[发明专利]工位自锁式凸轮操动机构及其操动方法

说明书

技术领域

本发明涉及高压开关电器的隔离开关，是一种工位自锁式凸轮操动机构及其操动方法。

背景技术

隔离开关是高压开关电器中使用最多的一种电器，其在电路中起到隔离作用，是电力系统实现分合、转换线路的重要开关设备。其工作原理及结构比较简单，但是由于使用量大，工作可靠性要求高，对变电所、电厂的设计、建立和安全运行的影响均较大。目前普遍存在二类问题，一类是隔离位置无法实现准确的机械限位，容易引起位置的错移，从而导致隔离至合闸或接地工位位置的行程处于不可预期的变化中，给电力的检修和日常维护带来安全隐患。另一类是电机构本身的问题，即起动时电机带负载导致起动电流过大，断电时电机惯性转动造成电机堵转，使电机构寿命短。此类带隔离开关如中国专利文献中披露的申请号200920200944.8，授权公告日2010年7月21日，实用新型名称“隔离开关机构的连锁装置”；其要点是该连锁装置中电动组件的位置解锁杆呈三角形固定连接，三角分别设有触杆、限位杆、限位滚轮；大直齿圆柱齿轮与小直齿圆柱齿轮啮合；所述手动组件的操作杆感应装置设有第一微动开关，操作杆感应装置设有锁端部位；操作手柄设有沟槽部位，小直齿圆柱齿轮设有柄孔。上述连锁装置由操动机构本体机械连锁装置和隔离开关装置结合，气体绝缘全封闭组合电器中隔离开关操动单元配用的机构，但其自锁效果和稳定性欠佳，定位准确度较差。

发明内容

为克服上述不足，本发明的目的是向本领域提供一种新型三工位操动的工位自锁式凸轮操动机构及其操动方法，使其解决现有同类产品整体装卸、维修不便，合闸、分闸、接地三工位操作稳定性和操动方法欠佳的技术问题。其目的是通过如下技术方案实现的。

一种工位自锁式凸轮操动机构，该凸轮操动机构包括电机、手动操作杆、安装板、盘形凸轮、输出轴拐臂、输出轴，以及对应的直齿圆柱齿轮组成的齿轮组件，所述电机、输出轴、齿轮组件设置于安装板，电机通过齿轮组件带动盘形凸轮和输出轴拐臂转动；其特征在于所述电机的电机输出轴通过安装板与齿轮组件连接，齿轮组件通过盘形凸轮轴与盘形凸轮连接，盘形凸轮轴连接齿轮组件，并设置于安装板；安装板的输出轴与输出轴拐臂的中间连接，输出轴拐臂的一端通过滚轮轴承与盘形凸轮连接，另一端设有连接轴承套。从而通过电机带动齿轮组件传动，齿轮组件通过盘形凸轮轴带动盘形凸轮转动，盘形凸轮带动输出轴拐臂转动，输出轴拐臂带动另一端与连接轴承套连接的部件转动。

所述齿轮组件包括小直齿圆柱齿轮、第一直齿圆柱齿轮、第二直齿圆柱齿轮和第三直齿圆柱齿轮，电机的电机输出轴与小直齿圆柱齿轮的中心轴连接，小直齿圆柱齿轮与第一直齿圆柱齿轮啮合，第一直齿圆柱齿轮设有第二直齿圆柱齿轮，第一直齿圆柱齿轮与第二直齿圆柱齿轮连为一体，并中心轴设置于安装板，第二直齿圆柱齿轮与第三直齿圆柱齿轮啮合，第三直齿圆柱齿轮中心设有盘形凸轮轴。从而通过电机带动小直齿圆柱齿轮、第一直齿圆柱齿轮、第二直齿圆柱齿轮、第三直齿圆柱齿轮组成齿轮组件逐级传动，其传动效果较为稳定。

所述电机设有齿轮箱，齿轮箱内的齿轮与电机的电机输出轴连接，齿轮箱的电机手动旋转轴与手动操动杆连接。通过手动操动杆带动齿轮箱传动，从而实现手动操作该凸轮操动机构的技术目的。

所述盘形凸轮设有耳形沟槽，即耳形沟槽呈半圆形弧，耳形沟槽由与盘形凸轮轴同心，但不同半径的三段圆弧沟槽和二段连接线沟槽组成，三段圆弧沟槽为三个工位定位圆形沟槽，二段连接线沟槽为工位转换螺旋沟槽，工位定位圆形沟槽之间设置工位转换螺旋沟槽；盘形凸轮的形状与耳形沟槽对应，输出轴拐臂与盘形凸轮的连接端通过滚轮轴承设置于盘形凸轮的耳形沟槽内。上述结构中盘形凸轮的耳形沟槽三个位置即该凸轮操动机构的合闸、分闸、接地的三个操作工位，采用滚轮轴承在中盘形凸轮的耳形沟槽内滑动，其操动稳定性好，效果稳定。

所述输出轴拐臂由对称设置的拐臂夹板组成，滚轮轴承夹持于输出轴拐臂的拐臂夹板之间。通过上述夹持结构，输出轴拐臂不易与中盘形凸轮的耳形沟槽脱离，稳定性进一步提高。

所述电机、手动操作杆、盘形凸轮轴、盘形凸轮、输出轴、齿轮组件设置于安装板，滚轮轴承、输出轴拐臂与输出轴连为一体，输出轴拐臂通过滚轮轴承与盘形凸轮的耳形沟槽连为一体，即电机、手动操作杆、盘形凸轮轴、盘形凸轮、滚轮轴承、输出轴拐臂、输出轴、齿轮组件与安装板连为一体。从而便于该凸轮操动机构通过安装板整体装卸、更换和维修。