形溝槽,R2段溝槽為“分閘”位置的工位定位圓形溝槽,R3段溝槽為“接地”位置的工位定位圓形溝槽,二段連接線溝槽的中心線與盤形凸輪軸的軸心半徑是變化的,即輸出軸拐臂在二段連接線溝槽內(nèi)隨著盤形凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)的。在“合閘”和“接地”位置時(shí),輸出軸拐臂均有一個(gè)反彈力,在“分閘”位置則無反彈力。當(dāng)輸出軸拐臂連接的滾輪軸承在“分閘”位置時(shí),連接軸承套點(diǎn)、滾輪軸承點(diǎn)、盤形凸輪軸點(diǎn)構(gòu)成的三角形ABC為唯一(即“分閘”和“合閘”位置時(shí),輸出軸拐臂的滾輪軸承點(diǎn)不動(dòng),盤形凸輪轉(zhuǎn)動(dòng))。因此,在此該段“分閘”位置的工位定位圓形溝槽內(nèi)時(shí),電機(jī)不工作,盤形凸輪可旋轉(zhuǎn),但輸出軸拐臂不動(dòng);同時(shí),輸出軸拐臂無法帶動(dòng)盤形凸輪旋轉(zhuǎn),起到工位自鎖的作用。電動(dòng)工作時(shí),輸出軸拐臂從“分閘”位置通過工位轉(zhuǎn)換螺旋溝槽進(jìn)入“合閘”或“接地”位置的起始位置時(shí),即給出電機(jī)停轉(zhuǎn)信號,由電機(jī)停電后的慣性轉(zhuǎn)動(dòng)將盤 形凸輪空載帶到工位定位圓形溝槽的末端停轉(zhuǎn),消除電機(jī)停電后的獨(dú)轉(zhuǎn)缺陷。當(dāng)輸出軸拐臂在“合閘”或“接地”位置向“分閘”位置轉(zhuǎn)換時(shí),因電動(dòng)在耳形溝槽的末端,電動(dòng)起動(dòng)后在工位定位圓形溝槽內(nèi)運(yùn)動(dòng),達(dá)到空載起動(dòng)的效果。根據(jù)上述工作原理,盤形凸輪增加一個(gè)不同半徑的等圓面,即可增加一個(gè)工位。該電機(jī)構(gòu)滿足EDS (隔離接地開關(guān))、DS (隔離開關(guān))或ES (接地開關(guān))等開關(guān)在“合”、“分”、“接地”三種狀態(tài)任意位置停止的要求,輸出軸拐臂上的滾輪軸承在工位溝槽任一位置時(shí),開關(guān)的負(fù)載反力(即外界負(fù)載的反力)防止機(jī)構(gòu)的輸出軸產(chǎn)生回轉(zhuǎn),有效地解決目前此類開關(guān)反彈力過大,導(dǎo)致配用的機(jī)構(gòu)“分、合、接地”位置錯(cuò)移(即不能完全接觸,接觸不到位或虛接觸),給電力系統(tǒng)配電帶來不安全因素。同時(shí),“合”、“分”、“接地”三種狀態(tài)任意位置電機(jī)無負(fù)載起動(dòng)和消除電機(jī)斷電后的慣性轉(zhuǎn)動(dòng),螺旋盤形凸輪工位溝槽在開關(guān)“合”、“分”、“接地”三種狀態(tài)既有空行程用于電機(jī)無負(fù)載起動(dòng),又有空行程用于消除電機(jī)斷電后的慣性轉(zhuǎn)動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種工位自鎖式凸輪操動(dòng)機(jī)構(gòu),該凸輪操動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)(I )、手動(dòng)操作桿(2)、安裝板(3)、盤形凸輪(9)、輸出軸拐臂(11)、輸出軸(12),以及對應(yīng)的直齒圓柱齒輪組成的齒輪組件,所述電機(jī)、輸出軸、齒輪組件設(shè)置于安裝板,電機(jī)通過齒輪組件帶動(dòng)盤形凸輪和輸出軸拐臂轉(zhuǎn)動(dòng);其特征在于所述電機(jī)(I)的電機(jī)輸出軸通過安裝板(3)與齒輪組件連接,齒輪組件通過盤形凸輪軸(8)與盤形凸輪(9)連接,盤形凸輪軸連接齒輪組件,并設(shè)置于安裝板;安裝板的輸出軸(12)與輸出軸拐臂(11)的中間連接,輸出軸拐臂的一端通過滾輪軸承(10)與盤形凸輪連接,另一端設(shè)有連接軸承套(1102)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的工位自鎖式凸輪操動(dòng)機(jī)構(gòu),其特征在于所述齒輪組件包括小直齒圓柱齒輪(4)、第一直齒圓柱齒輪(5)、第二直齒圓柱齒輪(6)和第三直齒圓柱齒輪(7),電機(jī)(I)的電機(jī)輸出軸與小直齒圓柱齒輪的中心軸連接,小直齒圓柱齒輪與第一直齒圓柱齒輪哨合,第一直齒圓柱齒輪設(shè)有第二直齒圓柱齒輪,第一直齒圓柱齒輪與第二直齒圓柱齒輪連為一體,并中心軸設(shè)置于安裝板,第二直齒圓柱齒輪與第三直齒圓柱齒輪嚙合, 第三直齒圓柱齒輪中心設(shè)有盤形凸輪軸(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的工位自鎖式凸輪操動(dòng)機(jī)構(gòu),其特征在于所述電機(jī)(I)設(shè)有齒輪箱(101),齒輪箱內(nèi)的齒輪與電機(jī)的電機(jī)輸出軸連接,齒輪箱的電機(jī)手動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸與手動(dòng)操動(dòng)桿(2)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的工位自鎖式凸輪操動(dòng)機(jī)構(gòu),其特征在于所述盤形凸輪(9)設(shè)有耳形溝槽(901),即耳形溝槽呈半圓形弧,耳形溝槽由與盤形凸輪軸同心,但不同半徑的三段圓弧溝槽和二段連接線溝槽組成,三段圓弧溝槽為三個(gè)工位定位圓形溝槽,二段連接線溝槽為工位轉(zhuǎn)換螺旋溝槽,工位定位圓形溝槽之間設(shè)置工位轉(zhuǎn)換螺旋溝槽;盤形凸輪的形狀與耳形溝槽對應(yīng),輸出軸拐臂(11)與盤形凸輪的連接端通過滾輪軸承(10)設(shè)置于盤形凸輪的耳形溝槽內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的工位自鎖式凸輪操動(dòng)機(jī)構(gòu),其特征在于所述輸出軸拐臂(11)由對稱設(shè)置的拐臂夾板(1101)組成,滾輪軸承(10)夾持于輸出軸拐臂的拐臂夾板之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的工位自鎖式凸輪操動(dòng)機(jī)構(gòu),其特征在于所述電機(jī)(I)、手動(dòng)操作桿(2)、盤形凸輪軸(8)、盤形凸輪(9)、輸出軸(12)、齒輪組件設(shè)置于安裝板(3),滾輪軸承(10)、輸出軸拐臂(11)與輸出軸連為一體,輸出軸拐臂通過滾輪軸承與盤形凸輪的耳形溝槽(901)連為一體,即電機(jī)、手動(dòng)操作桿、盤形凸輪軸、盤形凸輪、滾輪軸承、輸出軸拐臂、輸出軸、齒輪組件與安裝板連為一體。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的工位自鎖式凸輪操動(dòng)機(jī)構(gòu)的操動(dòng)方法,其特征在于所述齒輪組件通過電機(jī)(I)電動(dòng)操動(dòng)或手動(dòng)操作桿(2 )手動(dòng)操動(dòng),齒輪組件帶動(dòng)盤形凸輪(9 )轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí),盤形凸輪通過與輸出軸拐臂(11)連接端的滾輪軸承(10)帶動(dòng)輸出軸拐臂轉(zhuǎn)動(dòng),從而使輸出軸拐臂的另一端發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)合閘、分閘、接地的三工位操作;合閘和接地操動(dòng)分別位于盤形凸輪的耳形溝槽(901)兩端,分閘操作位于耳形溝槽兩端之間的過渡弧。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的工位自鎖式凸輪操動(dòng)機(jī)構(gòu)的操動(dòng)方法,其特征在于所述齒輪組件通過齒輪組件的小直齒圓柱齒輪(4)、第一直齒圓柱齒輪(5)、第二直齒圓柱齒輪(6)和第三直齒圓柱齒輪(7)三級齒輪傳動(dòng)實(shí)現(xiàn),手動(dòng)操作桿(2)的手動(dòng)操動(dòng)通過電機(jī)(I)的電機(jī)輸出軸與齒輪箱(101)的電機(jī)手動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸連接實(shí)現(xiàn);盤形凸輪(9)與輸出軸拐臂(11)之間的聯(lián)動(dòng),通過輸出軸拐臂對稱設(shè)置的拐臂夾板(1 101) —端夾持固定滾輪軸承(10)伸入盤形凸輪的耳形溝槽(901)實(shí)現(xiàn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種工位自鎖式凸輪操動(dòng)機(jī)構(gòu)及其操動(dòng)方法,是針對解決現(xiàn)有同類產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)欠佳的技術(shù)問題而設(shè)計(jì)。該凸輪操動(dòng)機(jī)構(gòu)主要利用盤形凸輪的運(yùn)動(dòng)原理,實(shí)現(xiàn)輸出軸拐臂對外輸出轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度的目的,即盤形凸輪設(shè)有符合輸出角度要求的耳形溝槽,耳形溝槽包括二段工位轉(zhuǎn)換螺旋溝槽和三段工位定位圓形溝槽。當(dāng)盤形凸輪軸連續(xù)作順時(shí)針(或逆時(shí)針)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),盤形凸輪軸帶動(dòng)輸出軸拐臂的滾輪軸承一起轉(zhuǎn)動(dòng),使得輸出軸實(shí)現(xiàn)工位轉(zhuǎn)換。該凸輪操動(dòng)機(jī)構(gòu)主要應(yīng)用于電力系統(tǒng)的EDS(隔離接地開關(guān))、DS(隔離開關(guān))或ES(接地開關(guān)),具有定位準(zhǔn)確,無反彈,消除電機(jī)起動(dòng)帶負(fù)載、斷電帶慣性轉(zhuǎn)動(dòng)的缺陷等特點(diǎn)。
文檔編號H01H31/08GK102751129SQ20121022642
公開日2012年10月24日 申請日期2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月29日
發(fā)明者程明亮, 胡光福 申請人:胡光福