本發(fā)明涉及高壓斷路器的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種關(guān)節(jié)軸承及具有該關(guān)節(jié)軸承的高壓真空斷路器。

背景技術(shù)：

目前，電力系統(tǒng)可靠性的研究越來(lái)越受到世界范圍的普遍關(guān)注，開(kāi)關(guān)設(shè)備作為電力系統(tǒng)中的控制與保護(hù)設(shè)備，其一項(xiàng)或多項(xiàng)基本功能的失效將加劇電力系統(tǒng)可靠性運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。引起開(kāi)關(guān)設(shè)備及其控制設(shè)備的重失效的主要因素包括：絕緣老化、機(jī)械部件疲勞失效、密封部件型變或老化失效等。

高壓斷路器是電力系統(tǒng)中的重要開(kāi)關(guān)設(shè)備。對(duì)于高壓真空斷路器，關(guān)節(jié)軸承的作用在于斷路器分、合閘操作過(guò)程中的動(dòng)力傳動(dòng)。關(guān)節(jié)軸承的失效模式為金屬材料的低周期疲勞失效。在斷路器合閘過(guò)程中，關(guān)節(jié)軸承受到向上的作用力，其值大小與斷路器關(guān)節(jié)軸承以上的傳動(dòng)部件質(zhì)量相關(guān)，當(dāng)動(dòng)觸頭與靜觸頭接觸后，關(guān)節(jié)軸承受到觸頭彈簧反力的作用，反力隨著觸頭彈簧的壓縮逐漸增大。在斷路器分閘過(guò)程中，所述動(dòng)觸頭與靜觸頭分離前，關(guān)節(jié)軸承在操動(dòng)機(jī)構(gòu)分閘彈簧與觸頭彈簧合力的作用下向下運(yùn)動(dòng)，所述動(dòng)觸頭與靜觸頭分離后，關(guān)節(jié)軸承受到分閘彈簧的作用力。另外，所述動(dòng)觸頭與靜觸頭分離前后，關(guān)節(jié)軸承受力方向相反，其同樣會(huì)受到內(nèi)部銷(xiāo)軸的碰撞力作用。在經(jīng)過(guò)多次的斷路器分、合閘循環(huán)操作后，關(guān)節(jié)軸承容易發(fā)生大位移變形且斷裂失效，其疲勞薄弱點(diǎn)發(fā)生于關(guān)節(jié)軸承的球面兩對(duì)側(cè)，與其所受的應(yīng)力方向一致。因此，在高壓真空斷路器中，關(guān)節(jié)軸承是一個(gè)易損零件，多次分合閘循環(huán)操作后易發(fā)生機(jī)械疲勞，從而影響機(jī)構(gòu)的機(jī)械可靠性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中關(guān)節(jié)軸承易損壞的問(wèn)題從而提供一種使用壽命長(zhǎng)，且在高壓真空斷路器分、合閘操作時(shí)，具有較好受力效果的關(guān)節(jié)軸承及具有該關(guān)節(jié)軸承的高壓真空斷路器。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的一種關(guān)節(jié)軸承，包括具有外球面的內(nèi)圈、套在所述內(nèi)圈外部的外圈以及與所述外圈相連的支撐軸，其中所述內(nèi)圈的外球面與外圈的內(nèi)壁緊密配合，所述外圈截面沿水平方向的長(zhǎng)度大于所述外圈沿豎直方向的長(zhǎng)度，且所述支撐軸沿所述外圈的豎直方向延伸。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述外圈的截面形狀為紡錘形。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述支撐軸位于截面形狀為紡錘形的外圈短軸的一端，且方向垂直于長(zhǎng)軸方向。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述外圈的截面形狀為跑道形。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述支撐軸位于截面形狀為跑道形的外圈長(zhǎng)邊的中間部位，且方向垂直于長(zhǎng)邊。

本發(fā)明還提供了一種具有該關(guān)節(jié)軸承的高壓真空斷路器，包括上述任意一項(xiàng)所述的關(guān)節(jié)軸承。

本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明所述關(guān)節(jié)軸承及具有該關(guān)節(jié)軸承的高壓真空斷路器，所述外圈截面沿水平方向的長(zhǎng)度大于所述外圈沿豎直方向的長(zhǎng)度，且所述支撐軸沿所述外圈的豎直方向延伸，從而有效提高了高壓真空斷路器零部件關(guān)節(jié)軸承的疲勞壽命，從而提高了機(jī)構(gòu)的機(jī)械可靠性。

附圖說(shuō)明

為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，其中

圖1是本發(fā)明實(shí)施例一所述關(guān)節(jié)軸承的立體示意圖；

圖2是圖1的截面示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例二所述關(guān)節(jié)軸承的立體示意圖；

圖4是圖3的截面示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例一：

請(qǐng)結(jié)合參考圖1和圖2所示，本實(shí)施例提供一種關(guān)節(jié)軸承，包括具有外球面的內(nèi)圈11、套在所述內(nèi)圈11外部的外圈12以及與所述外圈12相連的支撐軸13，其中所述內(nèi)圈11的外球面與外圈12的內(nèi)壁緊密配合，所述外圈12截面沿水平方向的長(zhǎng)度大于所述外圈12沿豎直方向的長(zhǎng)度，且所述支撐軸13沿所述外圈12的豎直方向延伸。

上述是本發(fā)明所述的核心技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明所述關(guān)節(jié)軸承，包括具有外球面的內(nèi)圈11、外圈12以及支撐軸13，其中所述外圈12套設(shè)在所述內(nèi)圈11的外部，所述內(nèi)圈11的外球面與外圈12的內(nèi)壁緊密配合，使所述內(nèi)圈11可自由轉(zhuǎn)動(dòng)地鑲嵌于所述外圈12之中,所述支撐軸13與所述外圈12相連，所述外圈12截面沿水平方向的長(zhǎng)度大于所述外圈12沿豎直方向的長(zhǎng)度，從而不僅有利于延長(zhǎng)所述關(guān)節(jié)軸承的機(jī)械壽命，提高高壓斷路器中關(guān)節(jié)軸承的疲勞壽命，而且有利于提高斷路器的機(jī)械可靠性，所述支撐軸13沿所述外圈12的豎直方向延伸，使所述支撐軸13的延伸方向與所述外圈12的水平方向相互垂直，有利于增強(qiáng)所述關(guān)節(jié)軸承的支撐強(qiáng)度。

本實(shí)施例中，為了延長(zhǎng)所述關(guān)節(jié)軸承的機(jī)械壽命，滿(mǎn)足所述外圈12截面沿水平方向的長(zhǎng)度大于所述外圈12沿豎直方向的長(zhǎng)度，也就是說(shuō)：所述外圈12的長(zhǎng)度大于所述外圈12的寬度，所述外圈12的截面形狀可以為紡錘形。通過(guò)機(jī)械疲勞分析，所述紡錘形的外圈12截面長(zhǎng)軸的軸長(zhǎng)大于短軸的軸長(zhǎng)時(shí)，當(dāng)高壓斷路器進(jìn)行一定次數(shù)的分、合閘操作后，所述關(guān)節(jié)軸承僅僅出現(xiàn)小位移型變，并不會(huì)產(chǎn)生裂紋。另外，所述支撐軸13位于所述紡錘形外圈12短軸的一端，且方向垂直于長(zhǎng)軸方向，從而有利于增強(qiáng)所述關(guān)節(jié)軸承的支撐強(qiáng)度。需要注意的是：對(duì)于具有紡錘形外圈12的關(guān)節(jié)軸承，制造時(shí)，先將軸承的外圈12做成菱形，然后分別對(duì)菱形的四個(gè)角進(jìn)行倒圓角處理，且相對(duì)的兩個(gè)角所倒的圓角相同，其次使菱形的四條邊分別與倒出來(lái)的四個(gè)圓弧相切，從而得到紡錘形外圈12的結(jié)構(gòu)。

實(shí)施例二：

請(qǐng)參考圖3和圖4所示，本實(shí)施例也提供一種關(guān)節(jié)軸承，為了延長(zhǎng)所述關(guān)節(jié)軸承的機(jī)械壽命，滿(mǎn)足所述外圈12截面沿水平方向的長(zhǎng)度大于所述外圈12沿豎直方向的長(zhǎng)度，所述外圈12的截面形狀還可以為跑道形。通過(guò)機(jī)械疲勞分析，所述截面為跑道形的外圈12沿水平方向的長(zhǎng)度大于沿豎直方向的長(zhǎng)度，當(dāng)高壓斷路器進(jìn)行一定次數(shù)的分、合閘操作后，所述關(guān)節(jié)軸承也僅僅出現(xiàn)小位移型變，并不會(huì)產(chǎn)生裂紋。另外，所述支撐軸13位于截面形狀為跑道形外圈12長(zhǎng)邊的中間部位，且方向垂直于長(zhǎng)邊，從而有利于增強(qiáng)所述關(guān)節(jié)軸承的支撐強(qiáng)度。需要注意的是：對(duì)于具有跑道形外圈12的關(guān)節(jié)軸承，制造時(shí)，將矩形的兩條寬邊用兩個(gè)直徑與矩形寬相等的半圓弧代替，且使矩形的兩條長(zhǎng)邊分別與這兩個(gè)半圓弧相切，從而得到跑道形外圈12的結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明所述外圈12的截面形狀不限于紡錘形或者跑道形，其它滿(mǎn)足所述外圈12的截面沿水平方向的長(zhǎng)度大于所述外圈12沿豎直方向的長(zhǎng)度的形狀都有可能延長(zhǎng)所述關(guān)節(jié)軸承的使用壽命，這里不再詳細(xì)列舉。

本發(fā)明通過(guò)機(jī)械疲勞分析，當(dāng)高壓斷路器進(jìn)行一定次數(shù)的分、合閘操作后，所述關(guān)節(jié)軸承只出現(xiàn)了小位移型變，不會(huì)產(chǎn)生裂紋，克服了傳統(tǒng)的關(guān)節(jié)軸承出現(xiàn)大位移型變斷裂失效的問(wèn)題，因此提高了所述關(guān)節(jié)軸承的機(jī)械疲勞壽命。

無(wú)論實(shí)施例一還是實(shí)施例二，所述關(guān)節(jié)軸承使用的材料為1Cr18Ni9Ti。

實(shí)施例三：

本實(shí)施例提供一種高壓真空斷路器，所述高壓真空斷路器包括實(shí)施例一或?qū)嵤├兴龅年P(guān)節(jié)軸承，由于實(shí)施例一或?qū)嵤├鲫P(guān)節(jié)軸承具有的優(yōu)點(diǎn)已詳細(xì)說(shuō)明，因此高壓真空斷路器也具有上述優(yōu)點(diǎn)，不再一一說(shuō)明。

綜上，本發(fā)明所述技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1.本發(fā)明所述關(guān)節(jié)軸承，包括具有外球面的內(nèi)圈、外圈以及支撐軸，其中所述外圈套設(shè)在所述內(nèi)圈的外部，所述內(nèi)圈的外球面與外圈的內(nèi)壁緊密配合，使所述內(nèi)圈可自由轉(zhuǎn)動(dòng)地鑲嵌于所述外圈之中,所述支撐軸與所述外圈相連，所述外圈截面沿水平方向的長(zhǎng)度大于所述外圈沿豎直方向的長(zhǎng)度，從而不僅有利于延長(zhǎng)所述關(guān)節(jié)軸承的機(jī)械壽命，提高高壓斷路器中關(guān)節(jié)軸承的疲勞壽命，而且有利于提高斷路器的機(jī)械可靠性，所述支撐軸沿所述外圈的豎直方向延伸，使所述支撐軸的延伸方向與所述外圈的水平方向相互垂直，有利于增強(qiáng)所述關(guān)節(jié)軸承的支撐強(qiáng)度。

2.本發(fā)明所述關(guān)節(jié)軸承，所述外圈12的截面形狀可以為紡錘形或者為跑道形，從而有利于增強(qiáng)所述關(guān)節(jié)軸承的支撐強(qiáng)度。當(dāng)高壓斷路器進(jìn)行一定次數(shù)的分、合閘操作后，所述關(guān)節(jié)軸承僅僅出現(xiàn)小位移型變，并不會(huì)產(chǎn)生裂紋。

顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明所作的舉例，并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。