摘要：在電力系統(tǒng)中，低壓母線橋作為一種常見(jiàn)的配套電氣設(shè)備，若需要進(jìn)行設(shè)計(jì)變更或檢修操作，將會(huì)導(dǎo)致重新安裝，延長(zhǎng)工期，加大成本。文章通過(guò)對(duì)普通低壓母線橋進(jìn)行快速拼裝式分析，希望能夠提高工作效率，降低成本。

關(guān)鍵詞：電氣設(shè)備；快速拼裝；低壓母線橋；電力系統(tǒng)；拼裝方式 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM645 文章編號(hào)：1009-2374（2015）33-0051-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.33.027

目前國(guó)內(nèi)使用的低壓母線橋主要在電力系統(tǒng)中交流380V低壓電氣設(shè)備中配套使用，作為配電變壓器、低壓進(jìn)、出線柜等的母排連接設(shè)備，對(duì)母排支持和保護(hù)。低壓母線橋使用的材質(zhì)主要是冷軋鋼板，生產(chǎn)工藝為下料、沖孔、折彎、電焊后，對(duì)整體成品進(jìn)行噴漆，然后再進(jìn)行組裝。低壓母線橋成品一般都由橋座和橋身兩部分組成。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)管理員經(jīng)驗(yàn)以及售后服務(wù)人員反饋資料，母線橋如果遇到設(shè)計(jì)變更和母線檢修操作時(shí)，避免不了更換橋架和整體拆起檢修。同時(shí)由于普通母線橋的產(chǎn)品特點(diǎn)是整體式，不容易進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)改造，這樣必然導(dǎo)致普通母線橋需要重新制作或者維護(hù)后重新安裝，不僅造成一定的浪費(fèi)，還會(huì)帶來(lái)工期的延長(zhǎng)。鑒于以上分析，筆者通過(guò)與企業(yè)的交流與合作，經(jīng)過(guò)查詢相關(guān)資料、咨詢生產(chǎn)售后人員之意見(jiàn)，認(rèn)真摸索，改變生產(chǎn)材料，對(duì)柜體結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新三維建模，重新設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，進(jìn)行力學(xué)CAE分析，創(chuàng)新優(yōu)化產(chǎn)品車間生產(chǎn)工藝流程，從而達(dá)到設(shè)計(jì)拼裝式低壓母線橋的目的。

1 快速拼裝式低壓母線橋的設(shè)計(jì)思路與過(guò)程

1.1 材料選擇

在設(shè)計(jì)開(kāi)始過(guò)程中，考慮到現(xiàn)場(chǎng)的快速可更換性，新設(shè)計(jì)的低壓母線橋的原材料采用不需噴塑的敷鋁鋅板，顏色為銀灰色。使用這種材料的優(yōu)點(diǎn)在于可以實(shí)現(xiàn)快速的生產(chǎn)（普通母線橋由冷軋鋼板制作，重新生產(chǎn)需要復(fù)雜噴涂工藝）。

1.2 拼裝式母線橋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

一般母線橋可分為兩種結(jié)構(gòu)：橋座與橋身。橋座分別直接固定在低壓配盤上方，橋身為安裝母線夾，從而對(duì)母線銅鋁排進(jìn)行支撐。在拼裝式重新設(shè)計(jì)中，由于改變了原來(lái)的焊接方式，必須采用拼接式，于是橋座的設(shè)計(jì)采用八立柱結(jié)構(gòu)和四個(gè)復(fù)合折彎后的外表面，二者之間用M6拉鉚螺母和M6螺栓緊固；橋身使用液壓折彎后的“U”形橋。橋座和橋身通過(guò)預(yù)留M8拉鉚螺母和M8螺栓緊固（同樣改變一般的電焊方式）。設(shè)計(jì)成這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是：生產(chǎn)時(shí)通過(guò)預(yù)留拉鉚孔，然后“種”拉鉚頭、氣壓成形拉鉚螺母的方式，改變?cè)瓉?lái)的焊接連接工藝；所有元件無(wú)需噴塑（使用冷軋鋼板時(shí)必須增加酸洗、磷化、噴塑等工藝）；可以實(shí)現(xiàn)需要更換的部分零件替換，也可以單獨(dú)拆卸單個(gè)零件；當(dāng)需要對(duì)母線橋內(nèi)部的母線操作維護(hù)時(shí)，只要打開(kāi)頂蓋板，用螺絲刀、扳手等工具，拆除四個(gè)采用折彎主體面中的一個(gè)后，就可以操作母線（不必像普通母線橋先拆母線后再整體拆卸母線橋的麻煩）。檢修完成后，再次封上剛拆下的那個(gè)面和頂蓋板即可。

1.3 快速拼裝式母線橋二次優(yōu)化設(shè)計(jì)

經(jīng)過(guò)在企業(yè)中的生產(chǎn)試制，計(jì)算機(jī)力學(xué)CAE分析等工作后，筆者通過(guò)創(chuàng)造性思維方法，發(fā)現(xiàn)這種拼裝的方法還可以“提速”。通過(guò)車間的生產(chǎn)走訪及詳細(xì)觀察，結(jié)合創(chuàng)新思路，筆者重新設(shè)計(jì)母線橋，使之真正實(shí)現(xiàn)快速。橋座采用四立柱結(jié)構(gòu)（比原來(lái)減少四個(gè)），即將四個(gè)立柱與四個(gè)折彎后的外觀面進(jìn)行融合設(shè)計(jì)，二者之間改用自攻螺絲Φ6mm安裝而成，四個(gè)復(fù)合折彎面取消復(fù)合折彎步驟；橋身仍然使用液壓折彎后的“U”形橋，但在關(guān)鍵受力部分，即折彎部分增加自攻式加強(qiáng)筋。橋座和橋身仍然通過(guò)預(yù)留M8拉鉚螺母和M8螺栓緊固。設(shè)計(jì)成這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是：生產(chǎn)速度快，主要連接部分均用自攻螺絲安裝，強(qiáng)度更好，加長(zhǎng)了主立柱使鈑金結(jié)合更緊密；增加了自攻式加強(qiáng)筋，橋身更穩(wěn)定，如圖1：

圖1 快速拼裝低壓母線橋整體

2 快速拼裝式低壓母線橋生產(chǎn)工藝過(guò)程對(duì)比

首先與普通低壓母線橋在生產(chǎn)方面進(jìn)行對(duì)比，減少了表面處理這一工藝，大大提高了生產(chǎn)效率，為客戶提供高效快捷的售后服務(wù)，這里不再贅述。下面主要分析二次優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)后對(duì)生產(chǎn)工藝的影響。

2.1 對(duì)沖床的工藝影響

如上述，對(duì)原有拼裝式低壓母線橋進(jìn)行創(chuàng)新二次優(yōu)化，更新設(shè)計(jì)后，可節(jié)省沖床時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。由于總零件數(shù)的減少，必然帶來(lái)沖床的加工時(shí)間減少，比如沖孔換沖頭的時(shí)間減少。取消復(fù)合折彎，使四個(gè)面板的尺寸變小，也方便了沖床下料及下料時(shí)間。

2.2 對(duì)折彎的工藝影響

二次優(yōu)化后的快速拼裝母線橋優(yōu)，能節(jié)省折彎時(shí)間，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。原低壓母線橋采用笨重的復(fù)合折彎模具（需三人抬換）進(jìn)行加工，由于將大零件改成小零件后，只需用普通小型折彎模具（一人抬換），節(jié)省人力。同樣的，由于零件總數(shù)量減少，原初步設(shè)計(jì)的低壓母線橋一套約需28個(gè)零件，創(chuàng)新后母線橋只需22個(gè)零件，加工數(shù)量的減少，帶來(lái)了更高的生產(chǎn)效率。

2.3 對(duì)安裝的工藝影響

新的快速拼裝母線橋取消復(fù)雜的拉鉚環(huán)節(jié)，大部分采用全自攻安裝方式，安裝效率大幅提高。原來(lái)的生產(chǎn)時(shí)通過(guò)預(yù)留拉鉚孔，然后“種”拉鉚頭、氣壓成形拉鉚螺母的方式，比較繁瑣，自攻安裝方式，只需要將自攻螺絲用氣槍攻入就可以，大大減少了安裝時(shí)間。同時(shí)單一橋座采用四立柱結(jié)構(gòu)，比原來(lái)減少四個(gè)（一般橋座有兩個(gè)，配一個(gè)橋身，總計(jì)減少八個(gè)），縮短了安裝工序，節(jié)省了大量生產(chǎn)時(shí)間。

3 快速拼裝式低壓母線橋設(shè)計(jì)總體評(píng)估

正如上文所述，此次的改進(jìn)過(guò)程共涉及兩個(gè)部分：一部分是由焊接方式的改良，為主要改良。減少了電焊后酸洗、磷化、噴塑等多種鈑金表面處理工藝，且可以實(shí)現(xiàn)部分需要更換的零件的替換，也可以單獨(dú)拆卸單個(gè)零件。以往焊接式橋架，如設(shè)計(jì)誤差、更改等因素，有可能要將兩個(gè)橋座、母線都拆除，重新制作；在檢修方面，如需對(duì)柜內(nèi)母線操作，由于焊接的空間局限時(shí)，人無(wú)法進(jìn)入，有時(shí)也必須整體拆除后作業(yè)。使用快速拼裝式低壓母線橋，只要拆開(kāi)其中一個(gè)主體面，就可快速進(jìn)行更換作業(yè)，安裝完成后再鎖上。即啟用新母線橋后，更換的只是局部。另一部分則是拼裝結(jié)構(gòu)的二次優(yōu)化。在增加母線橋強(qiáng)度的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)車間生產(chǎn)效率提升，對(duì)數(shù)控加工的剪、沖、彎、裝等各個(gè)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)加工時(shí)間的減少、勞動(dòng)強(qiáng)度的下降?？焖倨囱b式低壓母線橋已經(jīng)成功投產(chǎn)數(shù)座，主要在泉州地區(qū)多個(gè)工程配電室通電運(yùn)行，使用效果良好，得到用戶及售后人員的肯定。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)低壓母線橋材料、結(jié)構(gòu)的重新設(shè)計(jì)，帶來(lái)車間的生產(chǎn)方式改變，拼裝方式上采用標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)零件通用性強(qiáng)，可以實(shí)現(xiàn)車間的備貨生產(chǎn)，為特殊、加急工程和改造工程做準(zhǔn)備；另外，安裝零件少，安裝速度快，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了母線橋在現(xiàn)場(chǎng)安裝的安裝效率提升，提高了運(yùn)行維護(hù)速度，降低了現(xiàn)場(chǎng)安裝強(qiáng)度。當(dāng)然，實(shí)際生產(chǎn)、運(yùn)行過(guò)程中一定還有可以再提升的地方，這需要設(shè)計(jì)者多花時(shí)間和精力，不斷鉆研新知識(shí)、新工藝，充分從多方面設(shè)想、考慮，才能做出更優(yōu)秀的產(chǎn)品。

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作者簡(jiǎn)介：黃誼福（1979-），男，福建永春人，供職于福建水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院，工程師，研究方向：機(jī)械工程。

（責(zé)任編輯：陳 潔）