断路器操动机构测试工装的制作方法

本发明涉及磨合试验装置技术领域，具体涉及一种断路器操动机构测试工装。

背景技术：

断路器是电力系统中一种重要的开关设备，用来实现电网电力传输的切断与导通，断路器的操动机构是断路器的动力部件，当断路器接收到系统开断与闭合信号时，操动机构驱动断路器的本体进行分闸或合闸操作，从而实现电流的开断与闭合，可以说，操动机构的可靠性直接影响到了断路器的开断特性，决定了断路器的主要机械特性。所以，为了保证操动机构的可靠性，在操动机构投入使用时，需要对操动机构进行多次操作测试及机械寿命磨合测试。

但是由于断路器整体的体积较大，零件较多，无法对大量的断路器直接进行测试，并且在操动机构上不装配负载时而对操动机构直接进行测试，无法准确、可靠地反映出操动机构在断路器中实际工作时的运行状态，但是采用人工的方法分别进行测试，效率与测试结果无法保证。所以，为了实现对断路器的操动机构进行测试，现需要一种断路器操动机构测试工装来实现对操动机构进行快速、可靠地测试。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种断路器操动机构测试工装，能够解决现有技术中对操动机构进行测试效率低的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

断路器操动机构测试工装，包括用于支撑待检测的操动机构的底座，底座上设有带动待检测的操动机构的输入轴动作以实现分合闸动作的转动测试机构，所述转动测试机构包括用于与输入轴传动连接以带动输入轴正反转的转轴，还包括与转轴同轴设置并带动转轴转动的驱动轮；所述转轴上固定设置有凸轮，驱动轮上摆动装配有处于凸轮旁侧的棘爪，凸轮上开设有供棘爪卡入的卡口，棘爪在摆动行程中具有卡入卡口内以顶推凸轮转动的卡入位和从卡口内退出以与凸轮脱离配合的退出位，所述驱动轮通过棘爪顶推凸轮以带动转轴转动，所述转动测试机构中还设有在驱动轮转动行程中与所述棘爪适配以使棘爪从凸轮的卡口中退出的限位滑块；所述转动测试机构还包括用于带动驱动轮转动的驱动电机和控制驱动电机正反转的控制器，所述卡口设置有两个，其中一个为在驱动轮正转时供棘爪卡入的正转卡口，另一个为在驱动轮反转时供棘爪卡入的反转卡口。

其有益效果在于：由棘爪顶推凸轮带动凸轮及转轴转动，运动过程中棘爪卡入到凸轮的卡口内，配合精度较高，凸轮带动转轴及输入轴转动时，动作平稳，能够对断路器操动机构进行可靠、稳定的测试；另外，凸轮与棘爪配合时，只是带动断路器操动机构的输入轴转动一个小于360°的角度，能够对操动机构进行精细地检查，并且这种转动角度不算大的运动也能够提高操动机构的磨合程度；通过本发明的断路器操动机构测试工装对操动机构进行测试，棘爪与正转卡口、反转卡口配合，通过驱动电机正反转能够快速、可靠地模拟出操动机构的正反转动作，提高了对断路器操动机构的测试效率。

进一步的，所述转动测试机构还包括与所述驱动轮适配的行程开关，所述行程开关为所述控制器的信号输入端。

其有益效果在于：使用行程开关来作为控制器的信号输入端，行程开关通过机械动作向外输出信号，结构简单，成本低。

进一步的，所述驱动轮上设有随驱动轮转动的挡块，所述挡块在驱动轮的转动行程中与所述行程开关触发配合以实现控制驱动电机的正反转。

其有益效果在于：使用挡块来与行程开关配合，挡块与行程开关之间依靠机械碰撞来向外输出信号，可靠性高，不需要过多的电气控制结构。

进一步的，所述驱动轮为链轮。

其有益效果在于：使用链轮，便于对工装整体进行布置，从而缩减工装的整体尺寸。

进一步的，所述棘爪设置有两个，分别为实现带动输入轴正转的正转棘爪和实现带动输入轴反转的反转棘爪，所述正转棘爪与正转卡口对应，反转棘爪与反转卡口对应；所述驱动轮上还设有对正转棘爪施加弹力以阻止正转棘爪卡入反转卡口的弹性件，所述驱动轮上还设有对反转棘爪施加弹力以阻止反转棘爪卡入正转卡口的弹性件。

其有益效果在于：将棘爪设置两个，分别为正转棘爪和反转棘爪，从而使转轴的正反转动作更加可靠，另外，在驱动轮上设置的弹性件，能够避免棘爪进入错误的卡口内，进一步地提高了转轴动作的安全性。

进一步的，所述弹性件为固定在驱动轮上的弹片，所述棘爪的截面为菱形，其中一端为用于与凸轮顶推配合的顶推端，另一端为与弹性件顶压配合的弹性件顶压配合端。

其有益效果在于：将弹性件设置为弹片，结构简单，与截面为菱形的棘爪配合配合更加稳定。

进一步的，所述棘爪与凸轮始终接触以在驱动轮转动时由棘爪与凸轮之间的摩擦力带动棘爪摆动。

其有益效果在于：棘爪在驱动轮转动过程中始终与凸轮接触，依靠摩擦力来带动棘爪摆动，减少了控制棘爪与凸轮配合的其他装置，简化了测试工装整体的结构。

进一步的，所述限位滑块设置在驱动轮的下方的环形挡块。

其有益效果在于：将限位滑块设置为环形挡块，便于与棘爪配合，使棘爪从卡口内退出。

附图说明

图1为本发明中断路器操动机构测试工装与断路器操动机构的配合时立体示意图；

图2为本发明中断路器操动机构测试工装与断路器操动机构的配合状态正视图；

图3为本发明中断路器操动机构测试工装的顶部俯视图；

图4为本发明中断路器操动机构测试工装的顶部立体视图；

图5为本发明中断路器操动机构测试工装的棘爪与凸轮的一种配合状态示意图；

图6为本发明中断路器操动机构测试工装的棘爪与凸轮的另一种配合状态示意图；

图7为本发明中断路器操动机构测试工装的底部视图。

图中：1.底座；11.安装板；12.支撑板；13.轴承盒；2.转动测试机构；21.转轴；211.凸轮；212.卡口；22.轴套；23.链轮；231.棘爪；232.弹性件；24.驱动电机；25.主动轮；26.链条；27.挡块；28.限位滑块；29.行程开关；3.待检测的操动机构；31.输入轴；32.输出轴；4.负载机构；41.筒体；42.拐臂；43.弹簧拉杆；44.超程簧；45.铰接头。

具体实施方式

现结合附图来对本发明中的断路器操动机构测试工装的具体实施方式进行说明，如图1及图2所示，断路器操动机构测试工装包括底座1，底座1由板材与管材组合形成，底座1由上至下依次布置有带动待检测的操动机构3的输入轴31转动的转动测试机构2，与待检测的操动机构3的输出轴32连接的负载机构4，待检测的操动机构3设置在转动测试机构2与负载机构4之间，输入轴31在转动测试机构2的带动下转动，并将动力传递给操动机构中的输出轴32，输出轴32又带动负载机构4运动以此来模拟断路器的分合闸动作。

如图3及图4所示，转动测试机构2包括沿竖直方向布置的转轴21，转轴21的外周面上套设有轴承，轴承的外侧设置有驱动轮，驱动轮通过轴承能够实现与转轴21的相对自由转动。转轴21的下端通过轴套22与待检测的操动机构3的输入轴31连接，在轴套22内设置有方孔，转轴21与输入轴31的端头设置有方轴，两方轴与方孔在相对转动时挡止配合，通过方轴与方孔的型面配合来实现输入轴31与转轴21的相对转动。

如图5及图6所示，驱动轮为径向尺寸较大的链轮23，对应地在转动测试机构2中还设置有与链轮23传动连接的主动轮25，主动轮25与作为动力源的驱动电机24传动连接，并通过链条26实现与链轮23的传动连接。链轮23在驱动电机24及主动轮25的带动下绕转轴21转动，在链轮23的下侧面上设置有转动装配在链轮23上的棘爪231，棘爪231可以相对于链轮23转动，在链轮23转动时，会带动棘爪231绕转轴21转动。在转轴21上相对于棘爪231设置有与棘爪231配合的凸轮211，凸轮211与转轴21之间通过键连接实现同步转动，凸轮211的外形根据实际转动情况进行设置，在凸轮211的外轮廓上设置有供棘爪231卡入的卡口212，卡口212设置有两个，分别为正转卡口和反转卡口，棘爪通过与不同卡口配合能过实现带动转轴21对应正转或反转。棘爪231在摆动行程中具有卡入卡口内以顶推凸轮转动的卡入位和从卡口内退出以与凸轮脱离配合的退出位。棘爪231在卡入凸轮211的卡口212内后，与凸轮211的内侧面挡止配合，棘爪231在链轮23的带动下顶推凸轮211，凸轮211又带动转轴21及输入轴31转动，从而实现替代人工转动操动机构的输入轴31，棘爪与凸轮始终接触以在驱动轮转动时由棘爪与凸轮之间的摩擦力带动棘爪摆动。

如图7所示，操动机构的输入轴31转动后将动力传递给操动机构的输出轴32，输出轴32位于输入轴31的下方，在底座1上设置有沿水平方向布置的支撑板12，支撑板12上开设有输出轴32的底端从支撑板12的上方穿出的通孔，在通孔处设置有轴承盒13，轴承盒13内设置有与输出轴32的底端配合的轴承，输出轴32在转动时与其配合的轴承能够分散输出轴32对支撑板12的冲击力，减少支撑板12与输出轴32的磨损。输出轴32的底端连接着负载机构4，负载机构4包括两部分，一部分为与输出轴32铰接的拐臂42，拐臂42沿着水平方向布置，能够将输出轴32的转动转换为拐臂42沿水平方向的摆动，在拐臂42的另一端，铰接有伸缩杆，拐臂42在摆动的过程中能够带动伸缩杆动作。伸缩杆包括筒体41和插设在筒体41内的弹簧拉杆43，弹簧拉杆43一端与拐臂42铰接，另一端没入筒体41内并与筒体41导向配合。在设计时，弹簧拉杆43的长度较长，不会在拐臂42转动时从筒体41内脱出。在底座1上设置有与支撑板12垂直布置的安装板11，在安装板11上设置有铰座，筒体41相对于弹簧拉杆43的一端螺接有铰接头45，筒体41通过铰接头45实现与安装板11上的铰座铰接。在弹簧拉杆43与筒体41之间设置有超程簧44，超程簧44能够为拐臂42的转动提供阻尼作用。整个负载机构4与操动机构配合能够模拟出操动机构装配在断路器上时真实的工作环境，既能够减少操动机构空载磨合时对整个测试工装的冲击力，又能够使操动机构的磨合更加真实可靠。

为了实现转轴21正转或反转，并依此模拟断路器的分闸或合闸动作，在转动测试机构2中还设置有实现链轮23正、反转的换向装置，如图3及图4所示，换向装置包括固定设置在链轮23上侧面的挡块27，挡块27在链轮23的转动过程中能够随链轮23一起转动，对应地在支撑转动测试机构2的支架上设置有与挡块27接触配合的行程开关29，行程开关29在对应位置上设置有两个，链轮23转动时挡块27与行程开关29配合触发，行程开关29发出信号给驱动电机24的控制器，控制器再控制使驱动电机24反转，从而实现带动链轮23及转轴21反向转动，使转轴21带动输出轴32模拟出分、合闸动作。

但是为了安全地实现转轴21的正、反转，在转轴21转动方向改变时需要保证链轮23与转轴21的断开，因此，如图3及图4所示，支架上设置有按预定行程布置的限位滑块28，在链轮23转动时，因为棘爪231是卡入到凸轮211的卡口212中的，链轮23转动到预定位置时，限位滑块28对棘爪231进行阻挡，使棘爪231从凸轮211的卡口212中退出，从而实现链轮23与转轴21脱离配合。当链轮23与转轴21脱离配合后，转轴21的动作不再受到限制，对链轮23转向的改变也不会伤害到转轴21，在转轴21与链轮23脱离后，再进行上述的转向动作。对应地在作为驱动轮的链轮23上，设置有两支处于转动行程中的棘爪231，分别为正转棘爪和反转棘爪，与凸轮上的正转卡口和反转卡口对应配合。同时，为了防止棘爪231在从卡口212脱出后摆动，在链轮23上还设置有使棘爪231避免进入错误的卡口内的弹性件232，弹性件232对正转棘爪施加弹力以阻止正转棘爪卡入反转卡口，对反转棘爪施加弹力以阻止反转棘爪卡入正转卡口，其中弹性件232优选为结构简单的弹片，而棘爪的截面对应设置为菱形，棘爪的其中一端为用于与凸轮顶推配合的顶推端，另一端为与弹性件顶压配合的弹性件顶压配合端。

在其他实施例中，棘爪可以仅设置有一个。

在其他实施例中，控制器的输入端还可以设置为光电感应器，对应在驱动轮上设置有标记，在断路器操动机构测试工装上设置有与标记对应计数的接收器。

在其他实施例中，断路器操动机构测试工装中还可以不设置负载机构，而是让待测试的操动机构进行空载运行。

以上所述的具体实施方式，对本发明的发明目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡是在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。