电控柜结构优化设计与实现

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1、电控柜结构优化设计与实现广州南方电力集团科技发展有限公司广东广州510000摘要：文章主要通过对旧式的机柜与控制台结构设计的实际着手，探讨了机柜和控制台结构优化设计的可行性，最后在保持产品基木结构和不会影响元器件功能的正常发挥的前提下，从美学和视觉原理角度出发，分别对机柜和控制台的结构优化设计进行了阐述，以期能够改善机柜的外观质量，进而创造出更高的效益。关键词：电气设备；电控柜；结构设计电气设备可靠性对于电气设备来说，起着重要的作用，并且随着科学技术的发展，知识经济、信息化高速发展时代的到来，电子技术不断更新与发展,人们对电气设

2、备的需求己经远远超过单纯的物质享受。在这种背景之下，作为电气设备的一般结构形式，机柜和控制台机的结构设计被提出了更高的要求。因此,加强对电气设备机柜、控制台的可靠性与美观性研究与设计具有十分重要的现实意义。1旧式机柜和控制台存在的问题旧式的机柜一般分为高压开关柜和低压配电屏两种，而一般单位和房屋建筑用得最多的是低压配电屏，它含以下几种系列：GGD系列，GGL1型固定式系列，GHL型固定式系列，GCL1系列等等。纵观这几种类型，它们的结构有一个共同点，那就是所有的柜体几乎都是采用型材焊接而成。在强度上以及密封性上，焊接有其优点，但

3、是在实际生产中，采用焊接结构不利于成批生产，不利于抢时间和赶进度，不利于编写标准化的加工工艺，且焊后产品容易变型，尤其是在代表现代加工先进水平的数控设备上，更不能体现其高效率、高精度和高可靠性。另外，在产品的运输上，也带来实际性的困难。在设计这类产品时，考虑更多的是它的实用性，却忽略了操作者在使用过程中的方便性、合理性、舒适性和工作效率最优化的特点；没奋在满足使用要求的前提条件下，根据产品的使用环境合理的搭配颜色，根据人机工程学原理合理确定造型物的尺度以减少疲劳和提高劳动效率。2机柜和控制台结构优化设计的可行性分析机柜和控制台的

4、结构形式多样，通常采用型材如角钢、槽钢焊接而成。由于焊接工艺性特性，使得焊接后的产品在外形尺寸上、变形上很难得到控制，这样一来常常使得与其配合的产品报废重做，耗费大量的人力和物力。尤其，当不定吋需要大批量的机柜和控制台吋，不能按时按质的保证客户的需求，也不能保证产品的一致性，严重影响产品的市场竞争力。本设计人胆的利用薄板材料成型型材的结构，把整个机柜和控制台化整为零，分成一个个单独的零部件，采用螺栓连接，不但便于运输和装配，更重要的是由于零部件已标准化和通用化，可以实现大批量生产，随时都可以组装成产品，随时满足用户的需求。利用薄

5、板结构加工成机柜和控制台，在强度和可靠性上与型材焊接而成的机柜进行如下比较。(1)薄钢板的特性分析改形后的机柜和控制台的零部件采用的是用厚度为1.5〜2.0mm的冷乳Q235-A钢板折弯而成，这是因为冷轧钢板变形系数小，板面平正，机械加工性能好，可以加工成各种所需的形状，应用范围广，它的冷弯冷拉试验符合GB700-79同类钢的甲类钢。•其主要性能指标为抗拉强度σb=38〜47kg/mm2,屈服强度σS=24kg/mm2。其受力强度远远超过实际所要求的技术指标，且其表面处理性能好，易于喷涂，吸附性强。(2)

6、连接强度的分析整个机柜是通过螺栓把-个个零件连接而成的，机柜的受力主要通过一个个的螺栓来承受。现在来分析螺栓的受力情况。当机柜或控制台处于静止安装好的状态吋，螺栓受到的只是起连接作用的紧固力，它对螺栓的性能不会产生破坏的影响，只奋当机柜或控制台在运输或起吊过程中其载重会对螺栓产生很大的竖直向下的剪切力。该力可能使螺栓发生变形甚至断裂。现以一台标准机柜为例。标准机柜尺、j*为：L•W•H=1000×800×2200(mm3),自带一变压器型号为：SCL-30/6,总重量为300kg，机枳

7、本身及内装元器件的总重量约<250kg,这样，当机柜在运输起吊过程中每棵螺栓受到的剪切力大约为550kg,而所选用的螺栓是M6的普通螺栓，其性能参数如下：公称应力截面积为20.1/mm2，保证载荷为：7640kgf,即每•一个M6的螺栓能承受的最大剪切力为7640/9.8=780kg>；550kg,故该种用螺栓连接的结构能满足使用要求。另外，在实际生产过程中不难发现，以前用型材加工焊接而成的机柜，每一台从投产到成品加工出来，至少要4-5天的时间，而改用现在的螺栓连接结构，只要1天吋间，大大提高了生产速度。3机柜和控制台

8、结构优化设计与实现3.1机枳的优化设计大部分企业使用的机柜结构简单，其侧面示意如图1所示。该机枳尺寸为L•W•H=1000mm×780mm×2000mm,不符合国际标准，不利于与国际接轨，且视觉效果差，给人一臃肿的感觉