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一种负荷 开关用 弹簧操作机构

阅读：1023发布：2020-08-31

专利汇可以提供一种负荷开关用弹簧操作机构专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种负荷开关用弹簧操作机构，包括机构架，机构架上设有电机单元及储能轴，电机单元的动力输出部通过齿轮传动机构驱动储能轴转动以实现储能操作，齿轮传动机构包括用于输入储能驱动力的储能输入齿轮，弹簧操作机构还包括通过止退单向轴承装配在所述机构架上的动力输入轴，动力输出轴的一端与所述动力输出部同轴传动连接、另一端为延伸至所述机构架外侧的手动操作端，所述储能输入齿轮通过驱动单向轴承装配在所述动力输入轴上。利用驱动单向轴承保证动力输入轴正常驱动储能输入齿轮正向转动，还使得储能输入齿轮正向超越动力输入轴转动时，可避免电机单元对合闸操作带来阻尼，有效降低了对合闸功的消耗，提高了合闸功效。，下面是一种负荷开关用弹簧操作机构专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种负荷开关用弹簧操作机构，包括机构架，机构架上设有电机单元及储能轴，电机单元的动力输出部通过齿轮传动机构驱动储能轴转动以实现储能操作，齿轮传动机构包括用于输入储能驱动力的储能输入齿轮，其特征在于：弹簧操作机构还包括通过止退单向轴承装配在所述机构架上的动力输入轴，动力输出轴的一端与所述动力输出部同轴传动连接、另一端为延伸至所述机构架外侧的手动操作端，所述储能输入齿轮通过驱动单向轴承装配在所述动力输入轴上。
2.根据权利要求1所述的负荷开关用弹簧操作机构，其特征在于：所述动力输入轴与所述电机单元的动力输出部传动连接的一端延伸入所述电机单元中，以使动力输入轴和电机单元呈一体设置。
3.根据权利要求1或2所述的负荷开关用弹簧操作机构，其特征在于：机构架包括左右间隔布置的两侧安装板，所述电机单元固设在右侧安装板的内侧，所述动力输入轴的手动操作端位于左侧安装板的外侧，所述止退单向轴承安装在所述左侧安装板上。
4.根据权利要求3所述的负荷开关用弹簧操作机构，其特征在于：所述左侧安装板上固设有套装在所述动力输入轴外的固定套，所述止退单向轴承设置在所述固定套和动力输入轴之间。
5.根据权利要求4所述的负荷开关用弹簧操作机构，其特征在于：所述固定套的左端设有固定板，固定板与左侧安装板固定装配在一起。
6.根据权利要求3所述的负荷开关用弹簧操作机构，其特征在于：所述驱动单向轴承和止退单向轴承之间顶撑布置有套装在所述动力输入轴上的顶撑套筒。
7.根据权利要求6所述的负荷开关用弹簧操作机构，其特征在于：所述顶撑套筒的两端与对应的驱动单向轴承、止退单向轴承之间设有垫片。

说明书全文

一种负荷开关用 弹簧操作机构

技术领域

[0001] 本发明涉及一种负荷开关用弹簧操作机构。

背景技术

[0002] 在多种电力系统中，箱式变电站和开关柜是必不可少的设备，负荷开关作为常用的元件，其弹簧操作机构中的合闸操作单元作为负荷开关的重要组成部分，工作的可靠性及便捷性是产品需要考虑的重要问题。

[0003] 现有弹簧操作机构中的合闸操作单元包括齿轮传动机构及储能轴，储能轴上设有储能拐臂以连接储能弹簧，合闸操作单元包括电动合闸部分和手动合闸部分，电动合闸部分包括向齿轮传动机构输出驱动力的电机，手动合闸部分包括向齿轮传动机构输出驱动力的手柄。储能时，由齿轮传动机构驱动储能轴正向转动，储能轴带动储能拐臂一同转动，驱使储能弹簧进行储能，直至储能拐臂转动至储能位置即过死点位置，由相应挡止机构将储能轴挡止在储能位置。合闸时，挡止机构解锁，储能弹簧释放，通过储能拐臂驱动储能轴正向高速转动，驱使相应输出主轴转动，实现合闸操作。

[0004] 为避免储能弹簧释放过程中齿轮传动机构高速转动时受到电机传来的阻尼，大部分弹簧操作机构的齿轮传动机构中均设有相应单向轴承结构，如授权公告号为CN2872574Y的实用新型专利说明书中公开的负荷开关手电两用弹簧操动机构，齿轮传动机构包括作为主动侧的齿轮轴和作为从动侧的设置在储能轴上的储能输出齿轮，齿轮轴通过单向轴承联接在电动机输出轴上，同时，齿轮轴通过止退单向轴承安装在相应安装板上，齿轮轴的端头伸出相应安装板，并通过单向轴承联接操作手柄，通过齿轮轴及电动机输出轴之间的单向轴承可有效消除合闸过程中电动机侧带来的阻尼，而止退单向轴承则可有效防止齿轮轴反向转动，避免给手动操作带来影响。

[0005] 但是，上述齿轮轴通过单向轴承联接在电动机输出轴上，并通过止退单向轴承装配在相应安装板上，整体安装结构复杂，装配零部件多，成本较高。并且，当储能轴正向高速转动进行合闸操作时，通过齿轮传动同时带动齿轮轴转动，齿轮轴自身惯性相对较大，其转动降低合闸功效。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于提供一种负荷开关用弹簧操作机构，以解决现有技术中通过单向轴承与电动机输出轴连接的齿轮轴在操作机构合闸过程中会跟随转动而降低操作机构合闸功效的技术问题。

[0007] 为实现上述目的，本发明所提供的负荷开关用弹簧操作机构的技术方案是：一种负荷开关用弹簧操作机构，包括机构架，机构架上设有电机单元及储能轴，电机单元的动力输出部通过齿轮传动机构驱动储能轴转动以实现储能操作，齿轮传动机构包括用于输入储能驱动力的储能输入齿轮，弹簧操作机构还包括通过止退单向轴承装配在所述机构架上的动力输入轴，动力输出轴的一端与所述动力输出部同轴传动连接、另一端为延伸至所述机构架外侧的手动操作端，所述储能输入齿轮通过驱动单向轴承装配在所述动力输入轴上。

[0008] 所述动力输入轴与所述电机单元的动力输出部传动连接的一端延伸入所述电机单元中，以使动力输入轴和电机单元呈一体设置。

[0009] 机构架包括左右间隔布置的两侧安装板，所述电机单元固设在右侧安装板的内侧，所述动力输入轴的手动操作端位于左侧安装板的外侧，所述止退单向轴承安装在所述左侧安装板上。

[0010] 所述左侧安装板上固设有套装在所述动力输入轴外的固定套，所述止退单向轴承设置在所述固定套和动力输入轴之间。

[0011] 所述固定套的左端设有固定板，固定板与左侧安装板固定装配在一起。

[0012] 所述驱动单向轴承和止退单向轴承之间顶撑布置有套装在所述动力输入轴上的顶撑套筒。

[0013] 所述顶撑套筒的两端与对应的驱动单向轴承、止退单向轴承之间设有垫片。

[0014] 本发明的有益效果是：本发明所提供的负荷开关用弹簧操作机构中，储能输入齿轮通过驱动单向轴承装配在动力输入轴上，而动力输入轴通过止退单向轴承装配在机构架上，并且，动力输入轴的一端与电机单元的动力输出部传动连接、另一端为手动操作端，这样一来，利用驱动单向轴承保证动力输入轴正常驱动储能输入齿轮正向转动，还使得储能输入齿轮正向超越动力输入轴转动时，将动力输入轴和储能输入齿轮脱开，有效避免电机单元对合闸操作带来阻尼，有效降低了对合闸功的消耗，提高了合闸功效。并且，利用止退单向轴承可使得动力输入轴只能相对于机构架正向转动，不能反向转动，在手动储能过程中可随时停顿而无需担心动力输入轴回转造成的安全隐患。附图说明

[0015] 图1为本发明所提供的负荷开关用弹簧操作机构的一种实施例的结构示意图；图2为图1中带部分单向轴承结构的固定套的结构示意图；
图3为图1中带部分单向轴承结构的主动齿轮的结构示意图；
图4为图1中动力输入轴和电机单元一体装配图。

具体实施方式

[0016] 下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明，但并不以此为限。

[0017] 本发明所提供的负荷开关用弹簧操作机构的具体实施例，如图1至图4所示，该实施例中的弹簧操作机构包括机构架，机构架上设有储能轴12、输出主轴15等结构。

[0018] 如图1所示，此处的机构架结构较为简单，主要包括通过连接杆相对固定装配在一起的左右侧安装板，即左侧安装板16和右侧安装板14。储能轴12对应的转动装配在两侧安装板上，在储能轴的延伸至右侧安装板外的一端设有储能拐臂11，储能拐臂11上连接有储能弹簧10，储能弹簧的上端连接在合闸簧挂板上、下端则连接在储能拐臂上。

[0019] 在右侧安装板14的朝向左侧安装板的内侧固设有电机单元8，此处的电机单元8主要包括电动机和相应的变速传动机构，电机单元的动力输出部通过齿轮传动机构驱动储能轴转动以实现储能操作。

[0020] 在机构架上，具体地，在左侧安装板16上通过止退单向轴承3装配有动力输入轴1，动力输入轴1的右端延伸入电机单元8中以与电机单元的动力输出部传动连接，动力输入轴延伸入电机单元中，使得动力输入轴和电机单元呈一体设置，具体的，动力输入轴1通过电机单元内部设有的单向离合器装配在电机单元8上。

[0021] 齿轮传动机构具体为一级齿轮传动，具体包括储能输入齿轮7和储能输出齿轮9，储能输出齿轮9固设在储能轴12上，储能输入齿轮7通过驱动单向轴承6装配在动力输入轴1上。驱动单向轴承具体可采用滚柱式单向超越离合器，并以此为例简要介绍驱动单向轴承的功能。滚柱式单向超越离合器通常由外环、内星轮、滚柱、顶销及弹簧，外环和内星轮的工作面构成楔形间隙，用来楔紧或放松滚柱以实现离合器的结合和脱开，内星轮可与动力输入轴固定，外环可与储能输入齿轮铆接固定，当动力输入轴1作输入储能动力时，内星轮作为主动件，可驱动外环及储能输入齿轮正向转动以驱动储能轴12转动进行储能，在合闸阶段，当储能输入齿轮7在储能输出齿轮带动下高速转动时，储能输入齿轮7正向转速超越动力输入轴1，滚柱与外环、内星轮脱开，储能输入齿轮7可相对于动力输入轴1作超越转动。而当储能输入齿轮7相对于动力输入轴1有反向转动趋势时，外环、滚柱及内星轮将楔紧，如果此时动力输入轴固定不动的话，将阻止储能输入齿轮反向转动。

[0022] 动力输入轴1实际上通过止退单向轴承3装配在左侧安装板16上，具体在左侧安装板16上固定有固定套2，固定套2具体选用铜套，减少装配及使用磨损，固定套2的左端一体设有固定板20，固定板20用于固定装配在左侧安装板16上，止退单向轴承3布置在固定套2和动力输入轴之间。止退单向轴承也可选用滚柱式单向超越离合器，以此为例简要介绍止退单向轴承的使用。此处的止退单向轴承也具有内星轮、外轮及滚柱等结构，但是，止退单向轴承的接合、脱离方向正好与驱动单向轴承的接合、脱离方向相反。具体来讲，外轮固定在固定套上，内轮与动力输入轴固定装配，当动力输入轴正向转动以输入储能动力时，动力输入轴可相对于固定套正常的正向转动，而当动力输入轴在储能输入齿轮的带动下有反向转动趋势时，止退单向轴承可将动力输入轴迅速的与固定套锁止在一起，有效防止动力输入轴在储能输入齿轮的带动下反向转动。

[0023] 在本实施例中，如图1和图3所示，储能输入齿轮7上的箭头表示的与正向转动对应的顺时针方向，而如图1和图2所示，固定套2上的箭头表示的与反向转动对应的逆时针方向。

[0024] 换句话讲，当动力输入轴1作为主动件顺时针转动时，止退单向轴承3的零部件处于脱开状态，而驱动单向轴承6的零部件处于接合状态，动力输入轴作为主动件将带着储能输入齿轮7顺时针正向转动，进而驱动储能轴12正向转动以实现合闸储能。

[0025] 当储能完成时，储能轴12继续正向转动以实现合闸操作，此时，通过齿轮传动机构将控制储能输入齿轮7正向转动（此时储能输入齿轮顺时针转动），由于驱动输入齿轮的顺时针转速大于动力输入轴的顺时针转速，驱动单向轴承6的零部件处于超越脱开状态，动力输入轴1不会向驱动输入齿轮提供任何阻碍其顺时针转动的阻尼。

[0026] 需要解释的是，上述的“正向转动”仅指对应部件在进行合闸储能操作时的转动方向，而“反向转动”仅指与该部件自身的正向转动方向相反的转动方向。

[0027] 对应动力输入轴1来讲，其一端与电机单元的动力输出部同轴传动连接、另一端为延伸至左侧安装板16外侧的手动操作端，其可用于止转的装配操作手柄13。

[0028] 当需要进行手动操作时，利用手动驱动动力输入轴1顺时针转动，即正向转动，在储能操作过程中，当出现操作者力量不足或其他原因中间停顿时，动力输入轴1必然存在相对于固定套2的逆时针转动趋势，即反向转动趋势，此时，止退单向轴承3处于接合状态，将动力输入轴锁止在左侧固定板上，避免动力输入轴出现反向转动，在手动储能过程中可随时停顿而无需担心动力输入轴回转造成的安全隐患。

[0029] 本实施例中，在动力输入轴1上套装有顶撑套筒4，顶撑套筒4顶撑布置在驱动单向轴承6和止退单向轴承3之间，并且，在顶撑套筒4的两端与对应的驱动单向轴承、止退单向轴承之间分别设有垫片5。

[0030] 实际上，上述的驱动单向轴承和止退单向轴承为同一种超越离合器，仅装配方向相反。

[0031] 使用时，当进行电动操作储能时，动力输入轴1在电机单元8带动下顺时针（即正向转动）转动，动力输入轴作为主动件相对于储能输入齿轮7做正向转动，驱动单向轴承处于接合状态，动力输入轴通过驱动单向轴承带动储能输入齿轮顺时针正向转动，通过储能输入齿轮和储能输出齿轮的啮合传动，驱动储能轴12正向转动，驱动拐臂11拉伸储能弹簧10，进行储能操作，当储能拐臂带动储能弹簧拉伸到最长位置时，即死点位置，继续正向运动过死点，完成储能操作。

[0032] 当需要合闸时，储能弹簧10的弹性力释放驱动储能轴快速正向转动，以驱动输出主轴15转动实现合闸操作，此时，在储能输出齿轮9的带动下，储能输入齿轮7被拖动而快速正向转动，此时，驱动单向轴承6处于脱离状态，储能输入齿轮7将相对于动力输入轴1自由转动，有效解决了电机内部阻尼对合闸过程的影响，而且，合闸过程中也仅是储能输入齿轮跟随转动，动力输入轴不跟随转动，有效降低了对合闸功的消耗，提高了合闸功效。

[0033] 当进行手动储能时，储能及合闸过程与电动操作相似，只是储能过程中会出现操作者力量不足或其他原因中间停顿，止退单向轴承3起作用，使得动力输入轴1无法相对于固定套2逆时针反向转动，所以储能过程中可随时停顿而无需担心储能轴回转造成的安全隐患。

[0034] 本发明提供的负荷开关用的弹簧操作机构中，两个单向轴承为同一种零件，仅装配时反向装配，提高了零件通用性；本发明简化了产品结构，为生产和转配提供了便利，解决了在手动储能过程中因停顿回转造成的安全问题，及电机内部阻尼对合闸过程的影响，同时简化产品结构，提高了装配效率。

[0035] 另外，机构架采用左右间隔布置的两侧安装板，并将电机单元对应的安装在两侧安装板之间，有效简化了操作机构的整体结构。而动力输入轴与电机单元一体设置，简化了弹簧操作机构的内部装配关系，方便制作和维护整修。

[0036] 本实施例中，动力输入轴与电机单元一体设置，简化了弹簧操作机构的内部装配关系，在其他实施例中，也可根据实际需要，将动力输入轴通过相应的联轴器与电机单元的动力输出部传动连接，联轴器可布置在动力单元外。

[0037] 本实施例中，机构架包括两侧安装板，在其他实施例中，机构架也可包括间隔并列布置的三个安装板。

[0038] 本实施例中，驱动单向轴承和止退单向轴承均采用滚柱式单向超越离合器，在其他实施例中，也可采用其他结构的超越离合器结构，只要可满足其对应的功能即可。

[0039] 本实施例中，利用顶撑套筒实现驱动单向轴承和止退单向轴承的左右定位装配，整体结构相对简单。在其他实施例中，也可以在机构架上设置相应的挡止结构来实现对应单向轴承的定位装配。

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