首页 > 解决方案 > 电子 > CETOL_油阻尼短 CETOL_油阻尼短路器公差设计与优化
1.问题描述 
    本案例是应用在低压电器行业的油阻尼短路器装配体上,油阻尼短路器是电路过载保护装置,它在工业项目上有着广泛的应用。本次分析主要考虑壳体、摇臂、导电体等部件由于本身的制造误差和装配误差对短路器的气隙和扣紧量尺寸的影响。

 图1  油阻尼短路器装配总成

2.解决方案 
1)设置公差分析目标
本装配体主要由壳体、手柄、导电体、摇臂、铆钉、动铁销、动铁、静铁等零件组成,静铁由于和电阻线圈装配在一起,当线圈通电,静铁产生磁力,吸引动铁,动铁和静铁的气隙为零,动铁和静铁接触,接通电源,断路器工作。合理的气隙对能否正常接通电源产生重要影响。因此把气隙作为分析目标。另外,摇臂和动铁之间的扣紧量也是短路器非常关心的指标,此尺寸涉及到短路器是否滑扣。所以,也把扣紧量作为分析目标。具体分析位置,请看下图:
   
气隙                   扣紧量
        图2   设置分析目标

2)定义装配关系
装配过程中设置壳体作为装配的基准件。安装过程中导电件的约束:导电件的约束一个平面约束,两个销孔约束。铆钉的约束:设置铆钉与外壳之间的平面约束,再设置铆钉与外壳中心孔同心。动铁销的约束:动铁销只约束一个销孔配合自由度。 动铁的约束:动铁与动铁销之间一个下圆弧面相切约束。另外有一个大圆弧与动铁销之间也存在相切约束。摇臂的约束:摇臂下平面与铆钉之间有个平面约束。与铆钉销柱之间有一个同心约束,摇臂扣紧面与动铁过渡圆弧线之间有一个接触约束。平面约束、与点同心约束、点接触平面约束保证摇臂处于准确约束状态。
 

  图4 动铁和动铁销之间的约束    图5  动铁和摇臂之间的约束
3.实施步骤
1)分析设置
在公差分析前,设置各个输入尺寸的默认公差,由于本装配体主要有塑料件和金属部件组成,大部分尺寸公差在正负0.03,线性尺寸公差在正负0.05,形状和位置公差的默认值设置为正负0.05,各个公差的精度等级设置为2位数。具体设置如下图:

 图6  设置输入尺寸公差的默认值

2)求解
启动分析求解器,选择1阶导数近似求解方法。

图7 运行分析界面

3)分析结果气隙的求解结果表明:基于统计分析的sigma值为1.448,每百万个产品的失效率为147619个,合格率为85.24%。气隙分析的合格率与实际生产的合格率数字很接近。

4.结果分析
本次分析考虑导电体在安装过程中,由于外力的作用,导电体在销孔偏心的情况下,它的位移对装配质量的影响。输入尺寸公差时,特别考虑各个孔的位置度和铆钉的同轴度对气隙和扣紧量的影响。由此计算得出的统计分析结果和实际结果很接近。CETOL分析结果数据,给出了影响质量的关键尺寸和公差,帮助快速改进设计和公差。