Struttura dell'armadio e caratteristiche del processo degli apparati di bassa tensione

I. Introduzione

La struttura del pannello forma la base fondamentale degli armadietti di bassa tensione, rendendo la tecnologia di fabbricazione degli armadietti la fondazione di tutte le fondazioni. Come involucro strutturale, l'armadietto deve soddisfare non solo i requisiti di integrazione funzionale di varie unità elettriche (come tipi standardizzati, combinazioni modulari e distribuzione funzionale), ma anche i requisiti intrinseci dell'armadietto stesso (come robustezza, affidabilità, aspetto ordinato e facilità di regolazione). A causa delle variazioni nei requisiti strutturali degli armadietti e nelle capacità produttive tra diversi produttori, i processi di fabbricazione non possono essere rigidamente standardizzati. Tuttavia, esistono certe caratteristiche tecnologiche universalmente applicabili e cruciali nella produzione degli armadietti. Queste caratteristiche chiave vengono introdotte brevemente di seguito in connessione con la scelta della struttura dell'armadietto.

II. Struttura dell'Armadietto e Caratteristiche Tecnologiche

Le strutture degli armadietti e i loro processi di fabbricazione possono essere generalmente differenziati in base alla forma strutturale, ai metodi di connessione e alla selezione dei materiali.

1. Classificazione per Forma Strutturale

(1) Fisso:

Questo design assicura un fissaggio affidabile di ogni componente elettrico nella sua posizione designata all'interno dell'armadietto. Le forme degli armadietti sono tipicamente parallelepipedi (ad esempio, pannelli o box), sebbene siano utilizzate anche forme trapezoidali (ad esempio, tipo console). Tali armadietti possono essere disposti come singole unità o in file.

Per garantire l'accuratezza dimensionale e geometrica, i componenti vengono solitamente assemblati in fasi—tipicamente formando prima due pannelli laterali o sezioni sinistra-destra, poi assemblando il tutto nell'armadietto completo, o rispettando prima i requisiti dimensionali esterni e poi collegando sequenzialmente i componenti interni. La lunghezza delle parti che formano gli spigoli dell'armadietto deve essere precisamente corretta (con tolleranze prese come valori negativi) per garantire le dimensioni geometriche complessive e l'aspetto esterno. Per i due pannelli laterali, non dovrebbe esserci alcun rigonfiamento al centro per consentire una corretta allineazione durante la disposizione.

Dal punto di vista dell'installazione, la superficie di base non deve presentare alcun afflosciamento. Durante l'allineamento e l'installazione, è essenziale una base livellata, ma sia la piattezza della base che l'armadietto stesso hanno tolleranze intrinseche. Durante l'allineamento, le deviazioni laterali dovrebbero essere minime e non dovrebbero accumularsi, poiché gli errori accumulati possono causare la deformazione dell'armadietto, influire sulle connessioni della barra di alimentazione, portare a un'installazione scorretta dei componenti, creare concentrazioni di stress e persino ridurre la durata della vita degli apparecchi elettrici. Pertanto, durante l'allineamento, si dovrebbe utilizzare il punto più alto della base come riferimento, e le unità successive dovrebbero essere gradualmente livellate ed estese. Quando la piattezza della base è ideale e prevedibile, può essere utilizzato anche un espansione dal centro verso l'esterno per distribuire uniformemente gli errori accumulati.

Per facilitare la regolazione e compensare l'accumulo di tolleranze, le tolleranze di larghezza dell'armadietto sono generalmente specificate come valori negativi. Dopo l'assemblaggio di tutti i componenti dell'armadietto, potrebbe essere necessario effettuare una lavorazione per soddisfare i requisiti dimensionali e geometrici. Per la produzione standardizzata o ad alto volume di armadietti, dovrebbero essere pienamente considerati dispositivi di appoggio e di fissaggio appropriati per garantire la coerenza strutturale. La superficie di riferimento del dispositivo di fissaggio dovrebbe idealmente essere la base dell'armadietto, e i blocchi di posizionamento all'interno del dispositivo di fissaggio dovrebbero essere disposti per facilitare l'accesso e l'operazione. Le porte esterne e parti simili, che tendono a deformarsi durante il trasporto e l'installazione, sono generalmente regolate uniformemente durante l'installazione finale.

(2) Estrattile (Tipo Cassetto):

L'armadietto estrattile è costituito da un corpo fisso e da un'unità removibile contenente i principali componenti elettrici come interruttori. L'unità removibile deve essere facile da maneggiare durante l'inserimento ed estrazione, posizionata in modo affidabile quando installata e interscambiabile con altre unità dello stesso tipo e specifica. La parte armadietto degli armadietti estrattili viene fabbricata in modo simile agli armadietti fissi. Tuttavia, a causa dei requisiti di interscambiabilità, l'armadietto deve avere una precisione superiore, e le parti strutturali correlate devono permettere un adeguato margine di regolazione.

Le caratteristiche di fabbricazione degli armadietti estrattili di bassa tensione sono: (1) le parti fisse e mobili devono condividere un riferimento comune; (2) i componenti correlati devono essere regolati alle posizioni ottimali utilizzando attrezzature standard dedicate, incluse cornici standard degli armadietti e cassettoni standard; (3) le dimensioni critiche non devono superare le tolleranze ammesse; (4) l'interscambiabilità di tipi e specifiche di cassetto identici deve essere affidabile.

2. Classificazione per Metodo di Connessione

(1) Costruzione Saldatura:

I vantaggi includono la facilità di lavorazione, alta resistenza e affidabilità. Gli svantaggi sono grandi tolleranze, suscettibilità alla deformazione, difficoltà di regolazione, aspetto poco attraente e l'impossibilità di pre-rivestire i pezzi. Inoltre, i dispositivi di saldatura hanno requisiti specifici:

• Alta rigidità, non facilmente influenzata dalla deformazione del pezzo;

• Leggermente maggiori delle dimensioni nominali del pezzo per compensare la contrazione post-saldatura;

• Piani, semplici e facili da operare, minimizzando meccanismi rotanti per evitare danni;

• I supporti devono essere accuratamente selezionati per prevenire la corrosione della saldatura e permettere ispezione e regolazione facili, aggiungendo tamponi anticorrosione dove necessario.

La deformazione da saldatura si verifica a causa dell'espansione termica delle molecole nella zona di saldatura, causando un microscopico spostamento durante il raffreddamento che porta a stress residui. Per mitigare la deformazione, devono essere considerati processi di lavorazione. I metodi comuni includono:

• Prevedere l'intervallo di deformazione attraverso test e pre-deformare il pezzo nella direzione opposta prima della saldatura;

• Correggere l'over-regolazione dopo la saldatura;

• Martellare o comprimere le aree relativamente contratte per bilanciare gli stress;

• Riscaldare le aree relativamente gonfiate dopo la saldatura per ottenere una contrazione uniforme;

• Effettuare un trattamento termico generale quando necessario.

Inoltre, la scelta dei punti di saldatura, l'orientamento della linea di saldatura, la sequenza di saldatura e la posizione della saldatura a punti influenzano la deformazione post-saldatura. Un trattamento appropriato può ridurre la deformazione, anche se ciò dipende dalle condizioni specifiche.

(2) Connessione a Mezzo di Elementi di Fissaggio:

I vantaggi includono l'idoneità per parti pre-rivestite, facilità di regolazione e finitura estetica, progettazione standardizzata dei componenti, magazzinaggio pre-produzione e piccole tolleranze dimensionali nel telaio. Gli svantaggi includono una forza inferiore rispetto alla saldatura, requisiti di precisione superiori per i componenti e costi di fabbricazione relativamente elevati. Gli elementi di fissaggio sono tipicamente parti standard, inclusi viti comuni, dadi, rivetti, rivetti ciechi, dadi a morsa regolabili, dadi a trazione pre-caricati e viti autofilettanti. Sono disponibili anche elementi di fissaggio speciali (come quelli utilizzati in molti armadietti di bassa tensione importati).

Caratteristiche tecnologiche: Vengono utilizzati dispositivi di fissaggio per la lavorazione e attrezzature per il posizionamento. Possono essere utilizzati washer a pressione se necessario. Il rivettamento richiede solitamente un pre-trapanamento, e si deve fare attenzione a proteggere il rivestimento su parti pre-rivestite. Per componenti lavorati con centri CNC di precisione o attrezzature dedicate, se i diametri dei fori di connessione mantengono una leggera tolleranza con i diametri degli elementi di fissaggio, l'assemblaggio può essere completato in un'unica fase senza dispositivi di fissaggio. Per i componenti di guida e posizionamento, dovrebbero prima essere stabiliti le posizioni con strumenti di misura dedicati, seguiti da un controllo con attrezzature standard.

(3) Connessione Ibrida (Saldatura e Fissaggio):

Questo metodo combina i vantaggi di entrambi i metodi sopra menzionati. La saldatura viene tipicamente utilizzata nei punti di connessione dell'armadietto, mentre gli elementi di fissaggio vengono utilizzati per sezioni variabili o regolabili. Gli armadietti grandi sono difficili da rivestire dopo la saldatura, quindi le superfici vengono spesso dipinte. Per gli armadietti esterni realizzati con materiali pre-rivestiti che richiedono saldatura, le aree saldate possono essere trattate con spruzzatura termica di metalli.

3. Classificazione per Materiale dei Componenti

(1) Materiali a Sezione:

Questi includono acciaio a L, acciaio a U, tubi d'acciaio a sezione speciale e acciaio a U speciale. I componenti realizzati con acciaio a L o a U sono tipicamente uniti mediante saldatura. Durante il processo, le estremità di connessione devono adattarsi strettamente con margini minimi; altrimenti, la qualità della saldatura e la deformazione saranno compromesse. 

I tubi d'acciaio a sezione speciale possono essere connessi tramite saldatura o elementi di fissaggio. Le parti di connessione richiedono solitamente attrezzature dedicate che devono essere robuste e precise; altrimenti, l'aspetto dell'armadietto sarà compromesso. Utilizzando tubi a sezione speciale uniformi con fori uniformemente spaziati (modulari) e connettori standard, è possibile l'assemblaggio modulare dell'armadietto, semplificando la progettazione, la preparazione dei componenti e la pianificazione della produzione. Tuttavia, questo metodo comporta molte perforazioni, la maggior parte delle quali rimane inutilizzata, e limita la flessibilità spaziale.

Caratteristiche di fabbricazione: Assicurare l'universalità e la precisione dei componenti e dei connettori. La struttura di base dell'armadietto è spesso rinforzata con pannelli. Oltre ai tubi a sezione speciale, vengono utilizzati anche canali a C o tubi rettangolari nervati realizzati con lastre d'acciaio. I canali a C sono adatti al rivestimento, mentre i tubi rettangolari nervati possono arrugginire dopo il rivestimento a causa dell'acido residuo dal decapaggio, quindi la selezione deve essere cauta.

(2) Componenti in Lamiere (esclusi i canali a C e i tubi rettangolari nervati)

Questi possono essere formati completamente secondo le esigenze, senza limitazioni dai profili preformati. Questa progettazione strutturale richiede uno sforzo ingegneristico superiore, ma una volta standardizzata, le variazioni sono minime. Le parti strutturali principali sono solitamente saldate, mentre le aree variabili o regolabili utilizzano elementi di fissaggio (ad esempio, scatole di controllo a bassa tensione e console).

Poiché le strutture in lamiera sono in gran parte saldate e formate in un unico pezzo, deve essere affrontata la restringitura o il rigonfiamento indotto dalla saldatura. I punti di saldatura dovrebbero essere equidistanti, le linee di saldatura lisce, la lavorazione post-saldatura eseguita, gli orli dritti, e il centro di entrambi i lati non deve sporgere oltre gli orli anteriore e posteriore. Se esistono partizioni interne, queste dovrebbero essere saldate dopo che i due lati sono stati correttamente formati.

Gli armadietti di controllo a console sono i più adatti per i componenti in lamiera. Quando diverse unità sono disposte in fila, il piano del tavolo dovrebbe essere allineato e posizionato solo dopo che l'intera fila è stata messa in posizione.

III. Conclusione

Come analizzato sopra, la scelta delle strutture degli armadietti deve essere determinata non solo dai requisiti funzionali degli apparati di commutazione, ma anche dai vincoli dei processi di fabbricazione. Il livello di tecnologia di fabbricazione influenza direttamente la progettazione strutturale e la selezione dei materiali degli armadietti.