圆柱形螺旋拉簧的首尾连接技术

2018-02-05刘雅妮李文华胡爱红

新技术新工艺 2018年1期

刘雅妮，李文华，胡爱红

(西安西电开关电气有限公司，陕西西安 710077)

在高压SF6全封闭组合电气产品中，梅花触头是一种应用广泛的电接触结构[1]。其优点是适用于静接触和动接触，且特别适用于静接触；缺点是径向结构尺寸大，影响产品结构的小型化，尤其是对母线单元的影响。

圆柱形螺旋拉簧是梅花触头的重要结构件之一，其作用是为该类电接触结构提供相应的接触力。它是一个用弹簧接头将圆柱形螺旋拉簧首尾相连而形成的封闭的环状结构[2-3]，但此类弹簧的装配一直为手工作业，制约了效率的提升。

长期以来，该种梅花触头用圆柱形螺旋拉簧的装配是通过台钳夹持接头(见图1)，用平口钳夹持圆柱形螺旋拉簧(见图2)，依靠人为力量将圆柱形螺旋拉簧旋入接头。由于装配好的圆柱形螺旋拉簧对配合精度和装配强度均有要求，因此，不仅对操作人员的经验有较高要求，而且费时、费力，并存在一定的废品率(见图3)。由于在126～550 kV高压SF6全封闭组合电气产品中普遍采用了该种梅花触头的电接触结构，因此，就显现了手工装配持续时间长、劳动强度大的弱点。为了提高劳动效率、降低劳动强度，本文开展了圆柱形螺旋拉簧装配技术的研究。

图1 接头

图2 圆柱形螺旋拉簧

图3 废品

1 总体方案

以提高劳动效率、降低劳动强度为目标，进行螺旋拉簧装配技术的研究，应从拉簧及接头的夹持，以及机械的相互旋入这2个方面入手。

为简化结构，缩小体积，降低故障率，对拉簧及接头的夹持器采用C型卡子的结构设计，对相互机械旋入的机构采用手动结构设计[4]。

2 结构设计

2.1 拉簧及接头的夹持

由于圆柱形螺旋拉簧的装配为旋入式，在装配过程中应对拉簧及接头同时施以足够大的机械夹持力，因此，将夹持机构的数量设定为2个。该夹持力依靠紧定螺钉压紧，紧定螺钉的选用依据为紧固压力大于拉簧旋入力值，小于拉簧弹性抗力，这样才能既保证拉簧端口的旋入，又不至于将拉簧夹扁。

在圆柱形螺旋拉簧的结构中，拉簧与其接头的径向尺寸是不同的。圆柱形螺旋拉簧的首尾连接要通过2次的旋入作业才能够完成，初次的旋入作业中两夹持机构所夹持的径向尺寸是不同的，而在再次的旋入作业中两夹持机构所夹持的径向尺寸是相同的。

另外，受高压SF6全封闭组合电气产品通流能力的影响，梅花触头在不同电压等级产品中的径向尺寸是不同的；因此，为使尺寸各异的梅花触头都能够具有等值的电接触力，应选择不同丝径及外径的圆柱形螺旋拉簧[5]。

考虑所需夹持机构应具备可夹持不同径向尺寸的功能，对夹持机构采用圆弧限位、犬牙防滑和螺纹压紧结构的卡口(见图4)。

图4 卡口示意图

2.2 机械旋入

要实现圆柱形螺旋拉簧的旋入式装配，两夹持机构之间应具备相对的螺旋位移功能。众所周知，在机械运动中，螺旋位移一般是由角位移与轴向位移合成的，为实现该项运动功能，只需将2个夹持机构中的一个作固定结构设计，另一个作运动结构设计即可。其中，对作运动结构设计的那一个，拟采用在回转轴承中镶嵌并固定花键孔导套的结构，从而使花键轴具备既能在回转轴承中转动，又能在花键孔中做轴向滑动的功能(见图5)。