分接开关及其配备的电动机构机械限位装置
阅读说明：本技术 分接开关及其配备的电动机构机械限位装置 (Tapping switch and electric mechanism mechanical limiting device equipped with same ) 是由 叶为民 章宏仁 叶韩超 陈宣 于 2021-08-13 设计创作，主要内容包括：本发明的分接开关包括电动机构；电动机构包括机械限位装置；机械限位装置包括止动针组件和凸轮组件；止动针组件包括止动针；止动针的内端插入主轴箱上的导向孔中形成滑动副,外端设有滚动件；在导向孔内,止动针上套设有用于复位的压缩弹簧；在主轴箱内,主轴上设有用于和止动针配合的限位凹轮；凸轮组件包括凸轮轴,凸轮轴与轴承座配合形成回转副,凸轮轴的两端分别设有凸轮和A传动件；凸轮与止动针传动配合,A传动件与和档位盘联动的B传动件传动配合,在档位盘转动到始末档后,凸轮将止动针推进至与限位凹轮配合形成限位,阻止主轴旋转,从而避免电动分接变换出现超越始末档的操作。对应的,本发明还提供了一种电动机构机械限位装置。(The tap changer of the invention comprises an electric mechanism; the electric mechanism comprises a mechanical limiting device; the mechanical limiting device comprises a stop needle assembly and a cam assembly; the stop needle assembly comprises a stop needle; the inner end of the stop pin is inserted into a guide hole on the spindle box to form a sliding pair, and the outer end of the stop pin is provided with a rolling piece; in the guide hole, a compression spring for resetting is sleeved on the stop needle; in the spindle box, a main shaft is provided with a limit concave wheel matched with the stop pin; the cam component comprises a cam shaft, the cam shaft is matched with the bearing block to form a rotary pair, and a cam and a driving medium A are respectively arranged at two ends of the cam shaft; the cam is in transmission fit with the stop pin, the transmission part A is in transmission fit with the transmission part B linked with the gear disc, and after the gear disc rotates to the first gear and the last gear, the cam pushes the stop pin to be matched with the limiting concave wheel to form limiting, so that the main shaft is prevented from rotating, and the phenomenon that the electric tapping transformation exceeds the first gear and the last gear is avoided. Correspondingly, the invention also provides a mechanical limiting device of the electric mechanism.)
技术领域
本发明涉及分接开关技术领域，具体涉及分接开关及其配备的电动机构机械限位装置。
背景技术
变压器调压是通过分接开关调接变压器一侧线圈(一般为高压线圈)的分接头来改变线圈的匝数，达到改变输出电压的目的。电动机构是控制分接开关调节电力变压器绕组分接位置而改变输出电压的装置。在电动机构带动分接开关逐级换挡过程中，为了运行安全，一般在电动机构中会有极限档位限位装置，以确保分接开关不超出极限档位(即始末档)。现有使用的电动机构中除了有电子限位保护装置，还要加装机械限位保护装置来确保运行的安全性。目前电动机构中的机械保护装置中一般采用杠杆拨动止动针从而限制输出主轴旋转，达到限制极限档位位置。中国专利CN200710070035.2公开了一种分接开关电动机构的机械限位装置，其由齿轮传动、拔杆拔动和推杆插入部分连接成的整体组成，齿轮传动部分由带有上、下极限销钉的分度盘与斜齿轮一同轴上的拔导齿啮合，斜齿轮一与输出轴上斜齿轮二啮合构成，推杆插入部分由带有复位弹簧、推盘的推杆与连接在限位座上的限位凹轮、压板配合构成，并且限位凹轮连接在输出轴上，拔杆拔动部分由分度盘上的上、下极限销钉与拔杆一、推盘，拔杆一、拔杆二、推盘配合构成。该机械限位装置在电动机构电气限位发生故障时能卡住输出轴使其不能转动，避免电动分接变换出现超越极限档位的操作；但是这种装置结构复杂，关联的零部件较多，安装后现场调节麻烦。
发明内容
本发明的目的在于提供一种配备有电动机构机械限位装置的分接开关用以克服现有技术中存在的上述的问题。本发明的分接开关使用寿命长，其配备的电动机构机械限位装置关联的零部件少，简化了结构，装配方便，而且制造成本低，易于实施，通过止动针组件和凸轮组件相互配合，在档位盘转动到始末档时，可以达到机械限位的作用。对应的，本发明还提供了一种电动机构机械限位装置。
对于分接开关而言，本发明的技术方案为：分接开关，包括电动机构；所述电动机构包括机械限位装置；所述机械限位装置包括止动针组件和凸轮组件；所述止动针组件包括止动针；所述止动针的内端插入主轴箱上的导向孔中形成滑动副，外端设有滚动件；在所述导向孔内，所述止动针上套设有用于复位的压缩弹簧；在所述主轴箱内，主轴上设有用于和止动针配合的限位凹轮；所述凸轮组件包括凸轮轴，凸轮轴通过轴承与固定设置的轴承座配合形成回转副，凸轮轴的两端分别设有凸轮和A传动件；所述凸轮与所述滚动件传动配合，所述A传动件与和档位盘联动的B传动件传动配合，在档位盘转动到始末档后，凸轮将止动针推进至与限位凹轮配合形成限位。
与现有技术相比，本申请的分接开关所配备的机械限位装置由止动针组件和凸轮组件组成，通过两者相互配合，在档位盘转动到始末档后，凸轮将止动针推进至与限位凹轮配合形成限位，从而阻止主轴的旋转，避免电动分接变换出现超越始末档的操作而造成分接开关的损坏，提高了分接开关的使用寿命；整个机械限位装置关联零部件较少，简化了结构，装配方便、可靠性高、故障率低，而且制造成本低，易于实施。此外，本发明中，止动针的端部设有与凸轮相配合的滚动件，可以防止止动针在推动过程中被卡死，而且止动针上套设有压缩弹簧，在止动针复位时，可以利用弹簧力顺利回位，结构设计合理，可靠性高。
作为优化，所述凸轮包括A凸轮片和B凸轮片，所述A凸轮片和B凸轮片相对凸轮轴可以调节角度；所述A凸轮片和B凸轮片分别在分接开关处于初始档和末档时将止动针推进至与限位凹轮配合形成限位。凸轮采用两片凸轮片的结构，方便现场安装时的微调，从而可以有效减少装配误差；此外，两片凸轮片可以组成任意角度，从而可以应用到不同标准的分接开关电动机构中，通用性高。
作为优化，所述凸轮轴上设有凸轮座，所述凸轮可以通过凸轮座固定于凸轮轴上。此时，凸轮与凸轮轴的连接较为牢固，从而使得在凸轮轴旋转过程中，凸轮能够稳定于凸轮轴上，确保在工作过程中凸轮能够精确、可靠地触碰滚动件的表面。进一步的，所述凸轮轴与凸轮座可以通过平键连接。平键连接实现了凸轮轴与凸轮座之间的可拆卸联结，用以传递转矩和运动；此时，结构简单，拆装方便。
作为优化，所述滚动件为滚动轴承。滚动轴承摩擦阻力小，使得凸轮推动止动针时更加省力，而且滚动轴承易于采购，装配简单，方便后期出现损坏时的维修更换。进一步的，所述止动针与所述滚动轴承可以通过铆接连接固定。铆接连接具有变形小、强度高等优点，从而使得在工作过程中，滚动轴承不易松动。
作为优化，所述A传动件和B传动件均为锥齿轮，所述A传动件和B传动件啮合。锥齿轮传动具有效率高、传动比稳定等优点，在本发明中，通过两个锥齿轮实现档位盘和凸轮之间的传动，其工作可靠性高，使用寿命长。
作为优化，所述止动针上设有阶梯，所述阶梯位于导向孔内；所述压缩弹簧位于阶梯的内侧；所述主轴箱上对应设有固定压板，用于挡住阶梯，防止止动针复位时掉落。从而，可以防止出现在止动针复位的过程中，由于压缩弹簧弹力过大而造成止动针弹出掉落的现象。
对于机械限位装置而言，本发明的技术方案为：电动机构机械限位装置，包括止动针组件和凸轮组件；所述止动针组件包括止动针；所述止动针的其中一端设有用于复位的压缩弹簧，另一端设有滚动件；所述凸轮组件包括凸轮轴，凸轮轴通过轴承与轴承座配合形成回转副，凸轮轴的两端分别设有凸轮和A传动件；所述轴承座的底部设有用于固定的安装孔；所述凸轮与所述滚动件传动配合，所述A传动件用于和与档位盘联动的B传动件传动配合。
与现有技术相比，本申请的电动机构机械限位装置由止动针组件和凸轮组件组成，关联零部件较少，装配方便、可靠性高、故障率低，而且制造成本低，易于实施；将其应用于分接开关中，通过凸轮组件和止动针组件的相互配合，可以起到机械限位的作用，当档位盘从其他档位位置旋转到初始档位置或末档位置的时候，不能再继续向同一个方向运动，从而可以避免电动分接变换出现超越始末档的操作而造成分接开关的损坏。
作为优化，所述凸轮包括A凸轮片和B凸轮片，所述A凸轮片和B凸轮片相对凸轮轴可以调节角度。凸轮采用两片凸轮片的结构，方便现场安装时的微调，从而可以有效减少装配误差；此外，两片凸轮片可以组成任意角度，从而可以应用到不同标准的分接开关电动机构中，通用性高。
附图说明
图1是本发明的电动机构机械限位装置的结构示意图；
图2是图1中的电动机构机械限位装置的右视图；
图3是图2中的电动机构机械限位装置的A向剖视图；
图4是图3中的C圆部分的放大示意图；
图5是本发明中的凸轮组件的结构示意图；
图6是图5中的凸轮组件的B向剖视图；
图7是本发明的分接开关中的电动机构的结构示意图。
附图中的标记为：1-止动针组件，101-止动针、1011-阶梯，102-滚动件，103-压缩弹簧，104-固定压板；2-凸轮组件，201-凸轮轴，202-凸轮、2021-A凸轮片、2022-B凸轮片，203-A传动件，204-轴承座，205-轴承，206-凸轮座；3-主轴箱；4-限位凹轮；5-主轴；6-档位盘；7-B传动件。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
参见图1至图7，本发明的分接开关，包括电动机构；所述电动机构包括机械限位装置；所述机械限位装置包括止动针组件1和凸轮组件2；所述止动针组件1包括止动针101；所述止动针101的内端插入主轴箱3上的导向孔中形成滑动副；在所述导向孔内，所述止动针101上套设有用于复位的压缩弹簧103，外端设有滚动件102；在所述主轴箱3内，主轴5上设有用于和止动针101配合的限位凹轮4；所述凸轮组件2包括凸轮轴201，凸轮轴201通过轴承205与固定设置的轴承座204配合形成回转副(轴承座204的底部设有用于安装固定的安装孔，可使用螺钉穿过安装孔，将轴承座204固定于工作台面上；在轴承座204上设有一通孔，在通孔的两端分别嵌入有一个轴承205，凸轮轴201穿过2个轴承205并固定于轴承座204上)，凸轮轴201的两端分别设有凸轮202和A传动件203；所述凸轮202与所述滚动件102传动配合，所述A传动件203与和档位盘6联动的B传动件7传动配合，在档位盘6转动到始末档后，凸轮202将止动针101推进至与限位凹轮4配合形成限位(限位凹轮4上设有一缺口，止动针101插入该缺口内形成限位)。
实施例：
本实施例中，所述凸轮202包括A凸轮片2021和B凸轮片2022，所述A凸轮片2021和B凸轮片2022相对凸轮轴201可以调节角度；所述A凸轮片2021和B凸轮片2022分别在分接开关处于初始档和末档时将止动针101推进至与限位凹轮4配合形成限位。凸轮202采用两片凸轮片的结构，方便现场安装时的微调，从而可以有效减少装配误差；此外，两片凸轮片可以组成任意角度，从而可以应用到不同标准的分接开关电动机构中，通用性高。
本实施例中，所述凸轮轴201上设有凸轮座206，所述凸轮202通过凸轮座206固定于凸轮轴201上。此时，凸轮202与凸轮轴201的连接较为牢固，从而使得在凸轮轴201旋转过程中，凸轮202能够稳定于凸轮轴201上，确保在工作过程中凸轮202能够精确、可靠地触碰滚动件102的表面。进一步的，所述凸轮轴201与凸轮座206通过平键连接。平键连接实现了凸轮轴201与凸轮座206之间的可拆卸联结，用以传递转矩和运动；此时，结构简单，拆装方便。进一步的，所述凸轮202通过螺钉固定于凸轮座206上。安装时，首先将A凸轮片2021和B凸轮片2022叠合在一起，并调整到所需要的角度，然后使用螺钉依次穿过A、B凸轮片以及凸轮座206上的固定孔并锁紧，同时打上定位销，将A、B凸轮片固定于凸轮座206上。
本实施例中，所述A传动件203和B传动件7均为锥齿轮，所述A传动件203和B传动件7啮合。锥齿轮传动具有效率高、传动比稳定等优点，在本发明中，通过两个锥齿轮实现档位盘6和凸轮202之间的传动，其工作可靠性高，使用寿命长。
本实施例中，参见图4，所述止动针101上设有阶梯1011，所述阶梯1011位于导向孔内；所述压缩弹簧103位于阶梯1011的内侧；所述主轴箱3上对应设有固定压板104(固定压板104可通过螺钉固定于主轴箱3上，连接简单、装配方便)，用于挡住阶梯1011，防止止动针101复位时掉落。从而，可以防止出现在止动针101复位的过程中，由于压缩弹簧103弹力过大而造成止动针101弹出掉落的现象。
本实施例中，所述滚动件102为滚动轴承。滚动轴承摩擦阻力小，使得凸轮推动止动针时更加省力，而且滚动轴承易于采购，装配简单，方便后期出现损坏时的维修更换。进一步的，所述止动针101与所述滚动轴承可以通过铆接连接固定。铆接连接具有变形小、强度高等优点，从而使得在工作过程中，滚动轴承不易松动。
工作原理：
档位盘6转动到初始档(末档)后，当档位盘6继续向同一个方向旋转时，与其联动的B传动件7与A传动件203啮合传动并带动凸轮轴201转动；凸轮轴201上的A凸轮片2021(B凸轮片2022)旋转并触碰到止动针101端部的滚动件102，推动止动针101向前移动，直到止动针101的内端被推进至限位凹轮4的缺口内，形成限位；此时，止动针101锁死主轴5，使其不能转动；反向转动档位盘6，在压缩弹簧103的作用力下，止动针101从限位凹轮4的缺口内退出，实现复位，主轴5继续正常工作。
参见图1至图6，本发明的电动机构机械限位装置，包括止动针组件1和凸轮组件2；所述止动针组件1包括止动针101；所述止动针101的其中一端套设有用于复位的压缩弹簧103，另一端设有滚动件102；所述凸轮组件2包括凸轮轴201，凸轮轴201通过轴承205与轴承座204配合形成回转副，凸轮轴201的两端分别设有凸轮202和A传动件203；所述轴承座204的底部设有用于固定的安装孔；所述凸轮202与所述滚动件102传动配合，所述A传动件203用于与和档位盘6联动的B传动件7传动配合；所述凸轮202包括A凸轮片2021和B凸轮片2022，所述A凸轮片2021和B凸轮片2022相对凸轮轴201可以调节角度。
将本发明中的电动机构机械限位装置安装于分接开关上时，将止动针101插入主轴箱3上的导向孔中形成滑动副，压缩弹簧103位于导向孔内；A传动件203与和档位盘6联动的B传动件7相连接；轴承座204固定于工作台面上。在档位盘6转动时，A凸轮片2021和B凸轮片2022分别在档位盘6处于初始档和末档时将止动针101推进至设于主轴箱3内的限位凹轮4内，与限位凹轮4配合形成限位，阻止主轴5的旋转。
上述对本申请中涉及的发明的一般性描述和对其具体实施方式的描述不应理解为是对该发明技术方案构成的限制。本领域所属技术人员根据本申请的公开，可以在不违背所涉及的发明构成要素的前提下，对上述一般性描述或/和具体实施方式(包括实施例)中的公开技术特征进行增加、减少或组合，形成属于本申请保护范围之内的其它的技术方案。
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