轴环和安装该轴环的旋转轴制造技术

本实用新型专利技术涉及一种轴环和安装该轴环的旋转轴，用于安装在低压/中压开关设备中的旋转轴上，包括：第一轴环部件和第二轴环部件；所述第一轴环部件和第二轴环部件中的至少一个的外圆周表面或者侧表面上具有规则的结构化纹路；其中，所述第一轴环部件和所述第二轴环部件能够结合在一起形成为一个轴环，以固定在所述旋转轴上。根据本实用新型专利技术的轴环，表面上具有规则的结构化纹路，当将该轴环固定在旋转轴上时，可以在旋转轴外部形成不平坦结构，从而可以利用感应式传感器来测量旋转轴的旋转速度；并且，由于是分体式结构，因此可以方便地安装在旋转轴的任意适当位置处，而无需将旋转轴从安装环境拆下来，因此尤其适合于旋转角度受限并且安装空间非常有限的现有开关设备。受限并且安装空间非常有限的现有开关设备。受限并且安装空间非常有限的现有开关设备。

【技术实现步骤摘要】
轴环和安装该轴环的旋转轴


[0001]本公开通常涉及低压/中压开关设备
，更具体地，涉及一种轴环和安装有该轴环的旋转轴。

技术介绍

[0002]电能分配系统变电站中的低压/中压开关设备依赖于机电系统来建立和断开电气连接，例如，在发生短路时快速断开电网的连接，从而防止对电网基础设施和附近资产的损害。
[0003]即使在高负载电流和各种不同的负载和环境条件下，开关也必须是可靠和可重复的。开关的电气接触元件的啮合或分离必须相当快，以避免或减少在开关过程中接触点之间形成电弧，而且还要确保对短路情况的快速反应。
[0004]常用的确保开关触点的快速啮合/分离的机制取决于机械弹簧，它由齿轮电动机(甚至是手动)拉紧。当开关事件(打开或关闭)被触发时—例如手动或通过保护继电器—弹簧张力被释放并机械地转化为开关触点的快速运动。通常，实现这种转换的机制包括至少一个旋转轴，旋转轴由弹簧驱动，进而再驱动执行电力线的各个相位的实际开关运动的(通常是三个)执行器。
[0005]通常情况下，旋转轴在动作过程中不会进行完全地旋转，很常见的是，旋转角度被限制在大约90度，甚至低于90度。
[0006]测量和分析旋转轴在开关动作过程中的旋转速度(或随时间变化的准确角度)，可以对整个开关机构的健康状态提供有价值的意见。更重要的是，它可以定期验证开关设备是否能够在技术和/或法律要求的时间内完成电路的打开/关闭。因此，监测正常运行期间旋转轴的旋转速度是提供预防性维护服务的重要前提条件。
[0007]从测量和报告旋转轴的实际旋转特性的需求出发，需要一个合适的传感器来获取这些数据。
[0008]对这种传感器的要求可以总结为以下几点。
[0009]‑
足够高的时间分辨率(一个开关动作通常必须在300ms以内完成，即时间分辨率在ms范围内或更好)。
[0010]‑
对灰尘、污垢、极端温度等有很强的抵抗力。
[0011]‑
尺寸小，能够将传感器附接在现有产品上作为升级。
[0012]指示轴的角度和/或旋转的传感器通常被称为"旋转编码器"。最常用的旋转编码器类型是基于光学测量，即通常采用一个或几个光障来检测连接到轴上的有槽不透明圆盘的槽。这种编码器通常必须安装在轴的末端，这使得它们不适合改造旧设备，并且对灰尘相对敏感。
[0013]磁性编码器对大多数污垢不敏感，也相当常用，例如在伺服电机中。一些解决目标用例的现成解决方案是基于安装在轴端的磁铁和安装在离轴端一小段距离的固定2轴或 3轴磁性编码器(例如，基于磁阻效应)的组合。对于这种磁性编码器，将磁铁放在轴的中心可
能是一个问题，而且必须将两个编码器组件分别安装在轴端或靠近轴端，与轴线对齐，这使得该解决方案不适合在空间有限的情况下对现有设备进行改装。
[0014]电阻式和电容式旋转编码器也存在，但不太常见，也不适合对现有设备进行改装。

技术实现思路

[0015]在下文中给出关于本技术的简要概述，以便提供关于本技术的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本技术的穷举性概述。它并不是意图确定本技术的关键或重要部分，也不是意图限定本技术的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
[0016]有鉴于此，本技术提出了一种用于安装在低压/中压开关设备的旋转轴上的轴环和安装有该轴环的旋转轴。通过将根据本技术的轴环安装在低压/中压开关设备的旋转轴上，可以在旋转轴的表面上形成不平坦结构，从而可以利用感应式传感器来测量旋转轴的旋转速度。
[0017]根据本公开的一个方面，提供了一种轴环，用于安装在低压/中压开关设备中的旋转轴上，包括：第一轴环部件和第二轴环部件；所述第一轴环部件和第二轴环部件中的至少一个的外圆周表面或者侧表面上具有规则的结构化纹路；其中，所述第一轴环部件和所述第二轴环部件能够结合在一起形成为一个轴环，以固定在所述旋转轴上。
[0018]可选地，在上述方面的一个示例中，所述第一轴环部件和所述第二轴环部件之间通过螺丝固定在一起或者通过胶水粘合在一起。
[0019]根据本技术的轴环，表面上具有规则的结构化纹路，当将该轴环固定在旋转轴上时，可以在旋转轴外部形成不平坦结构，从而可以利用感应式传感器来测量旋转轴的旋转速度。并且，由于是分体式结构，因此可以方便地安装在旋转轴的任意适当位置处，而无需将旋转轴从安装环境拆下来，因此尤其适合于旋转角度受限并且安装空间非常有限的现有开关设备。
[0020]可选地，在上述方面的一个示例中，所述结构化纹路为以下形式中的任意一项：在所述轴环的外圆周表面上延所述轴环的轴向方向延伸的直纹、在所述轴环的外圆周表面上的网纹滚花、以及在所述轴环的侧表面上沿径向方向延伸的直纹。
[0021]可选地，在上述方面的一个示例中，所述结构化纹路通过滚花或者切割的加工方式而获得。
[0022]可选地，在上述方面的一个示例中，所述轴环的材料为导电材料或铁磁材料。
[0023]通过这样的方式，可以方便地在轴环的表面上形成规则的结构化纹路，并且制造成本较低。
[0024]根据本公开的另一方面，提供了一种低压/中压开关设备中的旋转轴，所述旋转轴上安装有如以上所述的轴环。
[0025]可选地，在上述方面的一个示例中，所述轴环安装在所述旋转轴上、靠近所述低压/ 中压开关设备上安装的感应式传感器的位置处，使得在旋转轴的旋转过程中所述轴环的外圆周表面或者侧表面上的结构化纹路能够经过所述感应式传感器的感应线圈。
[0026]通过这样的方式，可以采用感应式传感器来测量低压/中压开关设备中的旋转轴的旋转速度，进而对开关设备提供预防性维护。与现有技术中常用的光学编码器相比，本实
用新型的解决方案对污垢和灰尘的敏感性较低，与现有技术中的电阻式编码器解决方案相比，本技术的解决方案不会出现明显的磨损。
附图说明
[0027]参照下面结合附图对本技术实施例的说明，会更加容易地理解本技术的以上和其它目的、特点和优点。附图中的部件只是为了示出本技术的原理。在附图中，相同的或类似的技术特征或部件将采用相同或类似的附图标记来表示。附图中：
[0028]图1A为根据本技术的一个实施例的轴环的示意性结构图；
[0029]图1B是轴环安装在旋转轴上的示意图；
[0030]图2是根据本技术另一个实施例的轴环的示意图；
[0031]图3是根据本公开又一个实施例的轴环的示意图；
[0032]图4A是根据本公开又一个实施例的轴环的示意图；以及
[0033]图4B是轴环安装在旋转轴上的示意图。
[0034]其中，附图标记如下：
[0035]10、20：轴环
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100：旋转轴
[0036]102、202：第一轴环部件...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轴环(10、20)，用于安装在低压/中压开关设备中的旋转轴(100)上，其特征在于，包括：第一轴环部件(102、202)和第二轴环部件(104、204)；所述第一轴环部件(102、202)和第二轴环部件(104、204)中的至少一个的外圆周表面或者侧表面上具有规则的结构化纹路；其中，所述第一轴环部件(102、202)和所述第二轴环部件(104、204)能够结合在一起形成为一个轴环，以固定在所述旋转轴(100)上。2.如权利要求1所述的轴环(10、20)，其特征在于，所述第一轴环部件(102、202)和所述第二轴环部件(104、204)之间通过螺丝固定在一起或者通过胶水粘合在一起。3.如权利要求1所述的轴环(10、20)，其特征在于，所述结构化纹路为以下形式中的任意一项：在所述轴环的外圆周表面上延所述轴环的轴向方向(X)延伸的直纹、在所述轴环的外圆周表面上的网纹滚花、以及在所述轴环...

【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：西门子中国有限公司，
类型：新型
国别省市：