隔爆型零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析
所謂零件的“結(jié)構(gòu)工藝性”,就是零件的結(jié)構(gòu)在機械加工和組裝設(shè)備時的可行性。不合理的零件結(jié)構(gòu),不僅不容易進行機械加工,而且在組裝設(shè)備時也會發(fā)生困難。顯然,對它的分析是很重要的。
1.分析方法:熟悉和掌握隔爆型零件的施工圖樣和裝配關(guān)系
通常情況下,零件圖樣是設(shè)計人員從已設(shè)計的(總)裝配圖樣中拆分繪制的。盡管如此,在分析零件結(jié)構(gòu)工藝性時,工藝人員還是應(yīng)該首先熟悉、分析和掌握零件在裝配圖中的結(jié)構(gòu)和位置及與相鄰零件的關(guān)系,然后根據(jù)加工設(shè)備的加工能力和操作人員的操作水平提出加工工藝方案或零件結(jié)構(gòu)改進方案。
(1)零件圖
在結(jié)構(gòu)工藝性分析時,人們必須認真審視它的結(jié)構(gòu)并掌握零件圖樣上標志的基本內(nèi)容和主要要求:
?、倭慵牟馁|(zhì),例如鋼板(Q235A)、鑄鐵(HT250)、鑄鋁(ZLl04)、黃銅(H62)、塑料(ABS)等。
②零件圖上的技術(shù)要求,例如,未注公差尺寸的極限偏差按GB/T 1804-m;對于鑄件和焊接件,精加工后進行水壓試驗(例如,試驗壓力為1.5MPa,歷時10—12s);對于鑄件,未注鑄造圓角不大于R3;清除飛邊毛刺;理),注意保護隔爆面,如此等等。
?、蹐D樣上隔爆面的標注,例如接合面寬度的公稱尺寸及公差、(尤其是線性尺寸大的平面)。
?、軋D樣上規(guī)定的設(shè)計基準及其他尺寸。
(2)裝配圖
裝配圖(包括組件裝配圖和部件裝配圖),是組成設(shè)備的各個零部件的關(guān)系總成圖;不合理的零件結(jié)構(gòu)是無法與其他零件配合組裝成設(shè)備(組件或部件)的。因此,工藝人員在熟悉零件圖樣時除掌握上述那些主要要求外,還必須結(jié)合裝配圖,分析零件在裝配中的位置和與其他零部件的相互配合關(guān)系,從而確定零件結(jié)構(gòu)的合理性。
在熟悉和掌握零件施工圖樣和裝配關(guān)系并確定零件結(jié)構(gòu)的合理性后,工藝人員就可以恰當?shù)剡x擇有利的機械加工路線。
2.分析示例:某些隔爆型零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析
這里將對一些在防爆電氣設(shè)備制造中經(jīng)常遇到的某些零件及相關(guān)結(jié)構(gòu)進行結(jié)構(gòu)工藝性分析,并提出改進方案。
(1)小轉(zhuǎn)軸(或操縱桿)軸套及隔爆結(jié)構(gòu)
從第1章中已經(jīng)知道,在隔爆型電氣設(shè)備中常常使用一種小轉(zhuǎn)軸或操縱桿來控制隔爆外殼內(nèi)的主令開關(guān)。這種轉(zhuǎn)軸或操縱桿應(yīng)該通過軸套貫通隔爆外殼殼壁;而且軸套安裝具有方向性,必須從內(nèi)向外裝配,如圖1所示。
在圖1a中,隔爆軸套處于隔爆外殼殼壁的內(nèi)側(cè),加工端面①比較困難,而且安裝軸套也不太方便(通常軸套與隔爆外殼殼壁為過盈配合);在圖1b中,隔爆軸套處于隔爆外殼蓋子的內(nèi)側(cè),由于蓋子內(nèi)側(cè)面與蓋子法蘭面距離小,所以加工端面①和安裝軸套都比較方便。因而,在設(shè)計時人們應(yīng)該采用圖1b所示結(jié)構(gòu)。
(2)觀察窗及隔爆結(jié)構(gòu)
a) b)
圖1軸套隔爆結(jié)構(gòu)示意圖
a)結(jié)構(gòu)不合理b)結(jié)構(gòu)合理
1-軸套;2-小轉(zhuǎn)糟;3-防爆外殼殼壁;4-蓋子
人們常常在隔爆型電氣設(shè)備的隔爆外殼上設(shè)置觀察窗,用以觀察外殼內(nèi)的工況。從防爆安全性能看,觀察窗的透明件通常應(yīng)該安裝在隔爆外殼的內(nèi)側(cè)。于是,觀察窗的設(shè)置就有兩種方案,如圖2所示。
在圖2a中,觀察窗的透明件安裝在隔爆外殼殼壁的內(nèi)側(cè),圓筒面①、圓環(huán)面②和螺孔③加工都比較困難;在圖2b中,觀察窗的透明件安裝在隔爆外殼蓋子的內(nèi)側(cè),同圖1一樣,由于蓋子內(nèi)側(cè)面與蓋子法蘭面距離小,所以加工圓筒面①、圓環(huán)面②和螺孔③比較方便。因而,在設(shè)計時人們應(yīng)該采用圖5.2b所示結(jié)構(gòu)。
(3)電纜引入裝置及防爆結(jié)構(gòu)
在防爆電氣設(shè)備中,尤其是隔爆型設(shè)備中,外部電纜進入外殼時必須通過電纜引入裝置。在電纜引入裝置中有一種叫作壓緊螺母式引入裝置,壓緊螺母擠壓密封圈,實現(xiàn)這里的防爆安全性能。
圖2觀察窗隔爆結(jié)構(gòu)示意圖
a)結(jié)構(gòu)不合理b)結(jié)構(gòu)合理
1-隔爆外殼殼壁;2-壓盤;3-透明件;4-襯墊;5-蓋子
壓緊螺母式電纜引入裝置如圖5.3所示;它包含兩個主要加工零件:連接件和壓緊螺母。
螺紋式隔爆接合面 螺紋式隔爆接合面
圖3 電纜引入裝置防爆結(jié)構(gòu)示意圖
在圖中,連接件2螺紋孔沒有退刀槽,不方便加工,不合理;在圖b中,連接年2螺紋孔沒有退刀槽,但是退刀槽位置不合理,裝配工藝性差,自制墊圈容易卡在退刀槽內(nèi),造成壓不緊密封圈的后果;在圖c中,連接件2螺紋孔雖有退刀槽,但是壓緊螺母沒有變徑壓頭,裝配工藝性差,不容易壓緊密封圈。圖d所示結(jié)構(gòu)就消除了上述的缺陷,所以,建議在設(shè)計時人們采用圖5.3d所示結(jié)構(gòu)。
(4)電纜引入裝置連接件及安裝結(jié)構(gòu),
在某些防爆電氣設(shè)備上,有時需要設(shè)置多個電纜引入裝置,而且這些引入裝置是預(yù)先制作完成,然后依靠螺釘固定或自身螺紋安裝在相應(yīng)位置上的,如圖4所示。
圖4 電纜引入裝置連接件安裝結(jié)構(gòu)示意圖
1-電纜引入裝置;2-隔爆外殼殼壁
從圖中看出,兩個電纜引入裝置分別與隔爆外殼殼壁的配合直徑不一致,而且緊固螺釘直徑也不同,這不僅導(dǎo)致機械加工工藝性差,而且在裝配時緊固螺釘、墊圈等品種增加,造成裝配工藝性差。
通常情況下,在電纜直徑相差不大,且電纜心線截面積也相差不大的情況下,人們應(yīng)該詈呈同二_亨徑的引入裝置。這樣既可以減少零件的種類數(shù)量,又可以減少機械加工工序,降低加工和裝配的工藝成本。
(5)設(shè)備安裝底腳面結(jié)構(gòu)
通用處設(shè)備還是防爆型設(shè)備,通常情況下,都必須有一個合適的安裝底腳面,或稱“底腳”。這個面(圖5)可以是連續(xù)的,也可以是斷續(xù)的。安裝底腳面裝的精度要求。從制作和安裝工藝性講,除特殊情況外,這種底腳面應(yīng)該采用所謂“斷續(xù)”的結(jié)構(gòu),有幾個支撐“點”,既能保證設(shè)備安裝的精度,又能減少機械加工的加工量。
在圖5中,圖5a表示的安裝底腳面是一個連續(xù)平面,難以和安裝結(jié)構(gòu)件保持很好的接觸,難以保證設(shè)備安裝的精度和牢固可靠,而圖5.5b表示的是多個(通常為4個)小的平面,能夠很好地與安裝結(jié)構(gòu)件保持“點”接觸。因而,除特殊情況外,人們在設(shè)計安裝底腳面時應(yīng)該采用圖5b所示所示結(jié)構(gòu)。
a) b)
圖5設(shè)備安裝底腳面結(jié)構(gòu)示意圖
a)結(jié)構(gòu)不合理b)結(jié)構(gòu)合理
(6)隔爆型電氣設(shè)備箱體-蓋子的螺栓-螺母緊固結(jié)構(gòu)
一般情況下,隔爆型電氣設(shè)備的箱體和蓋子有時采用螺栓一螺母緊固結(jié)構(gòu)(圖5.6)。在這種結(jié)構(gòu)中,人們應(yīng)該考慮螺栓通孔距離箱體殼壁的距離。在有鑄造圓角的情況下,螺栓通孔應(yīng)該處于連接法蘭的平面上,而且還應(yīng)該保證壓緊螺母、平墊圈、彈簧墊圈能夠壓緊。
在圖6a中,墊圈(Q235A)與鑄造圓角相干涉,無法壓緊。因而,人們在設(shè)計箱體.蓋子的螺栓.螺母緊固結(jié)構(gòu)時應(yīng)該適當加寬法蘭的寬度或者盡可能地減小鑄造圓角,保證緊固后墊圈(Q235A)(①)不在鑄造圓角范圍內(nèi),避免干涉而壓不緊,例如采用圖6b所示結(jié)構(gòu)。
(7)隔爆型電氣設(shè)備內(nèi)元器件安裝板底
腳孔位置結(jié)構(gòu) 圖5.6箱體.蓋子的螺栓一螺母緊固結(jié)構(gòu)示意圖
在隔爆型電氣設(shè)備中,元器件都是由人們事先將它固定在安裝板上,然后整體地安裝在設(shè)備內(nèi)。顯然,設(shè)備內(nèi)必須設(shè)置安裝板安裝底腳孔,如圖7所示。安裝底腳孔的位置應(yīng)該適于孔的機械加工(孔深應(yīng)該保證外殼壁壁厚大于螺紋直徑的1/3,至少為3mm),而且還要有利于安裝板(部件)的安裝。
從圖7中可以看出,圖5.7a所表示的底腳孔(①)距離外殼殼壁太近,在隔爆面寬度“投影”范圍內(nèi),不利于機械加工且難以安裝安裝板(部件),因而人們在設(shè)計時應(yīng)該采用遠離殼壁的結(jié)構(gòu),如圖7b所示。
除隔爆型電氣設(shè)備外,其他具有類似結(jié)構(gòu)的設(shè)備也應(yīng)如此。
隔爆面
圖7安裝板底腳孔位置示意圖
a)結(jié)構(gòu)不合理b)結(jié)構(gòu)合理