BFC系列充气柜三工位机构改造优化案例

1、一、问题描述我司自主研发的BFC系列充气柜的三工位机构根据最初结构方案下单生产并经实际试验后，发现存在一些结构上的不合理之处，为了能通过手动和电动的方式让三工位隔离开关能顺利进行合闸，隔离和接地三种操作，为了三工位机构拆装、检验、维修方便，也为了避免因部件之间的干涉而产生运作不畅顺，有必要结合实践的经验和设计者的思考来优化三工位机构的结构。 三工位机构最初方案图（左）和改良方案图（右）二、问题处理目标对三工位机构进行改良，改良后能顺利进行合闸、分闸、接地等操作，且拆装方便、运行顺畅。三、问题分析下面就各个改良点作出详细分析：1.旧方案的机构箱外壳采取的是板材焊接的方式，拆装的时候不方便，往往都

2、要整块焊接体卸掉才能接触到里面的部件，在拆装的过程中往往会在边角位置、不平整位置与其他部件产生干涉、卡壳的现象。而新方案的机构箱采取的是板材装配的方式（活装式），用螺栓螺母紧固连接，大大降低了拆装的难度，而且可以针对某个部位而拆卸该部位对应的板材就可以，不需要整个机构箱都拆卸。机构箱旧方案图（左）和机构箱新方案图（右）2.旧方案的连接杆装配采用的是联接杆两端分别和连臂和联接头装配，三者用螺栓轴向连接，联接杆较长，连臂和联接头较短，三者共同组成了连接杆的主要长度躯干。新方案的连接杆装配采用的是联接杆两端分别和连臂和联接头装配（活装式），中部有垂直于轴方向的螺栓联接，连臂较长，联接杆和联接头较短，

3、三者共同组成了连接杆的主要长度躯干。如连接杆在柜体中的位置图所示，新方案拆装连杆时比较方便，直接用扳手拆掉中部垂直于轴向的连接螺栓就可以，旧方案中要想拆卸联接杆，要先拆掉拐臂，比较麻烦。连接杆装配旧方案图（左）和连接杆装配新方案图（右）连接杆在柜体中的位置图3.旧方案中的指示板位于整个三工位机构的外部，指示板的孔是圆孔，新方案中指示板前有一块带有凹槽的面板，指示板的孔是圆少了下面一截的孔。改良之处在于凹槽能限制指示板的小手柄左右摇摆幅度太大而导致转轴II焊接体的轴与指示板的孔发生变形，从而产生错位连接现象，新指示板的孔形状也能很好地限制孔轴之间发生相对运动。指示板位置旧方案图（左）和指示板位置

4、新方案图（右）4.转轴II焊接体上连接两块回转板之间的轴，旧方案中该轴较长，长88mm，右边的回转板距离机构箱后板的距离是56mm；新方案中该轴较短，长58mm，右边的回转板距离机构箱后板的距离是66mm。要想拆卸那两条小轴就只能把它引到右边回转板与机构箱后板之间的距离空隙拆下或者整条转轴II焊接拆下。很明显，旧方案只能将整条转轴II拆下，而新方案可以把它引到右边回转板与机构箱后板之间的距离空隙拆下，因此新方案较容易拆卸。.转轴II焊接上连接两块回转板之间的轴位置图5.旧方案中限位板焊接用的是一般六角螺栓，新方案中限位板焊接用的是沉头螺栓，整项改进可以有效避免与辅助开关拐臂与拉杆发生干涉，从而

5、避免运作不畅。限位板焊接用的螺栓的新旧方案对比6.新方案比旧方案多了一个跟断路器互锁的微动开关，这样更加安全可靠。新方案比旧方案多了一个微动开关与断路器互锁7旧方案中跟微动开关接触的凸轮是一块整体，用一颗螺栓紧固，凸轮的孔是圆孔，在联动轴转动时较容易会与轴发生相对转动，从而二者发生错位；而新方案中凸轮是由几块较薄的凸轮重合紧贴于一体，凸轮的孔是圆少了下面一截的孔，在联动轴转动时不会与轴发生相对转动，所以他们的相对位置不会有太大改变，且新方案的重叠式凸轮比较容易拆卸。以下总结改良的各个细节：1. 机构箱变为活装式；2. 连接杆变为活装式；3. 指示板增添面板凹槽，限制其摇摆幅度过大，指示板的孔与

6、轴紧密联接，不产生相对转动；4. 转轴II焊接中两回转板间的小轴长度缩短，使其便于拆卸；5. 限位板一般六角螺栓变为沉头螺栓；6. 增添一个微动开关，可锁断路器；7. 跟微动开关接触的凸轮由一个整体变为重叠一体式，凸轮的孔与轴紧密联接，不产生相对转动。本三工位机构的机械联锁详细介绍：为了防止误操作真空断路器（VCB）、三工位隔离开关（ES-接点端、DS-隔离端）、CGIS的各开关装置相互之间设置有机械联锁和电气联锁。机械电气联锁基本内容：VCB处于合闸位置时，DS/ES不能操作；DS/ES在操作过程中，VCB不能合闸；DS（ES）在操作过程中，ES（DS）不能操作；DS（ES）处于合闸位置时，ES（DS）不能合闸；DS（ES）手动操作和电动操作互锁；进、出线柜一次电缆回路失压时，ES方可合闸。BFC采用全新的杆件联锁设计，真空断路器在合闸操作过程中或处于合闸位置时，三工位隔离开关闭锁，不能操作；三工位开关在操作过程中，真空断路器闭锁，不能合闸操作。BFC-40.5型三工位隔离开关采用槽轮机构，可电动、手动操作，操作力小，结构简单、安全可靠，指示明确。结合三工位隔离开关运动轨迹利用机构合闸过死点设计，保证三工位隔离开关处于合闸位置触头不会被动分离，提高运行的安全性。设计新颖三工位主轴刀闸介绍：主触头