一种多圈输出带机械离合器的电动二工位机构的制作方法

本实用新型涉及一种电力成套设备中的电动操作机构，具体指一种多圈输出带机械离合器的电动二工位机构，适用于操作以丝杆、螺母运动的电力成套设备中的隔离开关和普通接地开关，尤适合用于操作电压等级为126KV、252V、420KV、550KV的隔离开关和普通接地开关。

背景技术：

现有采用以丝杆、螺母运动副的隔离开关和普通接地开关发展速度很快，其使用范围已由中压充气柜、环网柜延伸到高压、特高压GIS隔离开关、普通接地开关，发展十分迅速。采用丝杆、螺母运动副的隔离开关和普通接地开关，其具有操作力矩小，布局简单的优点，但对设计操动机构增加了困难。因为此种二工位操动机构要求输出多圈，相比于常用的输出90°以内的二工位操动机构，若要实现机械离合非常困难，机械限位也难实现。因此目前隔离开关和普通接地开关上使用的多圈输出二工位电动机构大多没有设计机械离合结构，行程只靠电器控制，可在实际使用时易产生因行程开关失灵或电机惯性过冲而导致的机构和开关损坏。现有多圈输出的二工位电动机构也有通过扭力摩擦离合器来保证开关行程，但由于扭力摩擦离合器需根据要求设定扭力值，该特性决定了机构使用范围小、开关所需扭矩值稳定的缺陷。

为此，中国专利授权公告号为204130370U的《大角度输出电动机操动机构》中披露了棘爪机构，二级主动齿轮通过与棘爪机构中的第一、第二活动齿形棘爪的配合，实现在合闸、分闸时的机械离合。因此较好地克服了现有技术中的电器控制行程、扭力摩擦离合器所具有的缺陷。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种同样具有能防止电机惯性过冲、工作性能可靠的多圈输出带机械离合器的电动二工位机构。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种多圈输出带机械离合器的电动二工位机构，包括有机架、电机、第一传动机构和输出轴，所述电机通过第一传动机构带动输出轴转动，其中第一传动机构包括与电机主轴相联动的第一齿轮组、机械离合器和蜗轮蜗杆副，第一齿轮组中的末端齿轮安装在小轴上，其特征在于：所述小轴与蜗杆同轴线分布，所述机械离合器位于该小轴尾端和蜗杆的头部处，它包括有两端能分别供小轴尾端、蜗杆的头部插入的离合套和分别安装在小轴尾端、蜗杆头部处的第一、第二传动销，所述离合套的两端侧壁上还分别开有使第一、第二传动销插入的第一、第二轴向长槽，并且第一、第二轴向长槽的一侧边沿还分别轴向延伸出第一、第二传动边，同时还配置有与所述输出轴相联动并能驱动所述离合套轴向移动的第二传动机构，在分闸状态下，第一传动销位于第一轴向长槽内，第二传动销脱离于所述的第二轴向长槽，并位于所述的第二传动边处；在合闸状态下，第一传动销脱离于所述的第一轴向长槽，且位于所述的第一传动边处，而所述的第二传动销位于第二轴向长槽内。

在上述方案中，优选的是，所述第二传动机构包括有第二齿轮组和拐臂，其中第二齿轮组的首端齿轮安装在所述的输出轴上，第二齿轮组的末端齿轮与拐臂同轴安装在指示轴上，所述拐臂上分布有两个能分别在合闸、分闸过程中推动离合套轴向移动的销子。

在上述优选方案中，进一步优选的是，所述的两个销子为分别安装在拐臂端面上的偏心销，同时在所述离合套上固定有与该两偏心销配合的识别板。

为了防止拐臂过度转动，在所述的机架上还设有两个在合闸、分闸状态下分别与拐臂的两端相抵的限位部。

较简单的是，所述指示轴上还铰接有用来驱动所述辅助开关以及计数器的拉杆。

为了能及时控制电机在合、分闸到位后停止，所述指示轴上安装有偏心轮，该偏心轮边缘与电动操作时用来控制电机工作的行程开关的按压部相配合。

为了便于操作者直观地看到合、分状态，所述指示轴上安装有位于机架正面的合分闸指示牌。

在上述各方案中，进一步优选的是，还包括有能连接在小轴头部的手柄和能在所述小轴与电机主轴之间移动的联锁门以及在手动状态下能控制电机断电的联锁开关，在该联锁门上开有与小轴头部相对应的通孔，当该通孔与小轴头部相对应状态下，所述的联锁门与联锁开关的操作端相抵压，以在需要时通过手柄进行合、分闸操作。

与现有技术相比，由于本实用新型的机械离合器采用可轴向移动的离合套与小轴、蜗杆上的传动销的配合来实现离或合，因此结构较为简单、紧凑，加工方便，并且性能可靠，能有效地防止电机的惯性过冲，在实现多圈输出的同时只要改变离合套与传动销的配合距离就能按需调节输出角度，以满足大角度的输出要求。故非常适合GIS隔离开关和普通接地开关上使用。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为图1的侧视图；

图3为图1的俯视图；

图4为图3中A-A向局部示意图(合闸状态下)

图5为图4的后视局部示意图；

图6为图3中A-A向局部示意图(分闸状态下)；

图7为图6的后视局部示意图。

机架1：主架1a、前板1b、固定板1c、螺杆1d、螺套1f，电机2，输出轴3，辅助开关4，合分指示器5，计数器6，第一齿轮组7：电机齿轮7a、小齿轮7b、小轴7c，机械离合器8：离合套8a：第一轴向长槽8a1、第二轴向长槽8a2、第一传动边8a3、第二传动边8a4，第一传动销8b、第二传动销8c，蜗轮蜗杆副9，蜗杆9a，蜗轮9b，第二齿轮组10：首端齿轮10a、末端齿轮10b，拐臂11：偏心销11a，指示轴12，识别板13，限位螺钉14，弯板15、调整螺钉16，拉杆17，手柄18，联锁门19:通孔19a，导向柱20,联锁开关21，行程开关22。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

如图1至图3所示，该多圈输出带机械离合器的电动二工位机构包括有机架1、电机2、第一传动机构、输出轴3、与输出轴相联动的辅助开关4以及合分指示器5和计数器6，其中机架1包含有主架1a、用螺杆1d安装在主架前面的前板1b和用螺套1f安装在主架后面的固定板1c，其它零部件围绕着主架、前板、固定板安装，使得装配后，输出轴3外伸于机架1的后面，合分操作位于机架1的侧面，合分指示器5和计数器6均在机架1的正面，以便于观察。

上述电机主轴沿机架1横向分布，电机1通过第一传动机构带动输出轴3转动，第一传动机构包括与电机主轴相联动的第一齿轮组7、机械离合器8和蜗轮蜗杆副9，本实施例中，第一齿轮组7由安装在电机主轴上的电机齿轮7a和与电机齿轮相啮合的小齿轮7b组成，该小齿轮7b即为该第一齿轮组中的末端齿轮，它安装在小轴7c上，该小轴7c与电机主轴相平行分布，并且位于电机2的后部。蜗轮蜗杆副9中蜗杆9a与小轴7c同轴线分布，即它位于小轴7c的右侧，处于同一直线上，蜗轮蜗杆副中的蜗轮9b安装在输出轴3上。

上述机械离合器8位于该小轴7c尾端和蜗杆9a的头部处，它包括离合套8a和第一传动销8b、第二传动销8c，离合套8a的两端可分别供小轴7c尾端(本实施例中即为小轴的右端)、蜗杆9a的头部(本实施例中即即为蜗杆的左端)插入，第一传动销8b安装在小轴7c尾端，第二传动销8c安装在蜗杆9a头部，离合套8a的两端侧壁上还分别开有使第一、第二传动销插入的第一轴向长槽8a1、第二轴向长槽8a2，并且第一、第二轴向长槽的一侧边沿还分别轴向延伸出第一传动边8a3、第二传动边8a4。在分闸状态下，第一传动销8b位于第一轴向长槽8a1内，如图6所示；第二传动销8c脱离于第二轴向长槽8a2，并位于第二传动边8a4处，如图7所示。在合闸状态下，第一传动销8b脱离于第一轴向长槽8a1，且位于第一传动边8a3处，如图4所示，而第二传动销8c位于第二轴向长槽8a2内，如图5所示。同时还配置有与输出轴3相联动并能驱动离合套8a轴向移动的第二传动机构，本实施例中，该第二传动机构优选采用如下结构，它包括有第二齿轮组10和拐臂11，其中第二齿轮组的首端齿轮10a安装在输出轴3上，第二齿轮组的末端齿轮10b与拐臂11同轴安装在指示轴12上，拐臂11上分布有两个能分别在合闸、分闸过程中推动离合套轴向移动的销子。该销子可以是径向销，但在实施例中，优选的采用安装在拐臂端面上的偏心销11a，离合套的表面具有卡槽，在该卡槽中固定有与该两偏心销配合的识别板13。

为了防止拐臂11过度转动，机架1上还设有两个在合闸、分闸状态下分别与拐臂的两端相抵的限位部。本实施例中，该限位部为两限位螺钉14，装在弯板15上，弯板15固定在主架1上。

上述合分指示器5安在指示轴12的端部，指示轴上还通过调整螺钉16铰接有用来驱动辅助开关、计数器的拉杆17。指示轴转动时，通过拉杆带动辅助开关4和计数器6运动，以发出相应状态的信号。

该二工位机构同时还配置有手动操作的功能，即它还包括有手柄18和联锁门19，手柄连接在小轴7c头部，联锁门19在两导向柱20的作用下能在小轴7c与电机主轴之间来回移动，联锁门19上开有与小轴头部相对应的通孔19a(图中为半圆形槽)，当该通孔19a与小轴7c头部相对应状态下，手柄头部伸入通孔后连接在小轴7c上，转动手柄18，即可以带动小轴7c转动，实现手动分合闸操作。为了确保手动时，不能启动电机2，还配置有联锁开关21，联锁门19向电机主轴方向移动后，露出小轴7c端部时，该联锁门19会与联锁开关21的操作端相抵压，断开电机2的电源回路。当联锁门19再一次遮挡住小轴端部时，联锁开关21的操作端被释放复位，此时又可进行电动操作。

当如图6所示的分闸状态下需要电动合闸时，给电机2通电，通过电机齿轮7a依次带动小齿轮7b、小轴7c、第一传动销8b按如图6所示的箭头方向转动，此时第一传动销8b推动离合套8a转动，接着离合套8a的第二传动边8a4推动第二传动销8c，使蜗杆9a随之转动，蜗杆顺时转动依次带动蜗轮9b、输出轴3、指示轴12顺时针转动，输出轴3输出角度和扭力，同时，指示轴12带动拐臂11、合分指示器5、辅助开关4、计数器6运动。与此同时，拐臂11上的右侧偏心销11a推动识别板13、离合套8a向左移动至图4的状态时，第一传动销8b已脱离于第一轴向长槽8a1，但位于第一传动边8a3处，此时小轴7c若仍按图6所示的箭头方向转动已无法继续推动离合套8a转动，这时离合器处于分离状态，即离合器33处于合闸脱扣状态，同时左侧的限位螺钉14已顶住拐臂11左侧平面，以限制拐臂11进一步转动，同时，指示轴12的偏心轮顶着行程开关22，使电机2断电，辅助开关4合闸运动到位，合分指示器5指示机构合闸。

当在图4的合闸状态下，需要电动分闸时，给电机2通电使其反向转动，即按图4箭头所示的方向转动，同样电机2齿轮依次通过小齿轮7b带动小轴7c、第一传动销8b逆时针方向转动，此时第一传动销8b推动离合套的第一传动边8a3，使离合套8a转动，随之离合套8a的第二轴向长槽8a2推动第二传动销8c，使蜗杆9a转动，蜗杆转动依次带动蜗轮9b、输出轴3、指示轴12转动，输出轴3输出角度和扭力，同时，指示轴12带动拐臂11、合分指示器5、辅助开关4、计数器6运动。与此同时，拐臂11上的左侧偏心销11a推动识别板13、离合套8a向右移动至图6的状态时，第二传动销8c已脱离于第二轴向长槽8a2，但处于第二传动边8a4上，如图7所示，此时小轴7c若仍按图4所示的箭头方向转动已无法通过离合套8a继续推动第二传动销8c转动，这时离合器处于分离状态，即离合器处于分闸脱扣状态，同时右侧的限位螺钉14已顶住拐臂11右侧平面，以限制拐臂11进一步转动，同时，指示轴12的偏心轮顶着行程开关22，使电机2断电，辅助开关4分闸运动到位，合分指示器5指示机构分闸。