第一篇:交流接觸器相關資料
相關資料
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? 緊湊安裝 > 至38A的接觸器以及保護元件僅為 45mm 寬度 > 浪涌抑制器的安裝無需工具,直接插入到接觸器中,無需占用更多空間 > 可逆接觸器僅 90mm 寬度,機械連鎖不占用額外空間,安裝幾乎無需時間 > 起動器元件提供預接線模塊,起動器組裝快捷方便,外形美觀高度集成 > 至100A 接觸器集成 1常開/ 1常閉輔助觸點 > 直流線圈內置雙向抑流二極管 > 可逆接觸器組內置雙向抑流二極管 > 創新直流低功耗接觸器簡化自動化系統設計安全可靠 > 控制與保護元件的主回路、控制回路區分明顯 > 符合安全標準的鏡像觸點設計,確保一億次可靠動作 > 保護罩防止接觸器意外接通 > 斷路器、熱繼電器撥盤配置可掛鎖面蓋,防止意外改動品質卓越 > 直流線圈具有寬范圍控制電壓(0.7~1.25Uc)> 抗震性強 > 更低噪音 > 接線端子強度提高新產品國產TeSysD 40-65A Everlink 接觸器與熱繼性能特點: >持久力矩,可靠安裝
> 小巧緊湊,節省空間
> 安裝簡便,節省時間
> 易于維護,節約成本
> 獨有二維碼識別技術? TeSys D接觸器安裝緊湊(至38A寬度45mm),簡單,符合國際標準。外觀優美,并全面提升了產品卓越性能和產品操作安全性;? 國產TeSysD 系列接觸器從09A至620A產品線寬泛,供貨快捷。
? TeSys D接觸器設計用于各種控制系統;
? 能夠作為各種應用情況下的電動機起動器。
第二篇:交流接觸器的作用
交流接觸器的作用
交流接觸器的承載電流很大,一般是內部的吸合線圈來控制它的動作與否,而控制線圈又由與它串接的各種類型的繼電器來操作,打雷之后會跳閘的是因為交流接觸器的繼電器帶有過流或接地保護功能,當線路上落有雷電,它會控制交流接觸器動作,切斷負荷電源,來保護設備,以免被高電壓,大電流損壞或是接地發生安全危險 1 用途的分類
接觸器是一種自動化的控制電器。接觸器主要用于頻繁接通或分斷交、直流電路,具有控制容量大,可遠距離操作,配合繼電器可以實現定時操作,聯鎖控制,各種定量控制和失壓及欠壓保護,廣泛應用于自動控制電路,其主要控制對象是電動機,也可用于控制其它電力負載,如電熱器、照明、電焊機、電容器組等。接觸器按被控電流的種類可分為交流接觸器和直流接觸器。這里主要介紹常用的交流接觸器。交流接觸器又可分為電磁式和真空式兩種。2 型號說明
(1)以上型號為標準型號,近年來,新開發了B系列交流接觸器,其型號為BXX。(2)電磁式交流接觸器型號為CJ。真空式交流接觸器型號為CZ。3 電磁式交流接觸器的結構和工作原理(1)結構:
接觸器主要由電磁系統、觸點系統、滅弧系統及其它部分組成。
①電磁系統:電磁系統包括電磁線圈和鐵心,是接觸器的重要組成部分,依靠它帶動觸點的閉合與斷開。
②觸點系統:觸點是接觸器的執行部分,包括主觸點和輔助觸點。主觸點的作用是接通和分斷主回路,控制較大的電流,而輔助觸點是在控制回路中,以滿足各種控制方式的要求。
③滅弧系統:滅弧裝置用來保證觸點斷開電路時,產生的電弧可靠的熄滅,減少電弧對觸點的損傷。為了迅速熄滅斷開時的電弧,通常接觸器都裝有滅弧裝置,一般采用半封式縱縫陶土滅弧罩,并配有強磁吹弧回路。④其它部分:有絕緣外殼、彈簧、短路環、傳動機構等。(2)工作原理: 當接觸器電磁線圈不通電時,彈簧的反作用力和銜鐵芯的自重使主觸點保持斷開位置。當電磁線圈通過控制回路接通控制電壓(一般為額定電壓)時,電磁力克服彈簧的反作用力將銜鐵吸向靜鐵心,帶動主觸點閉合,接通電路,輔助接點隨之動作。交流接觸器的選用與運行維護(1)選用:
①主回路觸點的額定電流應大于或等于被控設備的額定電流,控制電動機的接觸器還應考慮電動機的起動電流。為了防止頻繁操作的接觸器主觸點燒蝕,頻繁動作的接觸器額定電流可降低使用。
②接觸器的電磁線圈額定電壓有36V、110V、220V、380V等,電磁線圈允許在額定電壓的80%~105%范圍內使用。
(2)運行維護:①運行中檢查項目:1)通過的負荷電流是否在接觸器額定值之內; 2)接觸器的分合信號指示是否與電路狀態相符; 3)運行聲音是否正常,有無因接觸不良而發出放電聲; 4)電磁線圈有無過熱現象,電磁鐵的短路環有無異常。5)滅弧罩有無松動和損傷情況; 6)輔助觸點有無燒損情況; 7)傳動部分有無損傷;
8)周圍運行環境有無不利運行的因素,如振動過大、通風不良、塵埃過多等。②維護:
在電氣設備進行維護工作時,應一并對接觸器進行維護工作。1)外部維護: a.清掃外部灰塵;
b.檢查各緊固件是否松動,特別是導體連接部分,防止接觸松動而發熱; 2)觸點系統維護:
a.檢查動、靜觸點位置是否對正,三相是否同時閉合,如有問題應調節觸點彈簧; b.檢查觸點磨損程度,磨損深度不得超過1mm,觸點有燒損,開焊脫落時,須及時更換;輕微燒損時,一般不影響使用。清理觸點時不允許使用砂紙,應使用整形銼;
c.測量相間絕緣電阻,阻值不低于10MΩ;
d.檢查輔助觸點動作是否靈活,觸點行程應符合規定值,檢查觸點有無松動脫落,發現問題時,應及時修理或更換。3)鐵芯部分維護:
a.清掃灰塵,特別是運動部件及鐵芯吸合接觸面間; b.檢查鐵芯的緊固情況,鐵芯松散會引起運行噪音加大; c.鐵芯短路環有脫落或斷裂要及時修復。4)電磁線圈維護: a.測量線圈絕緣電阻;
b.線圈絕緣物有無變色、老化現象,線圈表面溫度不應超過65°C; c.檢查線圈引線連接,如有開焊、燒損應及時修復。5)滅弧罩部分維護: a.檢查滅弧罩是否破損;
b.滅弧罩位置有無松脫和位置變化; c.清除滅弧罩縫隙內的金屬顆粒及雜物。5 真空交流接觸器工作原理
真空接觸器以真空為滅弧介質,其主觸點密封在特制的真空滅弧管內。當操作線圈通電時,銜鐵吸合,在觸點彈簧和真空管自閉力的作用下觸點閉合;操作線圈斷電時,反力彈簧克服真空管自閉力使銜鐵釋放,觸點斷開。接觸器分斷電流時,觸
第三篇:交流接觸器連接示意圖
注電鈴、功放或其他受控設備功率超過本機允許的最大控制功率時,請根據功率要求選配交流接觸器(建議使用CJ10系列),切勿超載,以免損壞本機!
交流接觸器連接示意圖
第四篇:交流接觸器自動化生產流水線設計
交流接觸器自動化生產流水線畢業設計63A三極交流接觸器畢業設計
100A交流接觸器畢業設計
CJ20—40交流接觸器工藝及工裝畢業設計JSS型數字式時間繼電器畢業設計
煤礦供電系統的保護設計——硬件電路的畢業設計中央冷卻水溫控制系統
自動門控制系統畢業設計
汽車側滑測量系統的畢業設計
電氣控制線路的畢業設計
第五篇:(工藝技術)cj交流接觸器工藝與工裝
(工藝技術)cj 交流接觸器的工藝與工裝
畢業設計 題目:
CJ20-63 交流接觸器的工藝與工裝
院:
電氣與信息工程學院
專業:
電氣工程 班級:
0402
學號:
學生姓名:
導師姓名:
完成日期:
誠信聲明 本人聲明:
1、本人所呈交的畢業設計(論文)是在老師指導下進行的研究工作及取得的研究成果; 2、據查證,除了文中特別加以標注和致謝的地方外,畢業設計(論文)中不包含其他人已經公開發表過的研究成果,也不包含為獲得其他教育機構的學位而使用過的材料; 3、我承諾,本人提交的畢業設計(論文)中的所有內容均真實、可信。
作者簽名:日期:年月日 畢業設計(論文)任務書
設計(論文)題目:
CJ20-63 交流接觸器工藝及工裝設計
姓名系別電氣與信息工程系
專業 電氣工程班級 0402 學號指導老師
教研室主任
一、基本任務及要求:
本課題主要設計內容是以 CJ20—63 交流接觸器為主要研究對象,進行工藝設計。
1、基本任務
1)、線圈結構分析,工藝設計,質量檢驗方法及設備。
2)、磁軛結構分析,工藝設計,質量檢驗方法及設備。
3)、觸頭的結構分析,連接工藝質量檢驗方法及設備。
4)、接線座的工藝分析,成型參數的確定。
5)、底座工藝分析。
6)、接觸板工藝設計。
7)、設計接觸板彎曲模。
2、課題要求及工作量
1)、畫產品總裝配圖一張,零部件圖六張。
2)、對六個典型零件進行工藝分析。
3)、完成全套彎曲模的設計。
4)、編寫說明書。
二、進度安排及完成時間:
月 21 日,布置任務,下達任務書。月 22 日—3 月 15 日,查閱資料,撰寫文獻資料,撰寫開題報告。
月 16 日—3 月 29 日,畢業實習,撰寫實習報告。
月 30 日—5 月 31 日,畢業設計。月 1 日—6 月 7 日,撰寫畢業設計說明書。月 8 日—6 月 14 日,修改、裝訂說明書。月 15 日
答辯。
目錄 摘要 1 ABSTRACT1 第 1 章前言 1 1.1
CJ20 產品現狀和發展趨勢 1 1.1.1 產品的現狀 1 1.1.2 產品的發展趨勢 1 1.2
CJ20 系列接觸器結構和性能指標 2 1.3
主要研究內容和思路 2 第 2 章
主要零件工藝分析 3 2.1 線圈結構分析、工藝設計、質量檢驗方法及設備 3 2.1.1 線圈的結構分析 3 2.1.2 線圈的結構工藝性 4 2.1.2.1 線圈繞制的工藝 4 2.1.2.2 線圈的絕緣浸漆處理工藝 5 2.1.3 線圈的質量檢驗方法及設備 5 2.1.3.1 外觀和外型尺寸的檢測 5 2.1.3.2 短路測試 5
2.1.3.3 匝數測試 5 2.1.3.4 絕緣性能測試 6 2.1.3.5 線圈的溫升測試 7 2.1.3.6 浸漆質量檢測 8 2.1.3.7 濕熱帶型線圈的檢測 8 2.2 磁軛的結構分析、工藝設計、質量檢驗方法及設備 9 2.2.1 磁軛的結構分析 9 2.2.2 磁軛的制造工藝流程 9 2.2.3 磁軛制造工藝分析 10 2.2.3.1 零件加工 10 2.2.3.2 組裝壓鉚 11 2.2.3.3 裝環 11 2.2.3.4 極面加工 12 2.2.3.5 清洗 12 2.2.3.6 極面強化工藝 12 2.2.4 質量檢測方法及設備 13 2.2.4.1 質量標準 13 2.2.4.2 極面平面度的檢測 13 2.2.4.3 噪聲值的檢測 13 2.2.4.4 鉚緊程度的檢測 14 2.2.4.5 去磁氣隙的檢測 14 2.3 觸頭的工藝分析 15
2.3.1 焊料和焊劑 16 2.3.1.1 焊料 16 2.3.1.2 焊劑 17 2.3.2 火焰釬焊 17 2.3.3 電阻釬焊 17 2.3.3.1 電阻釬焊的原理 18 2.3.3.2 電阻釬焊時的主要工藝因素 19 2.4 接線座的工藝分析 19 2.4.1 壓制成型工藝過程 20 2.4.2 壓制成型的工藝參數 20 2.4.2.1 成型壓力 20 2.4.2.2 成型溫度 20 2.4.2.3 壓制時間 21 2.4.2.4 技術要求 21 2.5 底座工藝分析 22 2.5.1 如何裝配底座 22 2.5.2 裝配底座時所需注意事項 22 2.6 接觸板工藝設計 22 2.6.1 選材及板材剪裁 22 2.6.2 沖裁 23 2.6.2.1 排樣 23 2.6.2.2 搭邊 23
2.6.2.3 排樣圖 24 2.6.3 彎曲 24 2.6.3.1 中性層的位置 24 2.6.3.2 最小彎曲半徑 24 2.6.3.3 曲件的直邊高度 24 2.7
接觸板彎曲模的設計 24 2.7.1 圖紙資料 25 2.7.2 彎曲的工藝性 25 2.7.2.1 常見的彎曲模有四種 25 2.7.2.2 彎曲件的回彈 25 2.7.3 彎曲模工作部分尺寸計算 26 2.7.3.1 彎曲力的計算 26 2.7.3.2 凸、凹模寬度尺寸的計算 27 2.7.3.3 凸、凹模圓角半徑與凹模深度 28 2.7.3.4 凹模深度 l28 2.7.3.5 定位板 29
參考文獻 30
總結與致謝 31
CJ20-63 交流接觸器的工藝與工裝 摘要:CJ20 系列交流接觸器,主要用于交流 50Hz(或 60Hz),額定工作電壓至 660V,額定工作電流至 630A 的電路中,供遠距離接通和分斷電路之用,并可與適當的熱過載繼電器組合,以保護可能發生操作過負荷的電路。
CJ20-63 交流接觸器為直動式,雙斷點,立體布置,結構簡單緊湊,外形安裝腔尺寸較老產品大大縮小。其結構有電磁系統、觸頭系統、滅弧裝置、彈簧和支架底座等部分組成。
本次工藝設計包括線圈結構分析,工藝設計,質量檢驗方法及設備;磁軛結構分析,工藝設計,質量檢驗方法及設備;觸頭的結構分析,連接工藝質量檢驗方法及設備;接線座的工藝分析,成型參數的確定;底座工藝分析;接觸板工藝設計和設計接觸板彎曲模。
關鍵詞:交流、接觸器、結構、工藝 CJ20-63exchangesandcontactswiththeTechnologyandEquipment ABSTRACT :CJ20seriesofexchangesandcontacts,mainlyfortheexchangeof50Hz(or60Hz),ratedvoltageto660V,ratedcurrentof630Atothecircuitforremoteaccessandbreakingcircuituse,andwiththeappropriatethermaloverloadfollowingElectricportfolio,toprotectthepossibleoperationofcircuitoverload.CJ20-63exchangesandcontactswiththestraight-anddouble-breakpoint,three-dimensionallayout,asimplecompactstructure,shapeinstallcavitysize
muchsmallerthantheoldproducts.Itsstructureelectromagneticsystem,contactsystem,interrupterdevices,suchasspringandsupportbasecomponents.Theprocessdesign,includingthecoilstructure,processdesign,qualitytestingmethodsandequipment;magneticyokestructuralanalysis,processdesign,qualitytestingmethodsandequipment;contactthestructure,connectingthequalityoftestsandequipment;wiringoftheBlockAnalysis,determinetheparametersofmolding;baseofanalysis;contactplatedesignandthedesignofcontactplatebendingmode.Keywords:Exchanges,Contactor,structure,craft
第1章 前言 CJ20 系列交流接觸器(以下簡稱接觸器)主要用于交流 50HZ,電壓至 660V,部分可連額定電流至 4000A 的電力線路中,主要用于無芯工頻感應電爐控制設備和其它類似的電力線路中,作遠距離接通和分斷電力線路之用。
1.1CJ20 產品現狀和發展趨勢 1.1.1 產品的現狀 隨著經濟的發展,對電能的需求和依賴不斷增大。因此承擔電能的傳輸與分配、用電設備保護與控制任務的低壓電器顯得更為重要。低壓電器通常是指用于交流電壓 1000V、直流電壓 1500V 及以下的電路中起通斷、保護、控制或調節作用的電器產品,它是量大面廣的基礎配套元件,廣泛應用于國民經濟各部門。世界各國十分重視低壓電器的發展,每年投入大量的資金進行研究開發。我國已加入 WTO,我國低壓電器產品要打入國際市場,將面臨更激烈的競爭,提高產品的技術經濟指標就越來越重要。
接觸器作為一種用來頻繁的接通和切斷主電路和大容量控制電路的電器。由于依靠電磁系統來操作主觸頭,主觸頭串接于主回路中,用于接通和分斷大電流,電磁系統的線圈接于控制電路中,用較小激磁電流即可控制。這樣便可以實現控制電路的功率放大和對主回路設備進行遠距離的自動控制。
1.1.2 產品的發展趨勢 隨著工業自動控制系統的發展,為提高系統可靠性,要求延長平均無故障運行時間,對各種控制設備的性能要求越來越高。交流接觸器是低壓電器主要產品,是基礎元件,量大面廣。用于規定電壓電流下電力線路中供遠距離頻繁接通和分
斷電路以及控制交流電動機,并適宜于熱繼電器或電子保護裝置組成電磁起動器,以保護電路或交流電動機可能發生的負荷及斷相。它的結構先進行,壽命與可靠性的提高,既影響企業生產的競爭能力,又影響企業生產的競爭能力,又影響國家經濟建設,CJ20 系列交流接觸器是我國目前正在應用的新一代交流接觸器,它已成為電氣化、自動化設備中不可缺少的元器件,正廣泛地應用在國民經濟的各個部門,起著越來越重要的作用。
1.2CJ20 系列接觸器結構和性能指標 由于交流電的使用場合比直流電廣泛得多,為滿足不同使用要求,交流接觸器的品種規格繁多,型號不斷更新。CJ20 系列交流接觸器是 70 年代至 80 年代初設計投產的、具有國際水平的新產品該系列產品為直動式雙斷點結構,采用了優質銀合金觸頭、新型耐弧塑料、新型硅膠材料,因而結構較為合理,產品體積小、重量輕、噪聲低,性能指標達到 IEC158-1 國際標準,其機械壽命高達 1000萬次,電壽命為 120 萬次。主回路電壓為 380V 至 660V,部分可達 1140V,規格齊全。該系列產品主要用于交流 50Hz、電壓至 660V、電流至 630A 的電力系統,供遠距離接通和分斷線路、以及頻繁地起動及控制電動機之用。
CJ20-63 交流接觸器為直動式,雙斷點,立體布置,結構簡單緊湊,外形安裝腔尺寸較老產品大大縮小。
1.3 主要研究內容和思路 本次設計的主要內容是對 CJ20-63 交流接觸器進行工藝分析及工裝,零件主要包括線圈、磁軛、觸頭、接線座、底座、接觸板,對這些部分要進行結構分析,工藝選擇,和質量測量。除此之外,還有一個大的設計部分是設計接觸板彎曲模,這是本次設計的核心內容,也是難度所在。所以對產品要有一定的認識之后才可
以完成本次的設計。
要完成本次畢業設計,首先要對產品的結構和零部件有一定的了解,對產品內部結構和性能都要進行了解。再對產品實體進行解析,做到對產品相當的熟悉之后再進行設計和工藝工裝的分析。
第 2 章主要零件工藝分析 交流接觸器是低壓電器主要產品,是基礎元件,量大面廣。它的結構、先進壽命與可靠性的提高,既影響企業生產的競爭能力,又影響國家經濟建設。其性能指標、功能都將影響低壓配電系統、自動控制系統的運行水平與質量。
CJ20 交流接觸器的結構設計上特別注意了良好加工工藝性。所有零件均采用壓制成型,注射和冷沖壓等高效加工方式,沒有機加工零件。各容量等級的交流接觸器均為可分解成幾個組件的積木式結構,即由零件組裝成組件再由組件組裝成產品。
接觸器在接通和分斷過程中產生的電弧不僅造成觸頭的磨損,降低了電壽命,而且是觸頭熔焊的主要原因之一,從而使接觸器工作的可靠性大幅度下降。因此,作為國內外電器研究的發展方向之一,接觸器智能化最重要的目的之一就是實現無弧接通和分斷。
2.1 線圈結構分析、工藝設計、質量檢驗方法及設備 各種電器的電磁系統都離不開線圈,由于線圈的設計、制造水平直接影響到電器的性能指標和電器的可靠工作,因此,人們認為線圈是電磁系統的核心部分。線圈線圈的作用是將電能轉換成磁能,在電磁力的作用下,電器完成預定的機械動作。
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2.1.1 線圈的結構分析 按電氣參數性質,分為電壓線圈和電流線圈。電壓線圈使用時與電源并聯,承受電源電壓,所以他具有導線細、匝數多、絕緣水平要求高的特點;電流線圈使用時與負載串聯,負載電流通過線圈導線,具有導線粗匝數少的特點。
按有無骨架,分為有骨架線圈和無骨架線圈。有骨架線圈是將導線直接繞在骨架上,線圈大多數是塑料壓制而成,也有用塑料層壓板制成。無骨架線圈是將導線繞在墊有絕緣襯墊,即內層絕緣的模子上,繞完后取下再包扎外層絕緣,并把引出線固定好。
按照結構工藝特點,分為電磁線圈和大電流線圈。所謂電磁線圈是用電磁線繞制而成,它包括了電壓線圈和一部分小電流的電流線圈。大電流線圈是用較粗的裸銅線繞制而成的。
按照繞組的數量,可以分為單繞組線圈和多繞組線圈.線圈結構主要是線圈骨架、繞線、墊圈、螺母、螺釘、固定板等。CJ20-63交流接觸器采用熱固性塑料骨架,具有機械強度好,耐熱,但易碎裂的特點。線圈的繞線采用聚脂漆包圓銅線,聚脂漆薄膜具有耐熱性好的性能,用做線圈層間絕緣、包扎材料等作用耐熱等級浸 B 級絕緣。線圈所用導線則采用聚酯漆包圓銅線(QZ),線徑 0.360mm。
2.1.2 線圈的結構工藝性 線圈的工藝設計主要包括線圈的繞制和線圈的絕緣浸漆理。
2.1.2.1 線圈繞制的工藝 線圈的繞制工藝設計主要有線圈繞制的工藝原則、導線焊接、線圈繞制工藝過程和線圈繞制設備的設計和選用;
(1)
線圈的形狀和骨架選擇 主要取決于電磁鐵鐵心的結構與形狀,交流電磁系統由于鐵心由疊片鉚壓而成為矩形截面,故其線圈形狀及其骨架為矩形。此處采用方形線圈。匝數較多、線徑較細。采用有骨架型式。
(2)
排線方式 產品的線圈所用導線則采用聚酯漆包圓銅線(QZ),線徑 0.360mm。可采用全自動繞線機進行繞制。
(3)
層間絕緣及浸漆處理 用普通的漆包線繞制的線圈,一般要加層絕緣或進行浸漆處理。此處需要處理。
(4)
繞線速度 繞線速度的選擇應根據線徑的粗細而定。直徑在 0.06mm 以下的漆包線,一般控制在 8000-10000r/min(5)
引出線的形式 線圈導線粗細適中時,可以直接引出;導線細時,要焊接專門的引出線引出,以防斷線。線圈的引出線分為軟引出和硬引出。采用軟出引出線形式,軟出引出的接端應固定,否則會松動。長期松動會使引出線根部斷裂。最好是將引線導電片固定在塑料骨架上。
(6)
外層包扎 是否進行外層包扎,取決于電器的結構及運行條件的要求。采用一層薄的絕緣膜包扎,最好用有自粘性的塑料薄膜進行包扎。
(7)
設備選擇
導線較細,匝數較多的線圈,宜選用速度高的數量顯示自動或者半自動繞線機。線圈繞制設備有:半自動繞線機、數顯半自動繞線機、車床式繞線機、環形繞線機及國外的一些先進設備。此處選擇全自動繞線機.2.1.2.2 線圈的絕緣浸漆處理工藝 線圈的絕緣浸漆處理工藝設計主要有線圈浸漆用絕緣漆的選用、浸漆工藝過程(含預烘、浸漆、烘干和防霉處理四個個過程)等的設計。
2.1.3 線圈的質量檢驗方法及設備 2.1.3.1 外觀和外型尺寸的檢測 用觀察的方法進行外觀檢測,一般用長度計量器具進行外型尺寸的檢驗。二者均符合相應的標準要求。
2.1.3.2 短路測試 判斷線圈是否有匝間短路,通常采用短路測試儀測試。當被測試線圈套入振蕩線圈的鐵心中,如果被測線圈有匝間短路,就有感應電流產生,它對振蕩線圈發生互感作用,使振蕩回路中電流發生變化,變化電流經電容器反饋到放大器的基極,經放大器放大的電流經過微安表中指示表針而反映出來。否則,反之。若線圈受潮后,需烘干后再檢測,確保檢測的正確性。
2.1.3.3 匝數測試 線圈匝數測量一般是用已知標準線圈作比較來測量被測線圈。比較法有兩種:
a.比較兩個線圈中由相同的磁通量變化感應出來的電動勢,稱為“電勢比較法”。線路圖如下:
其中,S1、S2、S3 為開關 WS——可調標準匝數 Ws——被檢測線圈匝數 P——檢流計 當 NS=NX 時,檢流計 P 無指示。
b.比較通過同樣大小電流對兩個線圈產生的磁通勢(亦稱磁壓)稱為“磁勢(壓)比較法”或“磁壓法”。如圖所示:
其中,Ne 可調匝數的標準線圈。由于磁動勢 1N 相等,磁通為零,檢流計為零,檢流計 P 無指示。
2.1.3.4 絕緣性能測試 線圈的絕緣性能是一項重要指標,絕緣性能差的電器,不僅影響電器的正常
工作,還可能危及電器使用者的人身安全,各種電器產品在出廠試驗中必須進行絕緣試驗,以檢查電器的絕緣性能。通常,線圈的絕緣試驗是通過測量絕緣電阻和抗電強度來檢查電器線圈的絕緣材料及其結構的絕緣性能。
a.絕緣電阻檢驗任何絕緣材料都不可能做到絕對絕緣,其中總是或多或少存在一些自由電荷,這些電荷在一定的電壓下會由電介質分離出來而形成泄露電流。泄露電流的大小,反映了絕緣材料的絕緣電阻的大小,絕緣電阻越大,標志著絕緣材料對電的絕緣能力越強。絕緣材料即使在很高的電壓作用下,也只能通過少量的泄露電流,所以絕緣電阻值通常以兆歐為測量單位。用來測量絕緣電阻的儀器稱為兆歐表,亦稱搖表。測量時,要把兆歐表放平穩,搖動手柄時盡量不使指針擺動,以免造成測量誤差。另外,絕緣電阻的數值與通電時間有關,這是因為在測量絕緣電阻時,兩電極間夾著絕緣材料,具有電容充電和放電的效能。當開始加壓時,除有泄露電流通過外,還有電容的充電電流(吸收電流),因此電流較大,絕緣電阻值較低。過一段時間后,電容充電結束,這時只有泄露電流存在。因而絕緣電阻升高。這種現象叫做絕緣體的吸收特性。
b.抗電強度檢驗(耐壓實驗)抗電強度表明了絕緣材料所能承受電壓的能力,并與環境溫度、濕度、測試時間、電源波形和頻率有關。無特殊要求時可在常溫下進行測試。施加的電壓為工頻正弦電壓(有效值)其數值根據主電路的絕緣電壓而定,見《電器工藝與工裝》表 7-12,對應實驗時間為 1min。為提高效率,實驗時間縮短為 1s,但實驗電壓提高 25%,檢測部位按規定,試驗時要防止過電壓閃絡出現。實驗變壓器的要求:每 1000V 試驗電壓變壓器容量應不小于 0.5kVA,但其最小容量不小于 0.5kVA。
試驗變壓器的電感很大,為了防止感性過電壓造成的不應有的絕緣擊穿,標
準中規定,試驗時應從小于試驗電壓的一半開始逐漸升高電壓。且應從達到規定試驗電壓時算起,到降低電壓時為止。在試驗中,可能出現雖未被擊穿但有閃絡出現的情況。出現閃絡是否構成不合格的判據,要根據產品的要求而定。有些產品,特別是含有電子元器件的產品,是不允許出現閃絡的,因為閃絡是瞬間高電壓發生的標志,瞬間高電壓極易損壞敏感的電子元器件。通常,抗電強度的檢測部位為:無電氣連接的兩回路之間,如兩繞組之間;導電回路與地之間。所謂“地”是指電器安裝時與地或設備外殼連接的導電體或絕緣體。因此,有些情況下線圈的抗電強度檢驗需要在產品組裝完畢后進行。
2.1.3.5 線圈的溫升測試 線圈的溫升指的是線圈溫度與周圍介質溫度之差,是衡量線圈設計及散熱性能的指標,允許溫升應與環境溫度和絕緣材料的耐熱等級相對應。由于沿線圈厚度的溫度分布不均,內部溫度高,外側溫度低(散熱性能好),不易測得準確數據,因此,一般都用電阻法測定線圈的平均溫升。電阻法是根據金屬導線的電阻值隨溫度的增高而增大的特性,來間接確定線圈溫升的方法。當采用電橋測量線圈的冷態電阻 R1 和熱態電阻 R2 后,再按下式計算出線圈的平均溫升τ。
τ=θ1-θ02=(R2-R1)/R1(1/α+θ01)+(θ01-θ02)
式中 θ2——線圈在熱態時的平均溫度,單位為℃; θ01——測量線圈冷態電阻時的環境溫度,單位為℃; θ02——測量線圈熱態電阻時的環境溫度,單位為℃; α——0℃時線圈導線材料的電阻溫度系數,紫銅的 α=1/234,鋁的α=1/245。
電器上的電流線圈,特別是大電流線圈,導線粗、匝數少、電阻值很小,用
電阻法測量不準確,通常是用熱電偶、電位差計的方法測量。把熱電偶的測量頭直接粘貼在測溫部位,也可同時測幾個點,取其平均值。要注意,應使熱電偶冷端的溫度等于環境溫度。如果線圈電阻不能在熱穩定時直接測量,因線圈在產品上通電,只能在斷電后測量,或不能在斷電后立即測量,則應在斷電后經過幾個相同的時間間隔,測出線圈熱穩定時的最大溫升。這種方法已經為大家所熟悉,在次不多做介紹。現在可以用計算機進行對試驗數據的處理,用最小二乘法的原理求出冷卻曲線的溫升表達式,進而求得線圈的最大溫升。
2.1.3.6 浸漆質量檢測 1)外觀檢測經浸漆處理后的線圈表面應光潔平整,不應有氣泡和漆瘤等缺陷。引出線外皮不能有裂紋,不應當變硬發脆。
2)性能檢測經浸漆處理后的線圈不應短路和斷路。可分別短路測試儀和萬用表測量。
3)抽樣解剖抽樣解剖主要是檢查浸漆、烘干情況。線圈內應完全浸透漆和膠,且固成一個整體,還應達到基本干燥,以不粘手為合格。當改變工藝或材料時,對首批產品應進行抽樣解剖檢驗。
2.1.3.7 濕熱帶型線圈的檢測 對濕熱帶型線圈,還應增加耐熱、防霉性能的檢驗,具體檢驗方法及合格判斷標準要按照有關的技術條件的規定執行。
最后指出,上述檢驗項目,有些屬于 100%檢驗的項目,如外觀、電阻值、匝數、匝間短路等;有些則屬于抽樣式形式檢驗的項目,如絕緣電阻、溫升、浸漆質量的檢驗等。制造時還可以根據質量保證的要求,制定其他檢驗項目。
2.2 磁軛的結構分析、工藝設計、質量檢驗方法及設備
2.2.1 磁軛的結構分析 開關電器是利用鐵心的動作帶動觸頭系統實現電路的斷開和閉合的,因此鐵心是電器元件中的一個重要部件,它作為導磁體與勵磁線圈組成電磁系統,利用電磁感應的原理轉化為電信號,實現電器元件的性能要求。磁軛屬于運動式鐵心的靜鐵心,它在工作中處于頻繁吸合與釋放的狀態,其極面承受反復碰撞。因此,要求磁軛具有良好的磁性能外,還應具有一定的機械、沖擊韌性和耐磨性等,以保證電器可靠運行。
磁軛的結構形式各異,但基本組成相同。常見的疊片式磁軛由心片、分磁環(短路環)、鉚釘、夾板等四部分組成。該設計的產品中的磁軛選用疊片式磁軛。
沖制的心片疊合后,用夾板和鉚釘緊固,使鐵心成為堅固的整體,可消除反復磁化時心片間的振動和噪聲,同時提高鐵心的機械強度,使鐵心在反復碰撞過程中極面不容易變形。夾板起壓緊力均勻分布的作用,一般用 Q235、10、15低碳鋼制造。為減少剩磁和磁滯損耗,鐵心的夾板宜用剩余磁感應和矯頑力小的硅鋼片制造。鉚釘應選用塑性和韌性高,抗拉強度不小于 380N/mm2 的材料制造,如鉚螺鋼 M12、M13、M10、M15、M20 等。
分磁環是套壓在交流鐵心極面上的短路圈,阻礙交變磁通的變化,減少鐵心吸合后長期工作時的振動和噪聲。分磁環一般采用純銅 T2 或黃銅 H62,H68 以及鋯鉻銅合金、銅鉍合金等新型耐熱銅合金來制造。分磁環的工作溫度約為120℃,純銅或黃銅在熱態下力學性能要降低,而新型的耐熱合金具有較高的電導率,在熱態下力學性能基本不變,要利于提高分磁環的機械壽命。
2.2.2 磁軛的制造工藝流程
2.2.3 磁軛制造工藝分析 2.2.3.1 零件加工 鉚釘打帽鉚釘應選用冷拉鉚螺鋼絲,經校直后在冷鐓機上按圖樣要求打帽成型。
1)分磁環加工 分磁環一般用條料經復合模沖裁而成沖制分磁環的復合膜的凹凸模系薄壁沖模。在設計冷沖模的時候,為保證模具壽命,模具的厚度一般在沖制材料的 1.3倍以上。當分磁環的厚度大于環邊寬度時,使用復合膜時沖制不僅凹凸模易于斷裂,而且分磁環易于撓曲,雖采用整形加以校正,但不可避免的產生局部應力,甚至出現局部裂紋。
2)加工分磁環時要注意以下幾點:
a、的厚度為材料厚度的 1.5 倍以上; b、壓或切割之后要去毛刺,并經 300℃、保持 3h 的退火處理。
c、模材料可選用 T10A 高碳鋼,并用箱式電爐 800℃、保溫 5min,出爐油冷 2h 后回火,并再次進行油冷的熱處理工藝。沖模硬度以 RC55∽57 為宜。
d、內廢料下向排出。
e、料板的硬度與沖模硬度相同,并有適當的配合間隙。
3)沖片和理片 磁軛的疊片采用硅鋼片。硅鋼片為扎制鐵硅合金,鐵內摻少量硅可以增大μ值及電阻率,并明顯減弱磁老化現象。
磁軛沖片應根據生產批量和工藝裝備的條件選用適當的工藝方案組織生產。一般情況下,磁軛沖片可采用普通沖床配置送料裝置,進行條料復合沖壓。沖片時所用的條料和帶料均是按工藝要求分別采用剪板機和滾剪線剪切而成的。備料時,要特別注意材料的扎制方向,使磁軛的磁路方向順著材料的扎制方向,以充分發揮材料的最佳磁性能。此外要嚴格控制帶料的寬度及表面質量,且要求帶料的鐮刀彎曲每兩米不超過一毫米,以滿足自動沖壓的需要。在剪切和沖壓過程中,由于沖簡刃口磨損,模具間隙和壓料力不當,沖片便產生毛刺。磁軛組裝時,毛刺往往會造成片間搭接短路,致使渦流損耗增加,同時也降低了磁軛壓鉚或卷繞質量,還可能導致退火過程中片間粘接。因此在沖剪加工時,必須有效地控制毛刺高度在 0.03mm 范圍內,采取措施盡量減小或除去毛刺。根據生產經驗,沖模的合理間隙為材料厚度的 6%--12%,剪切的合理間隙為材料厚度的 5%--7%。壓料力要適當,壓料力小易產生毛刺,可在脫料板上加工凸出 0.02-0.03mm 的臺肩,以增強局部壓料力。在沖剪線上可設置輥壓去毛刺裝置。
理片方式有人工理片及自動理片兩種。前者效率低,已逐漸被淘汰。自動理片要設置理片滑道。沖片自沖模內逐一擠出并進入滑道,工人只需要用金屬棒將一定數量的沖片逐串穿起,再置于專用箱內待用。采用自動理片方式。理片時要保證沖片的認向缺口記號成一條槽,以保證組裝磁軛時沖片扎制紋向和毛刺方向一致。檢測方法:目測。
2.2.3.2 組裝壓鉚 經疊片、稱重、插釘預鉚后的磁軛,在液壓機上用專用壓模壓鉚。壓鉚方式雙動壓鉚。所謂雙動壓鉚,就是用兩個動力,兩次動作,先壓緊心片,再壓鉚鉚釘。壓鉚后要進行質量檢測,即磁軛尺寸和鉚釘鉚成頭應符合圖樣要求,且應以專用儀器檢測磁軛的鉚緊程度,即檢測磁軛的變形量,當變形量小于 0.1mm 時表示合格,而當變形量大于或等于此值時,其機械壽命減半。還有,壓鉚背面與極面平行度應符合圖樣規定。
2.2.3.3 裝環 分磁環的材料有:銅、黃銅、鉻鋯銅。分磁環的結構有:封閉型、半封閉型。加工方法有:薄壁模冷沖壓;先進的加工方法是采用型材并用自動切割機切割;分磁環一般采用條料經合模沖制而成。
分磁環是磁軛機械壽命的薄弱環節。分磁環處在重復沖擊力作用下易于產生疲勞斷裂,因此分磁環必須緊固于疊片極槽中,并將其粘牢。通用的粘環工藝有高溫環氧樹脂粘接和室溫硅橡膠粘接兩種。粘接前,應用汽油或丙酮等有機溶劑將壓好分磁環的疊片極槽清洗干凈,并風干,以保證粘接質量。
1)高溫環氧樹脂粘接:
預熱:將鐵心放入烘箱內預熱至 60∽100℃,保溫 10∽20min,以去處鐵心中殘留的水氣,保證涂膠時流淌均勻。
涂膠:手工或用壓注器將調配好的粘接濟涂布于鐵心極槽內及分磁環兩外側,室溫自然晾干。
固化:粘接晾干后的鐵心放入烘箱或轉動式烘爐呢,加熱至 200℃并保溫0.5∽1h 固化干燥。
2)室溫硅橡膠粘接:
準備:與高溫環氧樹脂粘接法相同。
固化:室溫下經 15∽180min 后即可固化。視所用膠的種類而異。
選用第二種方法,優點是硅橡膠耐高溫和耐低溫性能好(-100∽+350)℃,耐老化、有良好的電絕緣性能,無毒、無臭,操作方便,被日益廣泛采用。
2.2.3.4 極面加工 磁軛極面的平面度是衡量磁軛質量的一個重要的指標。極面不平不僅使產品吸合時噪聲過大,還將導致磁軛吸合的極面接觸不良、加速極面磨損,氣隙很快消失,嚴重影響開關電器的機械壽命。為了保證正常吸合與釋放,通常要求極面粗糙度為 1.6,極面平面度不大于 0.015mm。中柱去磁氣隙低于兩側邊柱極面0.10-0.15mm。
鐵心極面通常采用普通機床進行磨削或銑削加工,先進的加工方法是采用專用加工機床和貫穿式磨床,以提高生產效率和加工質量。
2.2.3.5 清洗 清洗的目的:清除前述各工序加工過程中留在鐵心上的油污和雜散微粒,改善鐵心的清潔狀況,降低鐵損,并使添加抗磨油路暢通。
清洗工藝常采用氣相清洗、超聲氣相清洗、噴淋清洗。
2.2.3.6 極面強化工藝 1)鐵心滲抗磨油:抗磨油并非一般的防銹油。同時,要采取適當的工藝方法使抗磨油自然浸潤與疊片間,并借毛細作用使油在極面形成一層油膜,且能源源不斷滲入補充,使極面始終附有油膜。它能起到防銹,緩沖后降低噪聲。
2)滲氮處理
滲氮處理的設備:用開式氣體滲碳爐改裝成的氣體氮碳共滲爐、制丸機和送料機。
材料:農用尿素及甲醇。
滲氮處理的工藝過程:
3)噴丸處理即是將高速彈丸噴射到磁軛極面,借彈丸對極面的沖擊作用使極面產生一層顯微幾何形狀、組織結構及應力狀態均異于磁軛基體的硬化層,以提高極面的硬度和它對塑性變形的抵抗力。
2.2.4 質量檢測方法及設備 2.2.4.1 質量標準 疊片式鐵心加工質量標準有 9 項:沖片毛刺、壓鉚鉚緊程度、壓鉚垂直度、壓鉚背面平面度、極面磨削平面度、極面粗糙度、銜鐵氣隙、振動值和噪聲值。
2.2.4.2 極面平面度的檢測 極面平面度可以用浮標式氣動量儀進行檢測,但穩定性及重復性較差。較好的方法是采用電子式千分表檢測。檢測時,將磨削后的極面向下與標準平板貼和,緩慢地移動。此時,壓電式測量頭則與鐵心背面接觸,由儀器顯示測得值。由于檢測部位是在鐵心的背面,構成了間接測量,測量值包含了背面不平造成的誤差,因此對檢測精度有一定的影響,故最好用壓電式傳感器與極面直接接觸,進行直接檢測。
2.2.4.3 噪聲值的檢測 在生產線上,不可能設置消音室來檢測大批量生產的產品。試驗表明,振動速度值與噪聲值有一定的內在關系。試驗裝置示意圖如下:
本試驗是聲級計與振動測試儀的同步互配試驗,環境條件按噪聲測定要求(≤30dB),聲級值按 GB2806——81 標準進行修正。檢測點應選擇在產品上能敏感顯示振幅之處。
2.2.4.4 鉚緊程度的檢測 此種測量為破壞性檢測,屬抽查項目。鉚緊程度測量儀如下圖,測量時,將被測鐵心置于夾具中,斜向加壓力,用千分表測量鐵心的變形量,即可知鉚緊程度如何,具體數值視產品而定,如某種鐵心在加 100N 的力時,其變形量為40∽180μm 之間,則認為合格。變形量也可改用電感測微儀來測量,測量前要先接通電源預熱 10min。
鉚緊程序測量儀示意圖 1-壓力表 2-千分表 3-鐵心 2.2.4.5 去磁氣隙的檢測 測量裝置如圖:
去磁氣隙測量示意圖 2.3 觸頭的工藝分析 觸頭是由靜觸頭和動觸頭形成的機械式的可動接觸,是有觸點電器的主要特征,他對電器的整體結構和尺寸有著決定性的影響,各類電器的關鍵性能,如斷路器的分斷能力、控制電器的電壽命等指標,都取覺于觸點工作的性能和質量。
觸頭的材料的選擇須遵循如下原則:首先要求具有良好的導電和導熱性能;還要求接觸電阻穩定不易生成對導電不利的各種膜;抗電磨損性能好;極限生弧
參數高,在真空中截止電流小;加工工藝性好;良好的機械性能,耐機械磨損等等。
觸頭的接觸形式有面接觸、線接觸、點接觸三種。此次設計的靜觸頭的接觸形式屬面接觸。觸頭和接觸板通過焊接銜接在一起。焊接是指通過適當的物理化學過程,使兩個固態物體產生原子分子結合力而連成一體的連接方法,被連接的兩個物體(構件、零件)可以是各種同類或不同類金屬、非金屬,也可以是一種金屬與非金屬。金屬焊接在現代電器制造工藝中應用很廣,具有很重要的地位。
常見的焊接方法有:
1、釬焊其特點是對焊件和填充材料的釬焊料進行適當加熱,待熔點低于焊件的焊料熔化后,借毛細現象填入焊件連接處的間隙,冷凝后,是分離的焊件焊合在一起。焊接過程中,焊件本身不熔化。在電器制造中,常見的有烙鐵釬焊、火焰釬焊、爐中釬焊等。
2、加壓焊其特點是在焊接時,對焊件不論加熱與否,都施加一定的壓力,使兩個結合而緊密接觸在一起,從而是兩個焊件焊合。常見的有:電阻焊,摩擦焊等。
3、熔化焊其特點是利用局部加熱的方法,將焊接的接合處加熱到熔化狀態,冷凝后,彼此焊合在一起。常見的有:電弧焊,氣焊等。根據此次設計的靜觸頭的技術要求,比較三種焊接方式,選擇釬焊比較合適。下面就釬焊做具體工藝分析。
熔點比焊件低的釬料和焊件共同加熱到釬焊溫度,在焊件不熔化的情況下,釬料熔化并濕潤釬焊面,依靠兩者的擴散而形成釬焊接頭的焊接方法稱釬焊。
釬焊工藝過程必須具備兩個基本條件:一、液態釬料潤濕釬焊金屬,致密地
填滿全部間隙;二、液態釬料與釬焊金屬進行必要的冶金反應,達到良好的金屬結合。釬焊的材料包括釬料和釬劑。
目前我國電器廠常用的有兩種釬焊的方法焊接觸頭,一種是火焰釬焊,另一種是電阻釬焊。
根據此次設計的靜觸頭的技術要求,比較三種焊接方式,選擇釬焊比較合適。下面就釬焊做具體工藝分析。
熔點比焊件低的釬料和焊件共同加熱到釬焊溫度,在焊件不熔化的情況下,釬料熔化并濕潤釬焊面,依靠兩者的擴散而形成釬焊接頭的焊接方法稱釬焊。
釬焊工藝過程必須具備兩個基本條件:一,液態釬料潤濕釬焊金屬,致密地填滿全部間隙;二,液態釬料與釬焊金屬進行必要的冶金反應,達到良好的金屬結合。
釬焊的材料包括釬料和釬劑 2.3.1 焊料和焊劑 2.3.1.1 焊料 焊料可制成絲、棒、片、箔、粉狀,也可根據需要制成特殊形狀。如環狀成型釬料或膏狀釬料。
釬料通常按其熔化溫度范圍可分為兩大類:
a. 液相線溫度低于 450℃的稱為軟釬料,他們是鎵基、鉍基、錫基、鉛基、鎘基、鋅基等合金。
b. 液相線溫度高于 450℃的稱為硬釬料,他們是鋁基、鎂基、銅基、銀基、錳基、金基、鎳基、鈀基、鈦基等合金。
焊料的性能對釬焊質量起關鍵作用。為了滿足接頭性能和焊接工藝的要求通
常對焊料的性能有如下要求:
(1)
焊料的熔點低于釬接金屬熔點 50 ~60℃以上,并高于最高工作溫度100℃以上。
(2)
熔化的焊料能很好地濕潤釬接金屬,易于在焊接表面漫流。
(3)
焊料能與釬接金屬相互溶解和擴散,不含有對釬接金屬有害的成分或易形成氣孔。
(4)
焊料的物理性質盡量可能與釬接金屬相近,不易氧化或形成的氧化物易于去除。
(5)
焊料成分中盡量避免采用稀有、貴重金屬。
電器觸頭釬焊時常用的焊料有:銀基焊料、銅磷焊料、非晶態焊料和膏狀焊料。
2.3.1.2 焊劑 釬焊過程中在大氣中加熱金屬零件時,由于其表面發生氧化而使焊料難以潤濕。而且當焊料熔化后,還會受到外界氣體的溶入及氧化的影響,因此,釬焊時必須采用焊劑。
(1)
在釬焊的過程中要求焊劑起到的作用有:
a、去除基體金屬表面氧化膜或雜質; b、改善基體金屬的潤濕作用; c、同時也起機械保護作用。當焊劑熔化后,它浮在金屬基體上或充滿焊縫,保護焊料和基體金屬不受外界氣體的影響。
(2)
同時焊劑應滿足以下幾點要求:
a、焊劑的熔點低于焊料的熔點,而且其活化溫度也要低于焊料的熔點,同
時其沸點要高于焊料的熔點; b、焊劑必須具有一定的去膜能力、潤濕填縫能力和覆蓋能力; c、焊劑熔化后成分應穩定,而且對基體金屬和焊料的腐蝕性應盡量小; d、從制造和使用的角度考慮,還要求焊劑在釬焊前便于保存,釬焊時毒性小,釬焊后焊渣容易去除及價格便宜等。
2.3.2 火焰釬焊 火焰釬焊是氣體火焰釬焊的簡稱。火焰釬焊設備簡單、通用性好。但手工操作時,生產率低且要求操作技術高。可是,工藝簡單,加熱溫度不高,對基體熱效應等的影響不大。火焰釬焊的熱源種類很多,有用酒精燈作熱源的;有用液化石油氣火焰作熱源等;但應用比較多的是氧——乙炔焰作熱源等。火焰釬焊必須用焊劑。可焊鋼、不銹鋼、銅、銀、鋁等及其合金。所用焊料有銅鋅、銅磷、銀基釬料。
在焊接前,觸頭和導電零件必須進行表面清洗處理,以清除焊接表面的油污和氧化膜;而后把配制好的焊劑和焊料置于導電零件和觸頭之間;對擺好的零件,用空氣——乙炔焰進行加熱,當焊料開始熔化時,把觸頭調整到正確的位置;最后待焊料凝固是放入水中強制冷卻或在空氣中自然冷卻。
2.3.3 電阻釬焊 電阻釬焊是利用電極和工件的電阻,工件、電極和釬料之間的接觸電阻通電后所產生的焦耳熱作為熱源使焊料熔化將觸頭制件焊接的一種工藝方法。電阻釬焊克服了火焰釬焊的一些缺點,它的優點是:由于加熱時間短,熱量集中,部分解決了觸橋退火問題;操作技術易掌握,質量較好且穩定;勞動強度和操作條件大為改善;生產效率高,為實現自動化焊接觸頭提供了條件。但是,不太適合大
面積的焊接。
2.3.3.1 電阻釬焊的原理 電阻釬焊主要是以石墨電極放出的熱量為主,工件放出的熱量為輔,電極所產生的熱量逐漸向工件傳導而加熱工件,達到使焊料熔化而形成焊接接頭。
焊接的工藝過程:先把經過清洗的觸橋和觸頭放在下電極上,而后把經過焊劑浸泡的焊料放置于觸橋和觸頭之間,然后踏下焊機踏板,使上電極先壓緊工件,繼而通電加熱,當焊料熔化時,松開工件,待凝固后放在空氣中自然冷卻或放在水中強迫冷卻。在焊接過程中,一定要按以下循環過程進行焊接,即:電極壓緊——通電——斷電——電極松開否則,在觸頭與電極間將產生電弧,燒損觸頭表面。
電阻釬焊的上下電極可采用金屬材料制成,也可采用碳棒做電極。采用高熔點金屬如鎢等做電極,壽命長,焊接溫度分布較合理。但因其熱傳導性較好,焊接時需要較大電流,焊機容量要大些。如采用石墨碳棒做電極,壽命短,溫度分布不是很合理,焊接時可用較小電流,選用焊機容量可以小一些。綜合上述優缺點,上電極選用金屬材料,下電極用碳棒較好。
當進行電阻焊接時,電流通過焊件所產生的熱量 Q,一部分用于加熱焊接區域的焊料的熔化;另一部分則被水冷電極、焊區周圍的金屬傳導而散失于空氣中,這一部分損失的熱量對焊接不起作用。焊接過程所產生的熱量分配如下:
Qb Qa2? ? Rt I
式中I——同過工件的電流,單位為A; R——電極間的電阻,單位為 Ω; t——焊接的時間,單位為S;
Qa——加熱工件和熔化焊料的有效熱量,單位為J; Qb——損失掉的熱量,單位為J; Qa 取決于焊件厚度、焊接區域面積、焊件金屬的比重和熱容量以及焊料熔化溫度等。但焊件材料和焊區金屬體積一定的情況下,Qa 也是一定的,它與加熱時間長短無關;而 Qb 則隨加熱時間延長而增加。因此,當需要增加熱量時,n 不能采用任意延長焊接時間的方法,尤其對于電阻率小、導電性能好的材料,時間越長,散失的熱量也就越多。這時,應采用加大電流和縮短焊接時間的方法來完成焊接工藝。
2.3.3.2 電阻釬焊時的主要工藝因素 1)電極壓力要根據焊接金屬的性質、形狀和尺寸作適當的調整,以焊接全過程不使焊件表面變形為原則,選取較大壓力。但是在焊接的過程中,由于焊區在不同階段有彈性形變、塑性形變和熱脹冷縮等現象,要對電極壓力作相應的變化。當焊區熔化時,熔化處幾乎無反力。冷卻時,焊件要收縮,電極必須要跟隨壓實,否則金屬將在壓力不足的情況下凝固,焊接不良。因此電極要具有一定的超程,以維持某一固定的壓力。
2)焊接電流焊接電流大小與焊接金屬性質、尺寸大小、焊極材料和壓力、通電時間等有關。電流太大,局部金屬因迅速升溫而熔化過熱,其他需焊接的區域還未熔化,或是觸頭因局部溫度過高而嚴重變形。電流太小,升溫很非時間,熱量損失大,甚至因焊區金屬未充分熔化而焊不牢。通常是以焊片和焊區金屬能很好熔合,而觸頭表面又不在焊極壓力下變形,來選取較大的電流為原則。而且,每種觸頭的適合電流可以通過實驗來選定。
3)焊接時間在一定電流規范下焊接,時間太長,易使焊件氧化或過熱變形。
時間太短,焊區金屬熔化不充分,焊不牢固。由于焊接電流可在一定范圍內調節,焊接時間也就在相應地在一定范圍內可調節。焊接每種觸頭的適宜時間可由實驗來確定。
電阻釬焊主要是利用電流通過焊接區的電阻產生的熱量來焊接的。由于電流大,焊接時間短,只有局部加熱區,能保持非焊區的硬度,工件變形小,勞動強度低,環境衛生,操作技術容易掌握,還易實行半自動化和自動化焊接,因而是一種較好的焊接方法,也是常常采用的焊接方法。
此處選用電阻釬焊比較合適。
2.4 接線座的工藝分析 接線座是一個部件,它的工藝分析屬于塑料成型工藝分析。塑料成型有很多方法,壓制成型、注射成型、壓住成型、擠出成型、氣動與液壓成型、泡沫塑料成型等。此處用到的是壓制成型工藝。
塑料按照合成樹脂的分子結構及其特性分為熱固性塑料和熱塑性塑料。熱固性塑料又叫不可逆塑料。此處選用的是氨基壓塑料 4220,屬于熱固性塑料。
2.4.1 壓制成型工藝過程
2.4.2 壓制成型的工藝參數 壓制成型的工藝參數主要是指壓制成型壓力、壓制成型時間和壓制成型溫度。此三個工藝參數又稱為塑料壓制工藝的三要素,它們對保證塑件的質量起著重要的作用。
2.4.2.1 成型壓力
成型壓力是指壓制時壓力機通過凸模對塑料熔體充滿型腔和固化時在分型面單位按投影面積上施加的壓力,簡稱成型壓力。
成型壓力可按下式計算:
F=PAn 式中 F——壓制時所需總壓力單位 N P——單位面積所需的成型壓力單位 MPa A——單個腔型在受壓力方向垂直投影面積單位 mm 2
n——型腔數量; 施加成型壓力的目的是促使物料流動充模,并使制件的組織緊密、機械強度高,保證尺寸穩定、準確。成型壓力要適當,過高會降低模具的壽命,不足則易使制件產生缺料、組織松散、起泡、強度差、尺寸不準等缺陷。
經查《電器工藝與工裝》表 4-1 可得本塑料制件的單位面積所需的成型壓力是 P=30±5Mpa,此處取 P=30Mpa。從零件圖可知本塑料制件單個腔型在受壓力方向垂直投影面積 A=33*64mm 2,一次壓制次塑料制件時,取型腔數量 n=4。因此,根據公式即得總成型壓力 F=253440N。
2.4.2.2 成型溫度 壓制成型溫度是指壓制成型時所需要的模具溫度。它是使熱固性塑料流動、充模、并最后固化成型的主要影響因素。該溫度應按塑料品種、制件形狀和大小進行選擇。正確的成型溫度可以加速塑料的硬化速度,降低成型壓力和減少成型時間。溫度過高,易導致塑料過早的或局部膠化,使制件缺粉,不能成型,外觀粗糙,收縮率大,制件的物理性能及其它各種性能均降低。溫度過低,則流動性差,不易成型,機械強度低,容易損壞模具,尤其易造成嵌件彎曲變形和折斷,零件廢品率高。
經查《電器工藝與工裝》表 4-1 可得本塑料制件的成型溫度 155±5℃,此處取 145℃。
2.4.2.3 壓制時間 壓制成型時間是指物料在模內加到成型壓力后到制件出模時所需要的時間。壓制時間與塑料的種類、塑料形狀、壓制成型工藝條件及操作步驟等有關。成型溫度升高,塑料固化速度加快,所需壓制時間減少,壓制成型壓力對模壓時間的影響雖不及模壓溫度那么明顯,但隨壓力增大,壓制時間也略有減少。由于預熱減少了塑料充模和開模時間...