一种隔离开关的合闸与锁紧装置的制作方法

专利名称:一种隔离开关的合闸与锁紧装置的制作方法
本发明属于开关电器产品中的一种合闸与锁紧装置。
国内七十年代末已出现了合闸——锁紧两步动作原理，应用于GN18－10／
型隔离开关产品。如图1所示，当触刀2被锁紧件5带动从分闸位置转动到合闸位置(如图3所示，此时操作轴转动到α1)后，锁紧件5被操作轴带动沿图1中F的方向运动，锁紧件5A处的台阶(图2)迫使斜面轮6沿X轴向外移动，当锁紧件5移动距离Y时，顶销7也推动磁锁板4产生变形△X，从而产生接触压力N使触刀2与触头1紧密接触。此时操作轴转动到操作终了位置αt(图4)。不计摩擦力，F和N之间满足关系式F＝ (n)/(m) tgQ N ……①式中 (n)/(m) ——磁锁板的杠杆比Q——锁紧件上的斜面倾斜角N——接触压力F——操作力由式①知F小于N，且F与N成正比。Fmax与Nmax同步出现于操作终了时(图3和图4)。调整螺栓3的长度可以调整△F，同时也调整了Fmax和Nmax。这种结构虽然可为解决接触压力与操作力之间的矛盾提供一种可供选择的方法，但实际上由于受结构参数(如相间中心距、主轴转角α)的限制，Q不可能太小，否则Y将太大；锁紧件5与斜面轮6、顶销7与触刀2之间的摩擦力也正比于N，这将大大抵消省力效果；第一步动作(合闸)与第二步动作(锁紧)之间主要依靠锁紧件5A处的台阶沿斜面轮6上的斜面运动时产生的陡增力△F区分，所以△F的大小变得异常重要。△F过小将出现提前锁紧或各相不同步锁紧的误动作。(这是绝对不允许的)。△F过大将使操作力大大超过设计值，甚至无法顺利进入第二步动作。由于△F受F0(合闸力)及零件加工质量的影响，分散性较大，使调整变得十分困难。
针对上述结构存在的可靠性不高(容易发生提前锁紧的误动作)、操作力仍较大、调整困难，两步动作之间转换冲击较大等缺点，本发明则提供了一种能准确、平滑、调整简便的合闸与锁紧装置。
本装置是通过一套位置测量——限动释放机构和一套正切传力机构的组合实现这一目的的。见图5、图7当操作轴通过滑块8带动触刀11绕轴10转动到合闸终了位置(即图5所示位置)时，操作轴将转动到图11及图12中X1的位置。与此同时摇杆3被挡块2推动，已绕轴4顺时针转动到图5及图7以示位置、将顶销13推入中轴7，限动销12则被顶销13从图7中虚线所示位置B推入滑块8中。由于顶销13圆柱部分的长度等于中轴7上的厚度δ，所以此时滑块8被限动销12释放，并被操作主轴带动沿力F的方向继续运动而转入第二步锁紧运动，平滑地完成两步动作的转换。调整螺钉5，可方便地调整摇杆端部的倾角φ，从而准确地实现合闸——锁紧两步动作的转换。当滑块8沿力F的方向继续运动时，(见图8)长度为L的连接杆14将从θ＝θ。的位置(如图8左半部所示)运动到水平位置(如图8右半部所示)，此时滑块8移动了△Y，连杆14则推动顶杆6沿水平方向向外移动△X，从而迫使磁锁板9产生挠曲变形△X，其变形反力被磁锁板9按杠杆比 (n)/(m) 放大 (m)/(n) 倍后形成接触压力N，将触刀11紧紧压在触头1上(附图6)，完成整个合闸与锁紧的操作。分闸操作的动作顺序与此相反。滑块8连杆14、顶杆6(取对称的左半部)运动图如图9所示。取连杆作受力分析得图10。由于此传力机构(由顶杆6、中轴7、滑块8、连杆14等组成)的输入力F与输出力N′tgθ的关系式，故称之为正切传力机构。经简单推导得出此正切传力机构的特性方程组为F＝K1L(1－Cosθ)tgθ……②N＝K2L(1－Cosθ)式②中K1K2——系数，与磁锁板的结构及杠杆比 (n)/(m) 有关。
L——连杆长θ——连杆与顶杆运动方向的夹角F——操作力E——接触压力图11和图12是结合考虑了合闸阶段的特性曲线F＝f(α)和N＝f(α)。其中α为操作主轴的转动角度，α1α2、αt分别对应着合闸终了、操作力矩最大值及操作终了等几个位置，其中与θ对应的一段曲线由方程组2描述。将方程组②进行简单的三角变换，并求导可知Fmax出现在θ＝arc cos(3c o s θ0]]>)处，此时Fmax=K1L(1-cos23θ0)32.......(3)]]>而接触压力最大值Nmax出现在θ＝0即操作终了时Nmax＝K2L(1－cosθ0) ……④只要适当选择θ0和L，便能得到满意的Fmax和Nmax的组合。从而达到既省力、又有足够大的接触压力。
本装置不仅能减少最大操作力Fmax，增大了接触压力Nmax，而且能方便地选择它们的组合比NmaxFmax。并且具有使开关操作过程中合闸、锁紧两步动作转换准确、平滑、无冲击，调整简单、方便。本发明应用于隔离开关，特别是大电流隔离开关，将使接触压力与操作力矩之间的矛盾得以解决。
本发明的合闸与锁紧装置已成功地应用在GN口－10／
户内高压隔离开关上。
权利要求
1.一种隔离开关的合闸与锁紧装置，其特征在于这种装置由位置测量--限动释放机构和正切传动机构所组成，并安装在同一级的二块触刀11的中间(以实现带动触刀进行第一步动作[合闸]，当触刀合闸到位后继续完成由第一步动作[合闸]向第二步动作[锁紧]的转换及第二步动作[锁紧]的全部合闸与锁紧的操作运动)。
2.根据权利要求
1所述，其特征在于这种位置测量——限动释放机构是通过绕轴4摆动的摇杆3和挡块2测量触刀与触头的相对位置并通过摇杆3和顶销13将合闸终了的位置讯号传递给限动销12，准时释放滑块8，以完成合闸与锁紧两步动作。
3.根据权利要求
1所述，其特征在于这种正切传力机构是通过滑块8带动连杆14，推动顶杆6，从而迫使磁锁板产生变形反力N1并通过磁锁板的杠杆作用放大 (m)/(n) 倍后形成接触压力N。
4.根据权利要求
1和权利要求
2所述，其特征在于通过螺钉5能调节端部倾角φ的摇杆3，将触刀11绕轴10的转动变换成顶销沿水平方向的移动，从而完成将触刀11对触头1的相对运动位置的测量，并传递给限动释放机构的功能。
专利摘要
本实用新型提供了一种能准确、平滑而又调整简便的开关电器(尤其是大电流隔离开关)产品中的合闸与锁紧装置。这种装置由一套位置测量——限动释放机构和一套正切传力机构组成。它克服了通常强电开关电器触刀接触压力与操作力矩之间的矛盾，达到了既可减少最大操作力，又能使最大接触压力方便地选择，从而实现了开关电器(尤其是大电流隔离开关)的最佳设计。
文档编号H01H9/20GK86204818SQ86204818
公开日1987年4月22日 申请日期1986年7月3日
发明者李伯雄, 艾克郑 申请人:长沙市电器开关厂, 西安高压电器研究所