專利名稱：一種高效的大直徑主觸頭傳動機構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及高壓斷路器領域，特別涉及一種主觸頭傳動機構。
背景技術：
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，該結構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)結構，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，在斷路器中要設置輸入軸及拐臂?，F(xiàn)有技術·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生較大的分力，增大了機構支座、關節(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，減少機構運動過程中的摩擦，提高傳動效率。

發(fā)明內容本發(fā)明的目的在于提供一種高效的大直徑主觸頭傳動機構，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)明采用如下技術方案一種高效的大直徑主觸頭傳動機構，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，活塞外壁上設有密封圈；氣缸座上設有第一導向環(huán)，汽缸蓋上設有第二導向環(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有第一氣孔和第二氣孔，在活塞遠離氣缸蓋的一側設有單向閥。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運動部件的受力，提高機構的傳動效率。(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，這使得傳動機構的結構更加簡單，從而機構機械壽命的提高提供了支持?，F(xiàn)有的傳動機構這三個功能是分開的，結構相對復雜，而復雜的結構容易產生故障。(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，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，減少了機構內部的變形，消減了機構內部的過約束，從而確保滑移順暢。(5)活塞10與氣缸內壁之間設置有密封圈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合閘狀態(tài)時剖面圖；圖2為斷路器主觸頭傳動機構分閘狀態(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，設計了一種高效的大尺寸主觸頭滑移傳動機構，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，從而簡化結構并避免因結構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內壁之間設置有密封圈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?；谏鲜鏊姆矫娴奶卣鳎罱K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，采取了如下技術方案。(I)將導向5和14的連線方向設置為X軸，則主觸頭環(huán)17運動方向與X軸平行，在此基礎上，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/逆時針旋轉帶動拐臂2順/逆時針旋轉，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，從而簡化了傳動結構。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?；钊?0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內壁之間設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)明傳動機構合閘狀態(tài)和分閘狀態(tài)分別如圖I和2所示，設置了兩個拐臂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,相應地設置了四個導向環(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，帶動拐臂2繞輸入軸I作順時針旋轉，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上分別設有氣孔11和13，在活塞10的左側設有一個單向閥8。當外部氣壓比氣缸19內氣壓高時，氣體經孔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關閉，從而壓縮氣體經氣道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)。
權利要求
1.一種高效的大直徑主觸頭傳動機構，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，活塞(10)外壁上設有密封圈(9);氣缸座(7)上設有第一導向環(huán)(5),汽缸蓋(12)上設有第二導向環(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)權利要求I所述的一種高效的大直徑主觸頭傳動機構，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)權利要求I所述的一種高效的大直徑主觸頭傳動機構，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)權利要求I所述的一種高效的大直徑主觸頭傳動機構，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)權利要求I所述的一種高效的大直徑主觸頭傳動機構，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)權利要求I所述的一種高效的大直徑主觸頭傳動機構,其特征在于,連桿(3)的長度大于4倍拐臂(2)長度。
7.根據(jù)權利要求I所述的一種高效的大直徑主觸頭傳動機構，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)權利要求I所述的一種高效的大直徑主觸頭傳動機構,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)權利要求I所述的一種高效的大直徑主觸頭傳動機構，其特征在于，活塞(10)以及氣缸蓋(12)上分別設有第一氣孔(11)和第二氣孔(13)，在活塞(10)遠離氣缸蓋(12)的一側設有單向閥(8)。
10.根據(jù)權利要求I所述的一種高效的大直徑主觸頭傳動機構，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，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；氣缸座上設有第一導向環(huán)，汽缸蓋上設有第二導向環(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