摘 要：一种磁脱扣测试机，用于检测低压断路器磁脱扣性能的设备，该测试机已在低压断路器生产

线上有应用，依靠测试机机械动作和测试电路协调配合实现对断路器磁脱扣性能的全自动测试。

对于断路器其他性能的测试工作，该设备也有借鉴意义。

0 引言

低压断路器（以下简称断路器）又称为自动空气开关，可用来接通和分断负载电路，断路器具有多种保护功能(短路、过载、欠电压保护等)，因此断路器需具备多种性能如磁脱扣性能、热脱扣性能、欠电压保护等。为保证断路器的磁脱扣性能，在生产断路器过程中，生产线上需要设置磁脱扣测试工位来检验每个断路器的磁脱扣性能。断路器在生产线上被连续生产，因此也需要进行连续自动测试，磁脱扣测试机能够对每一个短路器进行自动测试。

1 工况分析

低压断路器的形式如图1 所示，由于型号的不同断路器除了图示的四连件形式外还有单连件、双连件和三连件形式。

A1 断路器机体 A2 接线孔 A3 拧紧孔 A4 手柄

图1 低压断路器

断路器按生产工艺顺序在生产线上以流水作业的方式经过装配、测试、检验最终生产出合格的产品，其中包括磁脱扣性能测试。断路器的测试通过测试机的动作和测试电路的检测共同作用完成测试。

首先测试电路电极与断路器的两侧接线孔A2 连接，搬动手柄A 4 断路器合闸形成测试回路，测试电路提供模拟电压和电流使断路器产生磁脱扣，手柄会自动驳回测试回路断开，检测仪在此过程中检测磁脱扣性能。需要连续几次测试，每轮测试完毕要再次搬动手柄合闸形成测试回路，测试全部达标才能确定断路器磁脱扣性能最终合格。

2 测试机结构描述

该磁脱扣测试机主要以气动机构为主，通过气压阀控制每个气缸动作，完成每个测试过程。（机械结构如图2 所示，气路图如图4 所示。磁脱扣测试机与断路器生产线的输送链B3 衔

接，即输送链处于测试机中间位置并穿过测试机，输送链与测试机上下左右位置固定。输送链的下部设有断路器阻挡气缸B17，阻挡气缸上安装有阻挡块可以阻挡和放行输送链上的断路器。在阻挡气缸旁边并位于输送链下方有提升气缸B1，提升气缸上装有提升座B2可以提升起断路器。输送链的两侧各设有4个导电极B4，导电极并排放置与平移座B7上的导杆B8相连接，平移座通过导轨水平移动可带动导电极移动；导电极之间留有缝隙保持相互绝缘，导电极通过绝缘板B5与导杆等机构也实现绝缘，保证测试电路在进行测试时不放电。平移板上有下压气缸B11，气缸的端部安装了下压块B6，下压块下压，导电极可沿导杆B8向下发生位移，下压块收回时由于导杆上部有伸缩弹簧B10 可将电极提升返回原位。以上机构对称布置在输送链两侧。

A 断路器 B1 提升气缸 B2 提升座 B3 输送链 B4 导电极 B5 绝缘板 B6 下压块 B7 平移座 B8 导杆 B9 平移气缸 B10 伸缩弹簧 B11 下压气缸 B12 阻力杆 B13 阻力弹簧 B14 拨叉 B15 对中弹簧 B16 推拉气缸 B17 阻挡气缸

图2 磁脱扣测试机机械结构图

在测试机上端正对输送链上方安装有阻力杆B12，其上端有阻力弹簧B13，断路器被提升起来后，可以产生对断路器的下压力。安装阻力杆和阻力弹簧的绝缘块设计能够对提升起的断路器实现定位，即断路器凸出部分与绝缘块中间开口相吻合。拨叉B14 与推拉气缸B16 连接可以拨动断路器上端的手柄，拨叉受对中弹簧B15 的作用，起始位可保持在左右对中位置。

3 测试机工作描述及分析

磁脱扣测试机的工作顺序如下：（参见图2、图3、图4）成批来料(断路器)—测试机阻挡气缸挡料—提升气缸提升—下压气缸使电极下压—平移气缸使电极平移—下压气缸收回—测试电路测试—拨叉拨动手柄—测试电路测试完毕—下压气缸使电极下压—平移气缸使电极收回—下压气缸收回—提升气缸收回—阻挡气缸收回—测试机成批放料—阻挡气缸提升

1 两位换向阀 2 阻挡气缸 3 提升气缸 4 三位换向阀

5 平移气缸 6 下压气缸 7 推拉气缸

图4 磁脱扣测试机气路原理图

断路器A 在输送链上被依次输送，测试机前道工序的设备将断路器成批发送，使其沿输送链输送到测试机（输送链的特殊结构保证断路器以图示形式被输送而不会倾倒或左右偏移）。测试机来料时阻挡气缸B17 处于伸出位置即阻挡气缸上的阻挡块处于提升位置，断路器被阻挡停止，同时提升座B2的两侧边高出输送链上平面对移动的断路器起导向功能，即断路器停止后被初定位。设备旁边有来料传感器发出来料信号后控制提升气缸B1 的气压阀动作，气缸推动提升座B2将断路器提起，断路器凸出部分定位到安装阻力杆B12 的绝缘块开口处，完成了测试前期的定位；此时阻力杆B12 在断路器被提起过程中插到了断路器的拧紧孔A3内，阻力杆受提升气缸推力而缩回一段距离，阻力弹簧B13 被迫收缩，因此阻力杆产生了一个向下对断路器的反作用

4 结论

在进行机械产品设计时，过去的设计经验和设计实例都被大量的参考和重利用，CBR 技术和设计知识库技术相结合是解决这些缺乏数学模型描述的设计问题的有效方法。本文综合了CBR技术，参数化技术，知识库技术和工程图调整技术，提出了一种利用基于实例推理和知识库辅助设计相结合的机械产品快速设计方法，论述了系统实现的关键技术，并结合企业需求开发了门式起重机快速设计系统，实践证明该方法可以大大提高设计效率和质量。

力，同时阻力杆对断路器提升过程中也起导向定位作用。断路器提升到位后提升气缸的到位开关发出到位信号，控制下压气缸B11 的气压阀动作，气缸推动下压块B6 向下推动导电极B4 沿导杆B8 下移（每次下移尺寸为定长），使电极头部与断路器两侧的接线孔A2相对。电极被下压到位后，下压气缸的到位开关发出到位信号，控制平移气缸B9的气压阀开始动作，推动平移座B7向断路器平移，并带动导电极平移直至电极头充分插入到断路器两侧的接线孔为止（此平移距离也为定长，因提升座两侧板与断路器接线孔对应位置也有开孔所以电极可以插入接线孔，提升座两侧板为绝缘板）。电极头插入接线孔后平移气缸的到位开关发出

到位信号，下压气缸的气压阀再次动作，下压气缸带动下压块收回，下压力消除后导电极受伸缩弹簧B10的作用提升，使电极头与接线孔上边缘受力，又由于前面介绍阻力杆的反作用力，其作用在断路器接线孔上方的拧紧孔上，电极头与阻力杆的力相互作用最终使电极头与接线孔上边缘力接触，这样可以保证测试电路导电良好；由于每个电极是相互独立的，根据断路器型号，来料形式可能是1 个四连件/四个单连件/2个双连件/1个三连件中的某一种形式而且各孔之间有高度偏差，因此每个电极可分别与各自的接线孔受力，此种设计能保证每个电极接触良好。测试电路开始对断路器进行测试，测试过程中拨叉B14 会根据测试要求左右反复几次搬动断路器的手柄，拨动靠三位换向阀控制推拉气缸B16 反复推拉动作实现，测试结束后换向阀动到中位使气缸处于泄气状态，拨叉受对中弹簧B15 的作用停在中位。测试结束发出结束信号，下压气缸的气压阀再次动作，气缸带动下压块推动导电极，使电极头脱

离与断路器接线孔上边缘的力接触；平移气缸拉动平移座使导电极抽出接线孔；紧接着提升气缸带提升座下落，断路器随之落到输送链上；输送链处于运动状态，当阻挡气缸B17 带阻挡块下落后，断路器就被测试机放行，阻挡气缸B17 带阻挡块再次提起，测试机开始执行下一批断路器的测试工作。

该测试机主要采用气动机构实现，其模块化设计使得结构简单，易于加工制造，设备便于装调试和维护，在实际工程中应用效果较好。

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