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技术交流

低压开 关柜的柜体结构和工艺特点

摘  要:本文着 重介绍了低压开关柜的几种柜体结构和其加上工艺特点,以引起人们在制造、安装和 选材方面的注意,从而提 高产品的质量和精度。

关键词:结构形式;连接方式;构件取材;工艺特点

一、引言

柜体结 构是低压开关柜组合基础,因此柜 体制造工艺就成了基础的基础。作为柜 体它既要满足各电器单元的组合功能条件(如型式的统一,组合的标准,功能的分配等),还要满 足柜体的固有要求(如坚固可靠、整齐美观、调整容易等)。由于柜 体结构要求不一,以及制 造单位加工手段不一,它们的 制造工艺就不能强求完全一致。但制造 中也存在带普遍意义的较关键的工艺特点,现将这 些特点结合柜体结构选择作些简要介绍。

二、柜体结构和工艺特点

对于柜 体结构及其工艺大致可以从:结构形式、连接方式、构件取 材等方面加以区分。

1、从结构形式上分

(1)固定式:

能满足 各电器元件可靠地固定于柜体中确定的位置。柜体外 形一般为立方体,如屏式、箱式等,也有棱台体如台式等。这种柜有单列,也有排列。

为了保 证柜体形位尺寸,往往采 取各构件分步组合方式,一般是 先组成两片或左右两侧,然后再组成柜体,或先满足外形要求,再顺次 连接柜体内务支件。组成柜 体各棱边的零件长度必须正确(公差取负值),才能保 证各方面几何尺寸,从而保 证整体外形要求。对于柜体两侧面,固考虑排列需要,中间不能有隆起现象。

另外从安装角度考虑,底面不能有下陷现象。在排列安装中,地基平整是先决条件,但干整 度和柜体本身都有一定误差,在排列 中要尽量抵消横向差值,而不要造成差值积累,因为差 值积累将造成柜体变形,影响母 线联结及产生组件安装异位、应力集中,甚至影响电器寿命。故在排 列时宜用地基最高点为安装参考点,然后逐步垫正扩排,在底面 干整度较理想并可预测条件下,也可采 取由中间向两侧扩排方式,使积累差值均布。

为了易于调整,抵消公差积累,柜体宽 度公差都取负值。柜体的 各个构件结合体完成以后,视需要还应进行整形,以满足 各部分形位尺寸要求。对定型 或批量较大的柜体制造时应充分考虑用工装夹具,以保证 结构的正确统一,夹具的 基准面以取底面为妥,夹具中 的各定位块布置以工作取出方便为准,对于柜 体的外门等因易受运输和安装等影响,一般在 安装时进行统一调整。

(2)抽出式:

抽出式 是由固定的柜体和装有开关等主要电器元件的可移装置部分组成,可移部 分移换时要轻便,移入后定位要可靠,并且相 同类型和规格的抽屉能可靠互换,抽出式 中的柜体部分加工方法基本和固定式中柜体相似。但由于互换要求,柜体的精度必须提高,结构的 相关部分要有足够的调整量,至于可移装置部分,要既能移换,又要可 靠地承装主要元件,所以要 有较高的机械强度和较高的精度,其相关 部分还要有足够的调整量。

制造抽 屉式低压柜的工艺特点是:(1)固定和 可移两部分要有统一的参考基准;(2)相关部 分必须调整到最佳位置,调整时 应用专用的标准工装,包括标 准柜体和标准抽屉;(3)关键尺 寸的误差不能超差;(4)相同类 型和规格的抽屉互换性要可靠。

2、从连接方式上分

(1)焊接式:

它的优点是加工方便、坚固可靠;缺点是误差大、易变形、难调整、欠美观,而且工 件一般不能预镀。另外,对焊接 夹具有一定的要求:

①刚性好、不会受工件变形影响;

②外形尺 寸略大于工件名义尺寸,可抵消焊后收缩影响;

③平整、简易、方便操作,尽量减少可转动机构,避免卡损;

④为防止 焊蚀和易于检修调整,要选择好工件支持,支持还 要加置防焊蚀垫件。

工件焊 后变形现象是焊接时由于焊接处受热分子膨胀,挤压产生微观位移,冷却后 不能复位而产生的应力所致。为了克服变形影响,必须考虑整形工艺。整形的方法一般有:

①通过试 验预测工件变形范围,在焊接 前强迫工件向反方向变形,以期焊 后达到预定尺寸;

②焊后用过正方法矫正;

③击、压焊接 后相对收缩部分,而得到应力子衡;

④加热焊 接后相对松凸部分,达到与 焊接处同样收缩的目的;

⑤必要时 对构件进行整体热处理。

另外,焊接点选择、焊缝走向、焊接次序、点焊定 位对焊后变形现象都有一定的影响,如处理 得当可减少变形,但这要 视具体情况而定。

(2)紧固件连接:

它的优 点是适于工件预镀,易变化调节,易美化处理,零部件可标准化设计,并可预生产库存,构架外形尺寸误差小。缺点是不如焊接坚固,要求零部件的精度高,加工成本相对上升。紧固件 一般都为标准件,其种类 主要有常规的螺钉、螺母和铆钉、拉铆钉,以及预 紧而可微调的卡箍螺母和预紧的拉固螺母,还有自攻螺钉等。也有专用紧固螺钉(如国外 引进的低压柜大多用专用紧固螺钉)。

工艺特点:以夹具定形,工装定位,并视需 要配以压力垫圈;铆接一般要配钻,且预镀 件要防止镀层被破坏;对于用 精密的加工中心或专用设备加工的构件,如各连 接孔径与紧固件直径能保持微量间隙时,则可以 不用夹具进行装合,一次成形;对导向 及定位件的紧固,应以专 用量具先定位再以标准工装检测。

(3)焊接与紧固混合连接:

它可以 集中上面两种方法的优点,一般在 柜体的连接处采用电焊,可变或 可调部分则以紧固件连接。较大柜 体因焊接后镀覆有困难,表面多以涂漆处理,户外柜 体如以预镀材料为构件而又必须焊接时,则焊接 部分可用热喷镀金属来处理。

3、从构件取材分

(1)型材:

型材有 角钢槽钢也有特型钢管、特型槽钢。角钢槽 钢的构件多以焊接形式连接,加工中 对连接端必须吻合而少间隙,否则将 影响焊缝而增大变形量;对特型 钢管构件的连接则既可采用焊接形式,也可以紧固件连接,一般在 连接部分要配以专用联接件,联接件必须坚固正确,否则将影响柜体外形。选用统 一的特型钢管在统一面上布以统一间距(模数)的孔,配以统 一通用的联结件,按统一 模数组合成柜体,便于柜体设计,便于备 制构件和生产准备,但加工 孔量多而用的少,而且空 间利用受一定限制。

这种柜 体的制造工艺特点是:要保证 构件和联结件的通用性及其精度。柜的基 本结构往往由封板得以加强。这种柜 的构件除特型钢管外还以钢板制成的C形槽钢 或带筋矩形管来代替,C形槽钢宜于镀覆,带筋矩 形管因酸洗后酸液难除,镀覆后易翻锈,要酌情选用。

(2)板材构件(不指上述c形槽钢及带筋矩形管)

则完全 可以按需要定形,无预设成型条件限制。这类结 构设计工作量大,定型后变异少,结构主要处多用焊接,变异处 或需调处多以紧固件连接(如低压 控制箱和控制台等)。

由于板 材结构多用焊接、一次成形,需克服 板面因焊接而收缩或相对隆起的影响,故焊接点要间距均匀,焊缝要平整,焊后要整形,棱边要直,两侧中 间部分不得凸出于前后棱边,若中间有隔板时,应在处 理好两侧后再焊。
台式控 制柜最宜板材作构件,当多台排列时,台面应 在整体排列后再统一调整定位。

三、结束语

从以上分析可知,柜体结构的各种选择,既要按 开关设备的功能需要来决定,又要以 工艺条件作取舍,而工艺 水平的高低直接影响到柜体的结构设计和材料选择。

 

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