机柜结构及工艺.doc

机柜结构及工艺 ——机柜工艺之一—— 河北工业大学（300130） 孟庆龙， 2008-3-22 高低压成套开关设备的在输配电系统中起着电能的控制、保护、测量、转换和分配的作用.随着输配电技术`、高低压元器件、技术自动化技术以及计算机软硬件技术的不断发展,成套开关设备也从传统的向数字化方向发展。由于我国电力工业的飞速发展，2000年以后年平均新增装机容量为3693万kW；2006年的总装机容量达到：6.1400亿kW，年增加装机容量为11000万kW，年增加率为：19.6%；2007年增加装机容量为12991.0万kW，年增加率为11.1%， 全国装机总容量已达到：7.3391亿kW。 同时也促进了我国的输配电制造行业的发展，经过50年,特别是近20年得到了巨大的发展,无论是生产厂家的数量,还有设计与制造技术水平都有了较大的提高。 在制造技术方面，引进了国外先进数控板金加工设备，有些工厂还具备了柔性加工线，其板金加工工艺已达到国际先进水平。并向专业化生产方向发展，行业中还出现了一批型材和柜体的专业生产厂和电器辅件生产厂，如张家港的三家板金加工厂,GCS的型材占了国内70%的市场。 我国制造业迅速推广应用信息技术改造传统制造业的过程中，在成套装置的设计中，泛采用三维CAD/CAM设计软件,将设计、计算分析以及加工等有机的结合起来,大大加快了产品的开发速度,降低了技术人员的劳动强度。 在柜体的制造工艺方面,普遍采用无螺母连接,即所有连接都采用自攻螺钉或普通螺钉,在承重部位采用铆螺母，使用自攻螺钉,除了加工方便、提高加工速度外，对靠墙安装的柜体还可实现正面装配和维修。如CUBIC开关柜就非常典型,可靠墙安装且无须维护。 在板材加工方面，除使用异型骨架之外,许多公司采用整体板材成形,这样不仅减少了许多过渡件,还提高了柜体强度。 机柜是高低压电气成套开关设备不可缺少的组成部分，它为成套电器产品提供安装、支撑、连接、传动、连锁、锁紧、防护和装饰等功能，为机械零部件、电气连接和元器件的兼容提高保障。总之，机柜是高低压成套开关电器产品的“载体”。机柜的结构要素如图1所。 图1 典型机柜的结构要素 （无法显示） 传统的机柜制造工艺包括板材剪切、冲孔、折弯、焊接、涂覆等，如图2所示。随着工艺技术的进步，先进的以数控技术为原理的单机设备（如数控剪床、数控冲床、数控折弯机）等引入机柜加工中，随后以加工中心、柔性钣金加工生产线等为代表的先进的制造工艺技术和设备在机柜制造中广泛采用。因此，加工质量、自动化水平和生产效率有了更进一步的提高。 图2 机柜制造的典型工艺路线 （无法显示）? 机柜设计应在满足成套电器产品使用功能要求的前提下，同时满足结构工艺性要求，即机柜的总体及其零部件制造的可行性及经济性要求，以及满足电器装配的工艺性和运行中的可维修性要求，具体内容如下： （1）：材料选择的合理性和经济性。 （2）：工艺要素和尺寸链的合理性，设计基准、定位基准、测量基准和装配基准的正确性与合理性。 （3）：加工和装配过程中所采用的各种典型工艺的可行性和经济性。 （4）：装配过程中应避免切削加工。 （5）：采用新工艺、新技术、新材料的可行性，是否有助于提高工艺水平和推动工艺技术进步。 （6）：外购件采购的难易程度和外协加工的可行性。 （7）：机柜结构的继承性，即尽量与已有的结构在风格上、尺寸上协调一致，并最大限度地选用公用件、借用件和标准件。 （8）：机柜装配、调整和维修的可行性。 （9）：提高机柜的通用化、系列化、标准化水平。 一：? 我国机柜结构和工艺的现状 近年来,我国机柜结构和工艺有了很大改进和提高,表现在以下几个方面： 1）热轧角钢、型钢整体焊接结构已基本淘汰,冷轧钢板弯曲成形和冷滚弯成型的组装式结构已经逐渐普及。新型组合式机柜也在不同的领域不断开发并得到应用。组合式机柜逐渐得到推广。组合式机柜有组装灵活、便于扩展，易组织专业化、标准化设计和生产的优点，但需要有较高的加工精度和组装要求。在当今工艺和装备技术发展的前提下，组装式机柜已成为发展趋势。 2）? 有色金属及其合金在机柜中的应用比例有所提高。由于组合式机柜的普及，有色金 属及其合金（例如铝及其合金、锌合金）以其成型容易、可制造复杂形状及结构、精度高的优点，作为连接件、装饰件，甚至主要支撑骨架，已广泛应用于机柜结构中。 3）? 对机柜电磁屏蔽和静电放电防护水平的要求大大提高。由于电子技术和计算机技术 在电气领域的广泛应用，作为电气产品与外界电磁环境的一个端口（port，即外壳端口enclosure port），机柜的电磁屏蔽和静电放电防护已构成产品电磁兼容要求的一个组成部分。由此，机柜已不仅仅作为机械结构和电气电子设备的一个载体，而成为产品的机电接口及产品的重要组成部分。 4）:随着国外先进技术