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多功能组合开关机械闭锁装置的改进分析
多功能组合开关机械闭锁装置的改进分析
【作者/来自】网站管理员 【发表时间】2007-9-21 【点击次数】1921

摘要:介绍了改进前后的QJZ—4×315/1140多功能组合开关的机械闭锁装置,并指出了原设计开关的机械闭锁装置所存在的问题及其根源所在,对两者的优缺点进行了对比分析。 关键词:机械闭锁;换向;多功能组合开关 中图分类号:TM564 文献标识码:B 1 概述 QJZ—4×315/1140多功能组合开关是我厂在九十年代中期开发的一种矿用隔爆兼本质安全型多功能真空组合电磁起动器(以下简称开关),可对四台三相交流感应电动机或两台交流双绕组双速电动机的起动、停止、反转及双速切换进行控制并保护。该开关容量大,相对体积小,投放市场以来受到了煤矿用户特别是大中型煤矿用户的普遍欢迎,但同时也提出了一些问题。针对这些问题,我们做了很大的改进。在电气系统上改为PLC控制,简化了系统,提高了电气系统的可靠性,在结构上主要改进了其机械连锁装置,使开关的整体性能及可靠性都得到了很大的提高,下面就对这一改进做一下对比分析。

2 现状分析 原开关设计为长方体,有三个独立的隔爆腔组成,右侧为进线接线腔,左侧为出线接线腔,中间为主腔。其前门采用准快开门结构,在前门上方外壳的前部面板上安装有机械连锁横杆,如图1所示。此时转动任意一台换向开关操作手柄1可使换向开关换向,换向后螺钉3顶在挡块2,使连锁横杆无法上移,铰轴及前门都无法上移,从而无法开启前门(图中未画出,前门与连锁横杆4的连接是靠两块小扣板浮动连接的,合上前门时,二者处于连接状态;开启前门后,两者处于分离状态)。当所有换向开关都处于零位时,连锁横杆可以上移,因此可以开启前门,前门开启时先上移带动连锁横杆4上移,然后绕H—H轴旋转。因为前门铰轴7上部加工成曲轴形状,如B—B视图所示,当前门铰轴7绕H—H轴旋转时,曲轴推动连锁横杆4右移,其上的水平槽刚好卡在固定杆6上,此时操作手把1无法转动,换向开关也就无法换向,从而实现了前门的开启与换向开关的换向之间的机械闭锁。同时,也实现了四台换向开关之间的连锁。

图1 原设计开关的机械闭锁装置

在实际使用当中,;连锁横杆4上的水平槽有时不能卡在固定杆6上,致使该装置不能实现前门的开启与换向开关的换向之间的机械闭锁,分析其原因主要有以下几个方面:1.由于空间所限,连锁横杆4上的水平槽太短,很小的外力就可使其滑下;2.由于受前门铰轴7的直径所限其曲轴中心与铰轴中心的偏移无法加大,因而当铰轴旋转时,曲轴也就无法将连锁横杆4推动很大的位移,因而即使将连锁横杆4上的水平槽加长也无作用;3.前门开启后,连锁横杆4的中间没有支撑,刚度降低,再加上它与固定杆6的间隙过大,如A—A视图所示,造成其上部右倾,使连锁横杆4很容易从固定杆6上滑下。由于这几方面的原因,使该装置失去了作用,因而需要加以改进。 3 改进后的机构分析 改进后的开关仍为长方体,壳体外形及结构与原开关基本一样,其机械闭锁装置如图2所示。此时转动任意一台换向开关的操作手柄1可使换向开关换向,换向后,操作柄1的圆柱座刚好卡在闭锁块2的圆槽内,使连锁横杆3无法左右移动,固定在其上的上限位块7与固定在前门上的下限位块8处于同一个垂直面上,因此前门9无法向上移动,从而无法开启;当所有换向开关都处于零位时,由于其操作手柄1的圆柱座下方铣成一个平面,因而转动齿轮5时,通过齿轮5与齿条4的啮合可以使连锁横杆3右移,带动固定在其上的闭锁块2右移,使闭锁块2的圆槽离开换向开关操作手柄1的中心垂直面,由于此时操作手柄1的圆柱座下平面与闭锁块2的上平面之间的间隙很小,因而换向开关的操作手柄1无法转动,换向开关也就无法换向。同时,由于连锁横杆3的右移,带动固定在其上的上限位块7右移,使上、下限位块不在同一个垂直面上,因此前门9可以向上移动而开启。这样就实现了换向开关与前门的机械闭锁。同时,也实现了四台换向开关之间的连锁。 改进后开关的机械闭锁装置从根本上解决了原设计开关的机械闭锁装置所存在的几个问题:1.改进后,连锁横杆3始终在支座6的上面左右移动而无上下位移,其左右位移的大小取决于齿轮5的转动角度的大小,因而不存在原设计开关的机械闭锁装置的第1、2两问题;2.在开关外壳的前部面板上处于连锁横杆3的下方在四个支座,它们分别处于换向开关操作手柄1的中心垂直面上,即连锁横杆3的受力点下方,使连锁横杆3在受力后不会变形,从而解决了原设计开关的机械闭锁装置的第3个问题;3.改进后开关的机械闭锁装置不仅解决了原设计开关的机械闭锁装置所存在的几个问题,同时其外形更紧凑,重量更轻。

4 结束语 机械闭锁装置是开关的一个重要组成部分,其性能的好坏直接影响到开关的整体性能。通过以上分析可看出,改进后的机械闭锁装置其性能明显优于原设计的机械闭锁装置,使开关的整体性能得到了很大的提高。同时,在电气系统上也作了很大的改进,再加上在结构上的其他改进,因而使本开关上升到了一个新的台阶。

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