断路器传动轴扭矩测量装置的制作方法

本发明涉及一种断路器传动轴扭矩测量装置。

背景技术：

在断路器出厂前的安装和调试过程中，需要对断路器传动轴的扭矩进行测量，从而掌握断路器本体的摩擦负载等特性是否满足工作要求，判断不符合特性的问题部位，通过有针对性的调试，提高本体负载的一致性，从而提高断路器本体的机械性能。

申请公布号为cn102650557a，申请公布日为2012.08.29的中国发明专利申请公开了一种断路器本体测力矩装置，该装置包括测力传感器和传动机构，传动机构包括与测力传感器的输入端固定连接的螺杆、通过螺母连接在螺杆上的主拐臂，主拐臂的另一端与断路器传动轴上的外拐臂铰接。使用时，在测力传感器的输入端输入一定的扭矩，传动机构中的螺杆和主拐臂相当于丝杠丝母机构，因此随着螺杆的转动，主拐臂实现直线移动，然后带动外拐臂转动，最终使断路器传动轴转动。测力传感器上连接有用于显示和记录测量数值的显示装置，通过测得的数据绘制特性曲线，就可以用来指导后续的调试工作，判断断路器本体特性是否满足工作要求。

上述断路器本体测力矩装置是通过丝杠丝母机构先将扭矩输入转化成直线运动，再将直线运动转化为转动动作，因此经过两级传动后，传动精度会受到很大的影响，传动误差较大，这样测得的数据准确性就比较低。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种能够方便测量断路器传动轴扭矩且测量准确度比较高的断路器传动轴扭矩测量装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

断路器传动轴扭矩测量装置，包括一端连接有动力源、另一端用于与断路器本体的传动轴传动连接的齿轮传动机构，齿轮传动机构与所述传动轴之间设置有带有显示装置的用于测量传动轴扭矩的扭矩传感器，所述齿轮传动机构包括与动力源传动连接的第一齿轮轴，第一齿轮轴上设置有第一齿轮，齿轮传动机构还包括与扭矩传感器传动连接的第二齿轮轴，第二齿轮轴上设置有与第一齿轮啮合传动的第二齿轮，第一齿轮的直径小于第二齿轮的直径。

所述第一齿轮轴和第二齿轮轴的转动轴线均沿左右方向延伸，所述齿轮传动机构还包括左右平行设置的左固定板和右固定板，所述第一齿轮轴和第二齿轮轴均转动装配在左固定板和右固定板上，所述第一齿轮和第二齿轮均位于左固定板和右固定板之间。

所述左固定板和右固定板通过固定螺栓相连接，所述固定螺栓上于左固定板和右固定板之间套设有用于限定左固定板和右固定板间距的套筒。

所述第二齿轮的用于与第一齿轮啮合传动的轮齿占第二齿轮全圆周的比例为1/4或3/8或1/2。

所述第二齿轮轴的右端用于与扭矩传感器传动连接、左端伸出左固定板且在伸出端上设置有延伸轴线与第二齿轮轴垂直的行程调节件，左固定板上于行程调节件的转动圆周上设置有两个用于与电源信号连接的行程开关，两个行程开关所成的圆心角为90度或135度或180度。

所述动力源为电机，所述电机固定在左固定板上，左固定板上还固定有用于控制电机转速和转向的控制器。

本发明的有益效果在于：动力源可以保证输出扭矩的稳定性，进而保证测量数据的准确性，由于采用齿轮传动机构与动力源和传动轴传动连接，实现了动力源输出转速的减速，且扭矩只经过一级传动就直接传递到传动轴上，因此传动精度比较高，传动误差较小，进一步提高了测量数据的准确性。扭矩传感器可以测量传动轴的扭矩，且扭矩传感器带有显示装置，从而可以将测量的扭矩数值记录下来，为后续的转换计算提供最全面的判断数据，使操作人员准确掌握断路器本体的摩擦负载等特性，判断不符合特性的问题部位，通过有针对性的调试，提高本体负载的一致性，从而提高断路器本体的机械性能。

附图说明

图1为本发明中断路器传动轴扭矩测量装置的主视图；

图2为图1的左视图；

图3为图1中第二齿轮的结构图。

图中：1.断路器本体；2.传动轴；3.扭矩传感器；4.固定螺栓；5.右固定板；6.套筒；7.左固定板；8.第一齿轮；9.第二齿轮；10.轴承；11.第二齿轮轴；12.第一齿轮轴；13.电机；14.接头；15.行程开关；16.行程调节螺杆。

具体实施方式

断路器传动轴扭矩测量装置的实施例如图1~图3所示，包括一端连接有动力源、另一端用于与断路器本体1的传动轴2传动连接的齿轮传动机构，齿轮传动机构与传动轴2之间设置有用于测量传动轴2扭矩的扭矩传感器3，扭矩传感器3上连接有显示装置（图中未示出），用于记录和显示测量过程中的数值，在该实施例中，所述显示装置为数据显示器，当然在其他实施例中，所述显示装置也可以是电脑。

所述动力源为电机13，所述齿轮传动机构包括与电机13传动连接的第一齿轮轴12，第一齿轮轴12上设置有第一齿轮8，第一齿轮8上具有沿全圆周均布的轮齿。齿轮传动机构还包括与扭矩传感器3传动连接的第二齿轮轴11，第二齿轮轴11上设置有与第一齿轮8啮合传动的第二齿轮9，第二齿轮9为大齿轮，第一齿轮8为小齿轮，两齿轮啮合传动起到减速作用。另外，第二齿轮9的用于与第一齿轮8啮合传动的轮齿占第二齿轮9全圆周的比例为1/4，也就是说，第一齿轮8与第二齿轮9的啮合传动角度只有90度。

第一齿轮轴12和第二齿轮轴11的转动轴线均沿左右方向延伸，所述齿轮传动机构还包括左右平行设置的左固定板7和右固定板5，左固定板7和右固定板5通过固定螺栓4相连接，固定螺栓4上于左固定板7和右固定板5之间套设有用于限定左固定板7和右固定板5间距的套筒6。电机13固定在左固定板7上，左固定板7上还固定有用于控制电机13转速和转向的控制器（图中未示出）。

第一齿轮轴12和第二齿轮轴11均通过轴承10转动装配在左固定板7和右固定板5上，第一齿轮8和第二齿轮9均位于左固定板7和右固定板5之间。第二齿轮轴11的右端与扭矩传感器3的左端传动连接，扭矩传感器3的右端通过接头14与传动轴2传动连接。

第二齿轮轴11的左端伸出左固定板7且在伸出端上设置有延伸轴线与第二齿轮轴11垂直的行程调节件，在该实施例中，所述行程调节件为行程调节螺杆16，行程调节螺杆16与第二齿轮轴11的伸出端为螺纹连接，从而可以调节行程调节螺杆16在伸出端上的位置。左固定板7上于行程调节螺杆16的转动圆周上设置有两个与电源（图中未示出）信号连接的行程开关15，两个行程开关15所成的圆心角为90度。

断路器传动轴扭矩测量装置的工作原理是：该实施例中的断路器本体1的分合闸角度为90度，使用时，将整个测量装置与传动轴2传动连接，连接好以后打开电源，通过控制器调节电机13的转速和转向，使第一齿轮轴12旋转，从而使第一齿轮8与第二齿轮9啮合传动，然后第二齿轮轴11就可以通过扭矩传感器3带动传动轴2转动，传动轴2将动力输出到传动机构上，最终带动动触头动作实现合闸，在这里，电机13的转速需要调节成刚好能够使动触头动作并实现合闸的转速。当第二齿轮轴11旋转到行程调节螺杆16刚好转过了90度时，行程调节螺杆16会触碰到行程开关15，此时合闸完成，同时行程开关15控制电源使电源关闭，从而使电机13停止运转，防止第二齿轮轴11过多旋转使断路器本体1超出设计范围而损坏零部件。

当需要分闸时，再次开启电源，使电机13反向转动，当第二齿轮轴11反转到行程调节螺杆16触碰到另一个行程开关15时，分闸完成，此时行程开关15会控制电源使电源关闭，从而使电机13停止运转。在此过程中，传动轴2上的扭矩可以通过数据显示器记录下来，从而为后续的转换计算提供最全面的数据。

为了防止行程开关10失灵以及行程调节螺杆16的位置不合适而使行程开关10无法控制电源关闭，将第二齿轮9的用于与第一齿轮8啮合传动的轮齿设置成占第二齿轮9全圆周的比例为1/4，也就是说，第一齿轮8与第二齿轮9的啮合传动角度只有90度，这样就算电机13继续旋转，由于第一齿轮8和第二齿轮9已经脱离啮合，因此第二齿轮轴11不会再旋转，从而很好地确保了断路器本体1的分合闸角度不会改变，避免损坏零部件。

该测量装置采用电机作为动力源，从而可以保证输出扭矩的稳定性，进而保证测量数据的准确性，且电机、电机控制器、行程开关等都直接固定在固定板上，因此使用时，直接将整个测量装置移动至断路器本体旁边即可，操作简单、使用方便。为了保证测量装置与断路器本体的连接固定效果，使用时根据需要，可以在齿轮传动机构的固定板和断路器本体的壳体之间设置连接支架，以确保测量装置的固定效果，保证测量结果的准确性。

在断路器传动轴扭矩测量装置的其他实施例中：动力源也可以是气动马达或者液压马达；动力源也可以不固定在固定板上；两个行程开关所成的圆心角也可以是135度或180度，根据断路器的分合闸角度可做相应调整；行程开关也可以不设置在固定板上；行程调节件也可以是光杆结构的行程调节杆，此时行程调节杆可以焊接固定在第二齿轮轴的伸出端；断路器传动轴扭矩测量装置也可以不包括行程开关；第二齿轮的用于与第一齿轮啮合传动的轮齿占第二齿轮全圆周的比例也可以是3/8或1/2，对应的断路器的分合闸角度为135度或者180度；第二齿轮上的轮齿也可以是全圆周均布的；固定螺栓上也可以不套设套筒，比如可以采用两个固定螺母来控制左、右固定板之间的间距；齿轮传动机构可以不包括左、右固定板，此时第一齿轮轴和第二齿轮轴均是悬伸状态。