一种电机直驱式大扭矩共箱用三工位电动机构的制作方法

本发明属于组合电器领域，具体涉及一种电机直驱式大扭矩共箱用三工位电动机构。

背景技术：

近年来，随着气体绝缘金属开关设备的发展，尤其在126kv共箱gis中，三工位隔离接地开关，以其体积小、结构紧凑、复杂化程度高、配置灵活多样，而且还能实现隔离开关和接地开关的机械联锁，提高了可靠性等众多优点，越来越多的被各厂家采用。

但是，目前所用的三工位隔离接地开关的操作机构可靠性较差，故障率较高。三工位隔离接地开关使用多年后扭矩增大，经常出现三工位机构无法驱动开关的现象，影响电力建设的进度，严重时影响人员安全。显然，需要采取新的技术手段予以解决。

技术实现要素：

针对现有技术的上述不足，本发明提供一种电机直驱式大扭矩共箱用三工位电动机构，以解决上述技术问题。

本发明提供一种电机直驱式大扭矩共箱用三工位电动机构，包括机构架、动力输入组件、传动组件和输出组件，所述动力输入组件、传动组件、输出组件安装在机构架上，所述动力输入组件通过传动组件与输出组件连接；所述动力输入组件包括电机、传动丝杠、传动螺母和滚子，所述电机的输出端与所述传动丝杠连接，所述传动螺母与所述传动丝杠啮合，所述传动螺母上设置有安装柱，所述安装柱上安装有滚子；所述传动组件包括驱动板、驱动板轴和大齿轮，所述驱动板和所述大齿轮安装在所述驱动板轴上，所述驱动板上设置有与所述滚子配合的驱动槽，所述驱动槽的外边缘与所述驱动板轴轴心的距离大于等于所述传动丝杠与所述驱动板轴轴心的距离；所述驱动槽与所述滚子接触的边和所述传动丝杠的轴线呈夹角；所述输出组件包括输出齿轮，所述输出齿轮与所述大齿轮啮合。

进一步的，所述传动螺母的中部有螺纹孔，所述安装柱位于垂直于螺纹孔的方向。

进一步的，所述安装柱包括长柱和短柱，所述滚子包括大滚子和小滚子，所述长柱上安装一个所述大滚子和一个所述小滚子，所述短柱上安装两个所述小滚子，通过轴用弹性挡圈固定。

进一步的，所述驱动板包括两个，靠近大齿轮侧的驱动板与长柱上的大滚子配合，远离大齿轮侧的驱动板与短柱的小滚子配合。

进一步的，所述驱动板为蘑菇型结构，所述驱动槽位于菌盖结构与菌柄结构之间，所述菌柄结构与所述滚子接触的边与所述传动丝杠的轴线呈1～2°夹角。

进一步的，所述传动丝杠的两端分别安装有圆锥滚子轴承、挡板、碟簧和挡圈，所述圆锥滚子轴承位于传动丝杠的端部，所述挡板与圆锥滚子轴承相邻，所述挡圈包括小挡圈和大挡圈，所述小挡圈位于远离电机一侧，所述大挡圈位于靠近电机一侧，所述碟簧分别位于挡板与所述小挡圈之间和挡板与所述大挡圈之间，所述传动螺母与大挡圈相邻。

进一步的，所述动力输入组件设置有监测装置，所述监测装置包括行程开关、开关安装板和开关动作板，所述行程开关通过螺钉固定在所述开关安装板上，开关安装板通过螺钉固定在机构架上，所述开关动作板安装在传动螺母上，所述行程开关监测开关动作板位置，从而监测传动螺母的位置。

进一步的，所述驱动板轴上依次安装轴承、小隔套、驱动板、大隔套、驱动板、小隔套、轴承、中隔套和大齿轮，两端通过轴用弹性挡圈限制轴上零件的轴向位移，通过固定在机构架上的压板限制两端所述轴承的位移。

进一步的，所述输出齿轮的一端安装在机构架内的轴承上，另一端安装在齿轮座内的轴承上，所述齿轮座通过螺钉固定在机构架上。

本发明的有益效果在于，本发明提供的电机直驱式大扭矩共箱用三工位电动机构，机构简单，具体的，传动螺母沿传动丝杠直线运动时，滚子会插入驱动板的驱动槽中，使驱动板旋转从而带动大齿轮转动，再通过大齿轮与输出齿轮的旋转，进行力矩的输出，保障了三工位机构的长期有效运转。

此外，由于驱动板的驱动槽外边缘与轴心的距离大于等于传动丝杠与轴心的距离，使得驱动板与传动螺母上的滚子的配合构成机械闭锁，能够从机械上保证隔离侧和接地侧不会同时合闸。

所述驱动槽与所述滚子接触的边和所述传动丝杠的轴线呈夹角；能够防止传动螺母因运动惯性而压扁碟簧，有效地解决了传统三工位电动机构易烧电机的问题。

该种电动机构结构紧凑，安全可靠，机构架加工工艺简单，生产成本低；传动螺母行程大，输出齿轮在满足分合闸时间要求的同时输出转速低，输出扭矩大，能够有效解决因三工位开关本体卡滞而引起的烧电机问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的主体结构示意图；

图2为图1的a-a剖视示意图；

图3为图1的b-b剖视示意图；

图4为图1的c向示意图；

图5为传动螺母的主视示意图；

图6为传动螺母的俯视示意图；

图7为传动螺母的左视示意图；

图8为本发明接地侧合闸时的主体结构示意图；

图9为本发明隔离侧合闸时的主体结构示意图。

图10为本发明驱动板结构示意图。

图中，1、机构架，2、轴承座，3、圆锥滚子轴承，4、挡板，5、小挡圈，6、行程开关，7、开关安装板，8、传动螺母，9、开关动作板，10、大挡圈，11、碟簧，12、传动丝杠，13、电机，14、联轴器，15、安装板，16、隔套，17、大齿轮，18、中隔套，19、驱动板轴，20、轴承，21、小隔套，22、压板，23、驱动板，24、大隔套，25、小滚子，26、大滚子，27、输出齿轮，28、齿轮座。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

一种电机直驱式大扭矩共箱用三工位电动机构，包括机构架1、动力输入组件、传动组件和输出组件，所述动力输入组件、传动组件、输出组件安装在机构架1上，所述动力输入组件通过传动组件与输出组件连接；所述动力输入组件包括电机13、传动丝杠12、传动螺母8和滚子，所述电机13的输出端与所述传动丝杠12连接，所述传动螺母8与所述传动丝杠12啮合，所述传动螺母8上设置有安装柱，所述安装柱上安装有滚子；所述传动组件包括驱动板23、驱动板轴19和大齿轮17，所述驱动板23和所述大齿轮17安装在所述驱动板轴19上，所述驱动板23上设置有与所述滚子配合的驱动槽，所述驱动槽的外边缘与所述驱动板轴19轴心的距离大于等于所述传动丝杠12与所述驱动板轴19轴心的距离；所述驱动槽与所述滚子接触的边和所述传动丝杠12的轴线呈夹角；所述输出组件包括输出齿轮27，所述输出齿轮27与所述大齿轮17啮合。

如图2、图5、图6、图7所示，所述传动螺母8的中部有螺纹孔，所述安装柱位于垂直于螺纹孔的方向。

所述安装柱包括长柱和短柱，所述滚子包括大滚子26和小滚子25，所述长柱上安装一个所述大滚子26和一个所述小滚子25，所述短柱上安装两个所述小滚子25，通过轴用弹性挡圈固定。

作为优选，如图10所示，所述驱动板23为蘑菇型结构，所述驱动槽位于菌盖结构与菌柄结构之间，所述菌柄结构与滚子接触的边与传动丝杠12的轴线呈1～2°夹角。此处优选为1.5°夹角，不论在分闸还是在合闸状态下，驱动板23与大滚子26和小滚子25接触的斜边与传动丝杠12轴线成1.5°夹角，能够防止传动螺母8因运动惯性而压扁碟簧11，有效地解决了传统三工位电动机构易烧电机13的问题。

所述驱动板23包括两个，靠近大齿轮17侧的驱动板23与长柱上的大滚子26配合，远离大齿轮17侧的驱动板23与短柱的小滚子25配合。

轴承座2通过螺栓固定在机构架1上；电机13通过安装板15和隔套16用螺栓固定在机构架1上，并且通过联轴器14与传动丝杠12联接。

所述传动丝杠12的两端分别安装有圆锥滚子轴承3、挡板4、碟簧11和挡圈，所述圆锥滚子轴承3位于传动丝杠12的端部，所述挡板4与圆锥滚子轴承3相邻，所述挡圈包括小挡圈5和大挡圈10，所述小挡圈5位于远离电机一侧，所述大挡圈位于靠近电机一侧，远离电机13一侧的所述碟簧11位于挡板4和所述小挡圈5之间，靠近电机13一侧的所述碟簧11位于挡板4和所述大挡圈10之间，所述传动螺母8与大挡圈10相邻。

所述动力输入组件设置有监测装置，所述监测装置包括行程开关6、开关安装板7和开关动作板9，所述行程开关6通过螺钉固定在所述开关安装板7上，开关安装板7通过螺钉固定在机构架1上，所述开关动作板9安装在传动螺母8上，所述行程开关6监测开关动作板9位置，即监测传动螺母8的位置。

所述驱动板轴19上依次安装轴承20、小隔套21、驱动板23、大隔套24、驱动板23、小隔套21、轴承20、中隔套18和大齿轮17，两端通过轴用弹性挡圈限制轴上零件的轴向位移，通过固定在机构架1上的压板22限制两端所述轴承20的位移。

所述输出齿轮27的一端安装在机构架1内的轴承上，另一端安装在齿轮座28内的轴承上，所述齿轮座28通过螺钉固定在机构架1上。

如图8所示，以接地侧合闸为例，具体说明本发明的实施方式。收到接地侧合闸指令后，接地侧电机13正向转动，带动该侧传动螺母8沿着机构架1上的配合槽向合闸方向直线移动，当固定在传动螺母8上的开关动作板9碰到安装在开关安装板7上的行程开关6时，切断接地侧电机13，传动螺母8因运动惯性继续向合闸方向移动，直到碰到小挡圈5，因其内部碟簧11的缓冲而制动，此时驱动板23被传动螺母8上的小滚子25和大滚子26驱动转动了固定角度，经过大齿轮17和输出齿轮27的啮合，最终该机构输出固定的角度，带动三工位开关完成接地合闸。

收到接地侧分闸指令后，接地侧电机13反向转动，带动该侧传动螺母8沿着机构架1上的配合槽向分闸方向直线移动，当固定在传动螺母8上的开关动作板9碰到安装在开关安装板7上的行程开关6时，切断接地侧电机13，传动螺母8因运动惯性继续向分闸方向移动，直到碰到大挡圈10，因其内部碟簧11的缓冲而制动，此时驱动板23被传动螺母8上的小滚子25和大滚子26驱动转动了固定角度，经过大齿轮17和输出齿轮27的啮合，最终该机构输出固定的角度，带动三工位开关完成接地分闸。

如图9所示，是隔离侧合闸时的状态，隔离侧分合闸的运动原理与接地侧分合闸一致。

本发明提供的一种电机直驱式大扭矩共箱用三工位电动机构，结构简单，具体的，传动螺母8沿传动丝杠12直线运动时，滚子会插入驱动板23的驱动槽中，使驱动板23旋转带动大齿轮17转动，再通过大齿轮17与输出齿轮27的旋转，进行力矩的输出。

此外，由于驱动板23的驱动槽外边缘与板轴19的轴心的距离大于等于传动丝杠12与板轴19的轴心的距离，使得驱动板23与传动螺母8上的滚子的配合构成机械闭锁，能够从机械上保证隔离侧和接地侧不会同时合闸。

该种电动机构结构紧凑，安全可靠，机构架1加工工艺简单，生产成本低；传动螺母8行程大，输出齿轮27在满足分合闸时间要求的同时输出转速低，输出扭矩大，能够有效解决因三工位开关本体卡滞而引起的烧电机问题。

尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。