一种弹簧操作机构的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种弹簧操作机构。一种弹簧操作机构，包括机架、转动装配在机架上的手动操作轴，所述手动操作轴上同轴设有复位扭簧，手动操作轴上还固定有夹设在复位扭簧的两个施力臂之间的拨动件，所述拨动件将两施力臂撑开以形成预压变形量，所述机架上设有在手动操作轴处于复位状态时与两施力臂的内侧均挡止配合的固定挡止件。本发明的操作机构的手动操作轴从分闸位或合闸位复位的过程中，复位扭簧能够持续对手动操作轴施加复位力，直至手动操作轴复位到位后仍能够继续施加复位力，能够提高复位精度，保证复位位置，有效消除安全隐患。
【专利说明】
一种弹簧操作机构
技术领域
[0001]本发明涉及一种弹簧操作机构。
【背景技术】
[0002]在中低压真空断路器及智能开关中，弹簧操作机构仍发挥着举足轻重的作用。弹簧操作机构电动功能性能往往是真空断路器及智能开关用户关注的重中之重，而其手动功能安全可靠对其性能稳定同样具有举足轻重的作用。
[0003]申请号为201320590273.7、授权公告号为CN 203787343 U、授权公告日为2014.08.20的中国专利公开了一种手动弹簧操作机构，包括机架及其上装配的储能机构和手动分合闸机构，所述手动分合闸机构包括用于控制合闸挚子动作的合闸摆臂、用于控制分闸挚子动作的分闸摆臂和操作摆臂，操作摆臂通过手动操作轴转动装配在机架上，进行分合闸操作时，通过手柄转动手动操作轴，依靠操作摆臂实现分合闸。为了实现手动操作轴的复位，操作摆臂上连接有用于阻止其转动的复位拉簧，复位拉簧的两端分别装配在操作摆臂和机架上。但是，由于手动操作轴接近复位位置时弹簧的作用力最弱，加上摩擦力、零部件制造精度和装配精度的影响，复位弹簧难以保证手动操作轴复位到准确位置，这样就会给机构造成潜在隐患，影响弹簧操作机构的正常动作。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种弹簧操作机构，以解决现有的弹簧机构中手动操作轴容易复位不到位的问题。
[0005]为实现上述目的，本发明中采用的技术方案是:一种弹簧操作机构，包括机架、转动装配在机架上的手动操作轴，所述手动操作轴上同轴设有复位扭簧，手动操作轴上还固定有夹设在复位扭簧的两个施力臂之间的拨动件，所述拨动件将两施力臂撑开以形成预压变形量，所述机架上设有在手动操作轴处于复位状态时与两施力臂的内侧均挡止配合的固定挡止件。
[0006]所述复位扭簧具有两个同向悬伸的施力臂，所述拨动件为固定在手动操作轴上的拨杆。
[0007]所述固定挡止件为固定在机架上的定位块，所述定位块具有两个定位臂，两个定位臂分别与两施力臂的内侧挡止配合。
[0008]所述弹簧操作机构还包括复位拉簧，在手动操作轴处于复位状态时，所述施力臂位于复位拉簧的轴向的一侧。
[0009]所述手动操作轴上固定有操作摆臂，所述机架上设有与操作摆臂的分合闸极限位置对应的限位件。
[0010]所述限位件为挡销。
[0011 ]所述手动操作轴通过轴承转动装配在机架上。
[0012]所述轴承为凸缘深沟球轴承或凸缘滚针轴承。
[0013]所述手动操作轴上固定有与弹簧操作机构的分闸顶杆对应的分闸挡板，在手动操作轴处于复位状态时，所述分闸挡板与分闸顶杆相互分离。
[0014]本发明采用上述技术方案，由于拨动件将两复位扭簧的两施力臂撑开以形成预压变形量，因此手动操作轴从分闸位或合闸位复位的过程中，复位扭簧能够持续对手动操作轴施加复位力，直至手动操作轴复位到位后仍能够继续施加复位力，而机架上设置的固定挡止件能够在手动操作轴处于复位状态时与两施力臂的内侧均挡止配合，从而由固定挡止件确定最终的复位位置，与现有技术中仅采用复位拉簧进行复位相比，能够避免摩擦力、零部件制造精度和装配精度对手动操作轴复位的影响，提高复位精度，保证复位位置，有效消除安全隐患。
【附图说明】
[0015]图1是本发明一种弹簧操作机构的一个实施例的结构示意图；
图2是图1拆去前夹板时的结构示意图；
图3是图1中弹簧操作机构的手动合闸操作断面图；
图4是图1中手动分合闸操作轴的结构示意图；
图5是手动分合闸操作轴组件的结构示意图；
图6是复位拉簧储能过程和释放能量过程的作用力变化图(实际过程仅对应有部分波形)；
图7是复位扭簧储能过程和释放能量过程的作用力变化图(实际过程仅对应有部分波形)。
[0016]图中各附图标记对应的名称为:10一机架，11一前夹板，12一后夹板，20—手动操作轴，21—凸缘轴承，22—复位扭簧，23—施力臂，24—拨杆，25—手动合闸销，26—分闸挡板，30—合闸半轴，31—合闸挡板，40—分闸半轴，41 一分闸小挡板，42—分闸顶杆，43—复位小压簧，50—储能保持凸轮组件，60—合闸保持凸轮组件，70—定位块，71—定位臂，80—复位摆臂，81—复位拉簧，91 一合闸限位销，92—分闸限位销。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
[0018]本发明一种弹簧操作机构的一个实施例如图1?图7所示，是一种具有手动操作机构的弹簧操作机构，包括机架10，机架10包括前夹板11和后夹板12，手动操作轴20穿过前夹板11和后夹板12转动装配在机架1上，前夹板11和后夹板12之间还设置有合闸半轴30、分闸半轴40、储能保持凸轮组件50、合闸保持凸轮组件60，合闸半轴30上设有合闸挡板31，分闸半轴40上连接有分闸小挡板41，分闸小挡板41与对应设置的分闸顶杆42配合，分闸顶杆42上套设有复位小压簧43。上述零部件均为现有技术，用于实现弹簧操作机构的分闸和合闸，具体结构此处不再详细说明。
[0019]手动操作轴20的结构如图4和图5所示，其后端和中部设有两只凸缘轴承21，两只凸缘轴承21分别用于与前夹板11和后夹板12配合，能够减小手动操作轴20的摩擦力，降低系统损耗，使手动操作轴20的转动更加灵活、复位更加可靠。后端的凸缘轴承21前方依次设有复位扭簧22、拨杆24、手动合闸销25、分闸挡板26，其中拨杆24向后悬伸设置在手动操作轴20的凸肩上。中间的凸缘轴承21的前端固定有复位摆臂80，复位摆臂80的末端设有弹簧连接孔，用于连接复位拉簧81，复位拉簧81的另一端连接在前夹板11上设置的连接轴上，用于对手动操作轴20施加复位拉力。
[0020]复位扭簧22的两只施力臂23均向右悬伸，能够避开手动操作轴20上方的零部件，安装方便。拨杆24夹设在复位扭簧22的两个施力臂23之间，作为拨动件，将两施力臂23撑开以形成预压变形量。
[0021]机架10上对应于复位扭簧22的两只施力臂23设有定位块70，定位块70具有两个定位臂71，两个定位臂71构成在手动操作轴20处于复位状态时与两施力臂23的内侧均挡止配合的固定挡止件。
[0022]为了避免分合闸作用力过大损坏操作机构硬件，机架10上设有与操作摆臂的分合闸极限位置对应的合闸限位销91和分闸限位销92。为了避免分闸顶杆42上的复位小压簧43对手动操作轴20的复位产生影响，在手动操作轴20处于复位状态时，所述分闸挡板26与分闸顶杆42相互分离。
[0023]手动操作机构合闸时，通过对手动操作轴20施加顺时针转矩，手动操作机构手动操作轴20上的手动合闸销25顺时针传递转矩推动合闸半轴30上的合闸挡板31逆时针转动，进而带动合闸半轴30逆时针转动，通过储能保持凸轮组件50与合闸半轴30脱离，实现合闸。这一过程中，手动操作轴20顺时针转动过程中，随着手动操作轴20转动角度的增大，克服复位拉簧81和分合复位扭簧22的功随之增大，并对复位拉簧81和分合复位扭簧22储存能量。在储能过程中，复位拉簧81储能增大呈正弦曲线波形由小到大变化;复位扭簧22储能增大呈不过原点的直线线性由小到大变化。手动操作轴20在机构合闸到位时，由合闸限位销机械限位，防止损坏机构硬件。
[0024]当手动操作轴20施加转矩取消时，复位拉簧81和分合复位扭簧22释放自身储存的能量，并带动手动操作轴20逆时针转动回复到初始位置。复位拉簧81能量释放呈余弦曲线波形由大到小变化。在手动操作轴20复位接近到位前一段时，复位拉簧81做功近似为零;复位扭簧22释放能量呈不过原点的直线线性由大到小变化，在手动操作轴20复位接近到位时，复位扭簧22做功呈急停特性，瞬时由大骤减到零，能极大保证手动操作轴20复位到初始位置。
[0025]手动操作机构分闸时，对手动操作轴20施加逆时针转矩，手动操作轴20上的分闸挡板26逆时针传递转矩，推动分闸顶杆42克服自身重力和压缩复位小压簧43向上运动，进而再推动分闸小挡板41逆时针转动，通过合闸保持凸轮组件60与分闸半轴40脱离，实现分闸。这一过程中，手动操作分合闸操作轴逆时针转动过程中，随着手动操作分合闸操作轴转动角度的增大，需要克服复位拉簧81、分合复位扭簧22和复位小压簧43的功随之增大，使其对复位拉簧81、分合复位扭簧22和复位小压簧43储能。在储能过程中，复位拉簧81储能增大呈正弦曲线波形由小到大变化;复位扭簧22和复位小压簧43储能增大呈不过原点的直线线性由小到大变化。手动操作轴20在机构分闸到位时，由分闸限位销机械限位，防止损坏机构硬件。
[0026]当手动操作轴20施加转矩取消时，复位拉簧81、分合复位扭簧22和复位小压簧43释放自身储存的能量，并带动手动操作轴20顺时针运动到初始位置。复位拉簧81能量释放呈正弦曲线波形由大到小变化。在手动操作轴20复位接近到位前一段时，复位拉簧81做功近似为零;复位扭簧22释放能量呈不过原点的直线线性由大到小变化，在手动操作轴20复位接近到位时，复位扭簧22做功呈急停特性，瞬时由大骤减到零，能极大保证手动操作轴20复位到初始位置；由于分闸顶杆42和分闸挡板26之间有一小段间隙，复位小压簧43释放自身的能量呈不过原点的直线线性由大到小变化，在手动操作轴20复位接近到位前一段时，已减小到零。
[0027]本发明中的弹簧操作机构在实现手动操作机构合闸或分闸时，能够在有效抵御操作外力过大、过猛对机构自身硬件造成损害的前提下，能保证操作手柄每一次操作后手动操作轴都能够复位到初始位置，保证机构处于良好的工作状态。本发明中的弹簧操作机构用于户外真空断路器、柱上开关和开关操作时，对复位拉簧和复位扭簧各自丝径选取较粗，能有效减缓对手动操作轴施加转矩很大，操作过猛对其损坏，同时配合合闸限位销和分闸限位销机械限位保护。手动分合闸操作轴在顺时针或逆时针操作时，克服复位拉簧和复位扭簧的力较大，复位拉簧和复位扭簧在这一过程中储存能量较大。该装置用于户内真空断路器和开关操作时，能有效减小降低对手动操作轴转矩，同时选用复位拉簧和复位扭簧各自丝径较小，实现该装置操作的轻巧和灵敏。手动操作轴在顺时针或逆时针操作时，复位拉簧和分合扭簧的力很小，复位拉簧和分合扭簧在这一过程中储存能量相对较小。在手动操作轴施加转矩取消时，复位拉簧和复位扭簧释放自身的能量相对较小，在手动操作轴操作系统阻力很小情况下，实现手动操作轴回复到初始位置。
[0028]在上述实施例中，复位扭簧22的两个施力臂23的悬伸方向相同，而拨动件为拨杆24、固定挡止件具有两个定位臂71，在本发明的其他实施例中，复位扭簧22的两个施力臂23也可以成一定角度设置，也可以成180度设置，而拨动件也可以替换成由两个相互间隔的拨杆24部分形成的分体形式，固定挡止件也可以替换为一体的块状结构。
【主权项】
1.一种弹簧操作机构，包括机架、转动装配在机架上的手动操作轴，其特征在于:所述手动操作轴上同轴设有复位扭簧，手动操作轴上还固定有夹设在复位扭簧的两个施力臂之间的拨动件，所述拨动件将两施力臂撑开以形成预压变形量，所述机架上设有在手动操作轴处于复位状态时与两施力臂的内侧均挡止配合的固定挡止件。2.根据权利要求1所述的一种弹簧操作机构，其特征在于:所述复位扭簧具有两个同向悬伸的施力臂，所述拨动件为固定在手动操作轴上的拨杆。3.根据权利要求2所述的一种弹簧操作机构，其特征在于:所述固定挡止件为固定在机架上的定位块，所述定位块具有两个定位臂，两个定位臂分别与两施力臂的内侧挡止配合。4.根据权利要求2或3所述的一种弹簧操作机构，其特征在于:所述弹簧操作机构还包括复位拉簧，在手动操作轴处于复位状态时，所述施力臂位于复位拉簧的轴向的一侧。5.根据权利要求1或2或3所述的一种弹簧操作机构，其特征在于:所述手动操作轴上固定有操作摆臂，所述机架上设有与操作摆臂的分合闸极限位置对应的限位件。6.根据权利要求5所述的一种弹簧操作机构，其特征在于:所述限位件为挡销。7.根据权利要求1或2或3所述的一种弹簧操作机构，其特征在于:所述手动操作轴通过轴承转动装配在机架上。8.根据权利要求7所述的一种弹簧操作机构，其特征在于:所述轴承为凸缘深沟球轴承或凸缘滚针轴承。9.根据权利要求1或2或3所述的一种弹簧操作机构，其特征在于:所述手动操作轴上固定有与弹簧操作机构的分闸顶杆对应的分闸挡板，在手动操作轴处于复位状态时，所述分闸挡板与分闸顶杆相互分离。
【文档编号】H01H33/666GK106098468SQ201610526129
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年7月6日
【发明人】袁平定, 张娜, 方春阳, 张艳婷, 王杨阳, 穆贝贝, 李晓虎, 吴海航, 贾克元, 葛亚龙, 唐学芳, 李召森
【申请人】许继电气股份有限公司, 许继集团有限公司, 国家电网公司