专利名称：一种配合126kV真空断路器负载特性的凸轮的制作方法
技术领域：
本发明属于电力设备领域，涉及一种断路器装置，尤其是一种一种配合126kV真空断路器负载特性的凸轮。
背景技术：
用于126kV等级断路器的弹簧操动机构通常使用凸轮_连杆机构组成，而现有的 弹簧操动机构都是配合SF6断路器的负载特性。真空断路器由于触头弹簧的作用，负载特 性与SF6断路器大为不同，现有的弹簧操动机构直接配合真空断路器会出现合闸速度过 高，弹跳太大，合间不成功等现象。发明内容本发明提供了一种可用于126kV真空断路器的凸轮，该凸轮可以改善机 构的传动特性，从而提高操动机构的操作性能，提高真空断路器的使用可靠性及其寿命。本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种配合126kV真空断路器 负载特性的凸轮，凸轮轮廓上的点1至点2为凸轮的工作区13，滚轮14在工作区13内沿 方向D与凸轮3相互接触作用，接触点1为工作区13的起始点，接触点2为工作区13的 终止点；从接触点1沿逆时针方向D0° -10°角度范围5内，凸轮轮廓线上所有接触点都 在以凸轮基圆中心4为圆心，外径45mm，内径38mm的圆环范围内；从接触点1沿逆时针方 向D10° -20°角度范围6内，凸轮轮廓线上所有接触点都在以凸轮基圆中心4为圆心，夕卜 径54mm，内径44mm的圆环范围内；从接触点1沿逆时针方向D20° -30°角度范围7内， 凸轮轮廓线上所有接触点都在以凸轮基圆中心4为圆心，外径65mm，内径50mm的圆环范 围内；从接触点1沿逆时针方向D40° -60°角度范围8内，凸轮轮廓线上所有接触点都 在以凸轮基圆中心4为圆心，外径75mm，内径60mm的圆环范围内；从接触点1沿逆时针方 向D40° -60°角度范围9内，凸轮轮廓线上所有接触点都在以凸轮基圆中心4为圆心，夕卜 径85mm，内径70mm的圆环范围内；从接触点1沿逆时针方向D60° -90°角度范围10内， 凸轮轮廓线上所有接触点都在以凸轮基圆中心4为圆心，外径93mm，内径80mm的圆环范围 内；从接触点1沿逆时针方向D90° -115°角度范围11内，凸轮轮廓线上所有接触点都在 以凸轮基圆中心4为圆心，外径97mm，内径90mm的圆环范围内；从接触点1沿逆时针方向 D115° -140°角度范围12内，凸轮轮廓线上所有接触点都在以凸轮基圆中心4为圆心，夕卜 径97mm，内径93mm的圆环范围内；上述所有工作区域13内的接触点在从起始点1至终止 点2范围内沿逆时针方向D到凸轮基圆中心4的距离单调递增；所述凸轮与滚轮接触点从 10° -20°角度范围6移动到20° -30°角度范围7，对应的动触头从开始动作运动到触头 刚合，该过程中的输出力矩在总行程0-50mm之间，驱动力矩高出真空断路器的负载力矩特 性曲线在50N · mm至500N · mm。所述凸轮与滚轮接触点从40° -60°角度范围8移动到60° _90°角度范围10， 对应于机构开始压缩触头弹簧，该过程中的输出力矩满足在总行程60-84mm之间，驱动力 矩始终高与真空断路器的负载力矩特性曲线不超过2500N · mm。所述凸轮与滚轮接触点在90° -115°角度范围11内运动时，对应于机构的合闸锁扣工作时期；接触点到凸轮中心的距离在93mm至97mm之间递增，使得合闸复位时间差不 小于2ms。本发明的用于126kV真空断路器的凸轮，可以改善机构的传动特性，从而提高操 动机构的操作性能，提高真空断路器的使用可靠性及其寿命。
图1为本发明的凸轮轮廓线结构示意图；图2为本发明的凸轮在主轴上各力矩与 触头行程的特征曲线图；其中1为凸轮工作区域的起始点、2为凸轮工作区域的终止点、3 为凸轮、4为凸轮基圆中心、5至12为工作区域中的各段范围 、13为凸轮的工作区域、14为 滚轮、15为该设计凸轮的输出力矩曲线，16为126kV真空断路器的负载曲线。
具体实施例方式下面结合附图对本发明做进一步详细描述参见图1，一种配合126kV真空断路器 负载特性的凸轮，凸轮轮廓上的点1至点2为凸轮的工作区13，滚轮14在工作区13内沿 方向D与凸轮3相互接触作用，接触点1为工作区13的起始点，接触点2为工作区13的 终止点；从接触点1沿逆时针方向D0° -10°角度范围5内，凸轮轮廓线上所有接触点都 在以凸轮基圆中心4为圆心，外径45mm，内径38mm的圆环范围内；从接触点1沿逆时针方 向D10° -20°角度范围6内，凸轮轮廓线上所有接触点都在以凸轮基圆中心4为圆心，夕卜 径54mm，内径44mm的圆环范围内；从接触点1沿逆时针方向D20° -30°角度范围7内， 凸轮轮廓线上所有接触点都在以凸轮基圆中心4为圆心，外径65mm，内径50mm的圆环范 围内；从接触点1沿逆时针方向D40° -60°角度范围8内，凸轮轮廓线上所有接触点都 在以凸轮基圆中心4为圆心，外径75mm，内径60mm的圆环范围内；从接触点1沿逆时针方 向D40° -60°角度范围9内，凸轮轮廓线上所有接触点都在以凸轮基圆中心4为圆心，夕卜 径85mm，内径70mm的圆环范围内；从接触点1沿逆时针方向D60° -90°角度范围10内， 凸轮轮廓线上所有接触点都在以凸轮基圆中心4为圆心，外径93mm，内径80mm的圆环范围 内；从接触点1沿逆时针方向D90° -115°角度范围11内，凸轮轮廓线上所有接触点都在 以凸轮基圆中心4为圆心，外径97mm，内径90mm的圆环范围内；从接触点1沿逆时针方向 D115° -140°角度范围12内，凸轮轮廓线上所有接触点都在以凸轮基圆中心4为圆心，夕卜 径97mm，内径93mm的圆环范围内；上述所有工作区域13内的接触点在从起始点1至终止 点2范围内沿逆时针方向D到凸轮基圆中心4的距离单调递增；所述凸轮与滚轮接触点从 10° -20°角度范围6移动到20° -30°角度范围7，对应的动触头从开始动作运动到触头 刚合，该过程中的输出力矩在总行程0-50mm之间，驱动力矩高出真空断路器的负载力矩特 性曲线在50N · mm至500N · mm。所述凸轮与滚轮接触点从40° -60°角度范围8移动到60° _90°角度范围10， 对应于机构开始压缩触头弹簧，该过程中的输出力矩满足在总行程60-84mm之间，驱动力 矩始终高与真空断路器的负载力矩特性曲线不超过2500N · mm。所述凸轮与滚轮接触点在90° -115°角度范围11内运动时，对应于机构的合闸 锁扣工作时期；接触点到凸轮中心的距离在93mm至97mm之间递增，使得合闸复位时间差不 小于2ms ο该凸轮工作区域上的接触点以凸轮基圆为原点所对应的坐标值表示，输入数控机床进行凸轮工作区域的加工和制备，输入的接触点点数应不少于30个。该凸轮安装在配合 于126kV真空断路器的弹簧操动机构上，是断路器合闸过程中最为关键的部件。如图2所示，为了减小合闸弹簧的操作功，通过设计一条新的输出力特性曲线 15，该曲线满足在全开距过程都高于126kV真空断路器的负载力矩特性曲线16不大于 2000N -mm,并且在行程0_50mm之间驱动力矩15高出126kV真空断路器的负载力矩特性曲 线16在50N · mm至500N · mm,在机构行程60mm开距过程中以较小的能量达到合适的平均 合闸速度，有效减小了合闸弹跳，而在触头弹簧储能的过程中加大了输出的力矩，使得机构 能轻松的克服触头弹簧的阻力。而在合闸末了位置，尽可能多的增大合闸的过冲时间，从而 提高机构合闸锁扣的复位时间，提高合闸的可靠性。通过该输出力特性曲线设计出的凸轮 轮廓线(图1)，该凸轮能够将合闸弹簧的能量合理的分配在合闸的各个过程，能使断路器 以较小的能量达到合适的平均合间速度，有效减小合间弹跳，并且在触头弹簧储能的过程 中加大了输出的力矩，使得机构能轻松的克服触头弹簧的阻力，保证合闸的可靠性。以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定 本发明的具体实施方式
仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱 离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替 换，都应当视为属于本发明由所 提交的权利要求书确定专利保护范围。
权利要求
一种配合126kV真空断路器负载特性的凸轮，其特征在于凸轮轮廓上的点(1)至点(2)为凸轮的工作区(13)，滚轮(14)在工作区(13)内沿方向(D)与凸轮(3)相互接触作用，接触点(1)为工作区(13)的起始点，接触点(2)为工作区(13)的终止点；从接触点(1)沿逆时针方向(D)0°-10°角度范围(5)内，凸轮轮廓线上所有接触点都在以凸轮基圆中心(4)为圆心，外径45mm，内径38mm的圆环范围内；从接触点(1)沿逆时针方向(D)10°-20°角度范围(6)内，凸轮轮廓线上所有接触点都在以凸轮基圆中心(4)为圆心，外径54mm，内径44mm的圆环范围内；从接触点(1)沿逆时针方向(D)20°-30°角度范围(7)内，凸轮轮廓线上所有接触点都在以凸轮基圆中心(4)为圆心，外径65mm，内径50mm的圆环范围内；从接触点(1)沿逆时针方向(D)40°-60°角度范围(8)内，凸轮轮廓线上所有接触点都在以凸轮基圆中心(4)为圆心，外径75mm，内径60mm的圆环范围内；从接触点(1)沿逆时针方向(D)40°-60°角度范围(9)内，凸轮轮廓线上所有接触点都在以凸轮基圆中心(4)为圆心，外径85mm，内径70mm的圆环范围内；从接触点(1)沿逆时针方向(D)60°-90°角度范围(10)内，凸轮轮廓线上所有接触点都在以凸轮基圆中心(4)为圆心，外径93mm，内径80mm的圆环范围内；从接触点(1)沿逆时针方向(D)90°-115°角度范围(11)内，凸轮轮廓线上所有接触点都在以凸轮基圆中心(4)为圆心，外径97mm，内径90mm的圆环范围内；从接触点(1)沿逆时针方向(D)115°-140°角度范围(12)内，凸轮轮廓线上所有接触点都在以凸轮基圆中心(4)为圆心，外径97mm，内径93mm的圆环范围内；上述所有工作区域(13)内的接触点在从起始点(1)至终止点(2)范围内沿逆时针方向(D)到凸轮基圆中心(4)的距离单调递增。
2.如权利要求1所述一种配合126kV真空断路器负载特性的凸轮，其特征在于所述 凸轮与滚轮接触点从10° -20°角度范围(6)移动到20° -30°角度范围(7)，对应的动触 头从开始动作运动到触头刚合，该过程中的输出力矩在总行程0-50mm之间，驱动力矩高出 真空断路器的负载力矩特性曲线在50N mm至500N mm。
3.如权利要求1所述一种配合126kV真空断路器负载特性的凸轮，其特征在于所述 凸轮与滚轮接触点从40° -60°角度范围(8)移动到60° -90°角度范围(10)，对应于机 构开始压缩触头弹簧，该过程中的输出力矩满足在总行程60-84mm之间，驱动力矩始终高 与真空断路器的负载力矩特性曲线不超过2500N mm。
4.如权利要求1所述一种配合126kV真空断路器负载特性的凸轮，其特征在于所述 凸轮与滚轮接触点在90° -115°角度范围(11)内运动时，对应于机构的合闸锁扣工作时 期；接触点到凸轮中心的距离在93mm至97mm之间递增，使得合闸复位时间差不小于2ms。
全文摘要
本发明公开了一种配合126kV真空断路器负载特性的凸轮，所述凸轮的基圆半径为38mm；所述凸轮与滚轮的刚碰点到基圆中心的距离为38mm-40mm；所述凸轮从40°-60°角度范围运动到90°-115°角度范围，对应于机构开始压缩触头弹簧，该过程中的输出力矩满足在总行程60-84mm之间，驱动力矩始终高与真空断路器的负载力矩特性曲线不超过2500N·mm。本发明的用于126kV真空断路器的凸轮，可以改善机构的传动特性，从而提高操动机构的操作性能，提高真空断路器的使用可靠性及其寿命。
文档编号H01H33/666GK101834090SQ201010183550
公开日2010年9月15日 申请日期2010年5月27日 优先权日2010年5月27日
发明者余砾, 刘志远, 王建华, 耿英三 申请人:西安交通大学