CN109119907B - 一种开关柜框架及其制造工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种开关柜框架及其制造工艺，涉及开关柜技术领域，其技术方案要点是：开关柜框架包括底框、顶框、设置在顶框和底框之间的多根支撑柱、设置在支撑柱之间的多个侧板，支撑柱相互正对的侧壁上均固定有安装板，安装板上开设有安装槽，安装槽呈圆弧形，安装槽的槽壁设置有橡胶垫；侧板上固定有用于与安装槽插接配合的安装片，转动所述侧板能将安装片插入安装槽内。本本开关柜框架的支撑柱与侧板的安装方便快捷，并克服了螺栓安装效率低、单人安装不便、振动下容易松动的问题，且侧板与支撑柱的固定较为稳固，可靠性高。本开关柜框架使用常见的原料即可完成生产，且原料利用率高；本制造工艺的可实施性高，且能提升生产效率。

Description

一种开关柜框架及其制造工艺

技术领域

本发明涉及开关柜技术领域，特别涉及一种开关柜框架及其制造工艺。

背景技术

开关柜是在电力系统进行发电、输电、配电和电能转换的过程中，进行开合、控制和保护的用电设备。开关柜内的部件主要包括断路器、隔离开关、负荷开关、操作机构、互感器以及各种保护装置等，开关柜广泛应用于发电厂、变电站、石油化工、冶金轧钢、轻工纺织、厂矿企业和住宅小区、高层建筑等各种不同场合。开关柜柜体一般由框架、外板组合而成。

现有公开号为CN1706084A的中国发明专利申请公开了一种开关柜框架，包括水平和垂直的框架型材，垂直框架型材上开设有多孔，垂直框架型材上可通过螺栓固定侧板，然后可在侧板上安装柜板形成开关柜整体。

但拧螺栓需要耗费大量时间，在该框架的垂直框架型材上安装侧板效率较低，且单人安装时较为不便；除此之外，螺栓在振动环境下会产生容易松动的问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的第一目的在于提供一种开关柜框架，支撑柱与侧板的安装方便快捷，并克服了螺栓安装效率低、单人安装不便、振动下容易松动的问题。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种开关柜框架，包括底框、顶框、设置在顶框和底框之间的多根支撑柱、设置在支撑柱之间的多个侧板，所述支撑柱相互正对的侧壁上均固定有安装板，所述安装板上开设有安装槽，所述安装槽呈圆弧形，所述安装槽的槽壁设置有橡胶垫；所述侧板上固定有用于与安装槽插接配合的安装片，转动所述侧板能将安装片插入安装槽内。

通过上述技术方案，人员能手持侧板并转动侧板、将安装片滑入安装槽内的方式完成侧板与支撑柱的固定，安装过程中无需扶持，单人也能方便快捷地完成安装。由于安装槽呈圆弧形，则安装片必须通过转动的方式与侧板实现拆装，正常使用情况下，施加于侧板的单向推力不易使安装片与安装槽分离；橡胶垫将安装片夹紧并产生较大的静摩擦力，同时能起到吸震作用，橡胶垫进一步提高了侧板安装后的紧固程度。本开关柜框架的侧板在与支撑柱固定时，无需采用螺栓进行紧固，则无须在拧螺栓上耗费大量时间，也不会存在螺栓松动的问题。

优选的，所述安装槽的深度方向朝向底框，所述安装槽的圆弧角度至少为90度。

通过上述技术方案，安装槽的深度方向朝向底框时，安装片不易自发与安装槽分离；当安装槽的圆弧角度大于或等于90度时，施加于侧板的单向推力不易使安装片与安装槽分离，进一步提高了侧板安装后的紧固程度。

优选的，所述安装板上开设有限位槽，所述限位槽与安装槽背离底框的槽壁连通，所述限位槽内滑动设置有限位杆；所述限位杆能通过滑动将安装片限位于安装槽内。

通过上述技术方案，当安装片完全插入安装槽内时，限位杆能通过滑动至安装槽内，并将安装片限位于安装槽内，则安装片不易自发与安装槽脱离。

优选的，所述限位槽位于安装板相互正对的板面上，当所述安装片完全插入安装槽内时，所述侧板正好位于限位槽口部，并将限位杆限位于限位槽内。

通过上述技术方案，当安装片完全插入安装槽内时，侧板正好位于限位槽口部，并将限位杆限位于限位槽内，限位杆不易掉落；且这样设置无须将限位槽设置为缩口状，降低了限位槽的加工难度。

本发明的第二目的在于提供一种制造工艺，能够提高板材的利用率，且具有可实施性高、制造效率高的优势。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种制造工艺，用于制造上述的开关柜框架，包括以下步骤：

步骤S1：将柱状金属原料切割、焊接成顶框和底框；

步骤S2：在底框和顶框上焊接供支撑柱插接固定的固定座；

步骤S3：将条形金属板料切割成侧板、安装板、安装片的胚料；之后同步执行步骤S31~步骤S33；

步骤S31：在安装板上切割出安装槽；步骤S32：将安装片压弯至与安装槽形状对应的弧形板；步骤S33：在支撑柱上加工出限位槽；

步骤S4：在安装槽的槽壁上安装橡胶垫；

步骤S5：将安装板焊接至支撑柱上，将安装片焊接至侧板上；

步骤S6：将支撑柱、底框、顶框通过插接组装，将侧板通过安装片与安装槽的配合安装至支撑柱上，取预制好的限位杆插入限位槽内。

通过上述技术方案，本制造工艺能将普通的金属原料制成成品，侧板和安装板可由连续的大长度板料通过切割长度形成，切割过程中不产生余料，从而减少浪费；步骤S31、步骤S32、步骤S33互不影响，则交由不同人员同步加工，能显著提升本开关柜框架的制造效率；且本制造工艺的可实施性高。

优选的，所述步骤S4时，橡胶垫采用热压合的方式与安装槽的槽壁固定。

通过上述技术方案，热压合时，橡胶垫受热软化，并在压力作用下紧贴固定于安装槽的槽壁，与普通的胶黏、卡接方式相比结合强度更高，橡胶垫不易自发与安装板分离。

优选的，所述步骤S4包括处于安装橡胶垫前的步骤S41：在安装板上用于接触橡胶垫的位置以喷雾的方式喷涂蚀刻液进行蚀刻，之后清洗安装板。

通过上述技术方案，喷雾出的蚀刻液会产生大量小液滴，呈小液滴状的蚀刻液会在安装板上侵蚀出多个凹坑；热压合时，橡胶垫受热软化，橡胶垫会产生与步骤S41蚀刻形成的凹坑形状对应的凸起，凸起与凹坑的配合极大地加强了橡胶垫与安装板的结合强度。

优选的，安装板上开设有工艺槽，所述工艺槽位于安装槽的弧形圆心；所述步骤S31时，使用电钢丝锯进行安装槽的加工，电钢丝锯的工作台上转动设置有夹具，所述夹具包括用于与工艺槽相抵的夹柱、与安装板背离工艺槽的侧壁相抵的夹板、将夹柱和夹板连接固定的支撑板，所述夹具的转轴与夹柱的轴线重合；所述支撑板上堆叠多个安装板以同时加工安装槽。

通过上述技术方案，加工安装槽时，将安装板放置于支撑板上，同时将夹柱对准工艺槽，支撑板上可堆叠多个安装板以同时加工安装槽，提高生产效率。加工时，启动电钢丝锯，然后人员驱使安装板和夹具绕夹具的转轴转动，直至安装槽加工至所需的角度，加工过程一次完成；安装槽的加工较为方便，且安装槽的形位精度较高。

优选的，安装片的形状为直角梯形，所述步骤S3时，制造安装片所用的条形金属板料不产生余料。

通过上述技术方案，安装片也可由连续的大长度板料通过切割长度形成，相邻的安装片胚料呈中心对称状，则安装片能完全利用板料，切割过程中也不产生余料；条形金属板料的利用率极高，能够减少浪费。

综上所述，本发明对比于现有技术的有益效果为：

1、本开关柜框架的支撑柱与侧板的安装方便快捷，并克服了螺栓安装效率低、单人安装不便、振动下容易松动的问题；

2、通过设置橡胶垫和限位杆，侧板与支撑柱的固定较为稳固；

3、本开关柜框架及其制造工艺使用常见的原料即可完成生产，且原料利用率高；

4、本制造工艺的可实施性高，且能提升生产效率。

附图说明

图1为实施例一的开关柜框架的立体图，主要突出本框架的整体结构；

图2为实施例一的开关柜的爆炸图，主要突出各部件的配合结构；

图3为图2的A处放大图，主要突出安装槽、限位槽的结构；

图4为实施例一的开关柜的局部图，主要突出侧板和安装片的结构；

图5为实施例二的安装片的切割图，主要突出在原料上切割安装片的方式；

图6为实施例二的步骤S31的示意图，主要突出夹具的结构；

图7为实施例二的步骤S4的示意图，主要突出橡胶垫和凹坑的结构。

附图标记：1、支撑柱；2、侧板；3、底框；4、顶框；31、固定座；5、安装板；51、安装槽；511、橡胶垫；21、安装片；52、限位槽；53、工艺槽；521、限位杆；6、电钢丝锯；61、夹具；611、夹柱；612、夹板；613、支撑板；54、凹坑。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

实施例一：

一种开关柜框架，如图1和图2所示，包括四根支撑柱1、多个侧板2、矩形的底框3和顶框4，支撑柱1、侧板2、底框3和顶框4能通过插接组合形成开关柜的框架整体。

底框3由四根长方体杆件组合固定而成，底框3顶面的四个角上均固定有固定座31，固定座31的内部中空，固定座31形成供支撑柱1插接的空间；顶框4的结构与底框3相同，在此不作赘述。

如图2和图3所示，支撑柱1相互正对的侧壁上固定有供侧板2安装的安装板5，安装板5上开设有多个安装槽51，多个安装槽51沿安装板5的长度方向间隔分布，安装槽51贯通安装板5的两个板面，安装槽51的槽口朝向与安装板5的侧壁垂直，安装槽51的形状为圆弧形，安装槽51的槽深方向逐渐向底框3方向弯曲。安装槽51的槽壁紧贴设置有橡胶垫511。

如图3和图4所示，侧板2水平设置于相邻的安装板5之间，侧板2的两端均固定有安装片21，安装片21由直角梯形状的板弯曲而成，安装片21通过梯形的下底与侧板2固定，安装片21的梯形直角边的弧线形状与安装槽51相同，安装片21的梯形直角边延伸出侧板2的长度两端外。当安装片21通过转动完全进入安装槽51内时，侧板2正好位于对向设置的两个安装板5之间，且侧板2正好垂直于底框3的框面；此时橡胶垫511将安装片21夹紧并产生较大的静摩擦力，橡胶垫511同时起到吸震作用，安装片21不易自发与安装槽51分离。本实施例中的安装槽51的圆弧角度为90度，当安装槽51的圆弧角度大于或等于90度时，施加于侧板2的单向推力不易使安装片21与安装槽51分离，进一步提高了侧板2安装后的紧固程度。

安装板5上对应于每个安装槽51均开设有限位槽52和工艺槽53，其中限位槽52位于安装板5相互正对的板面上，工艺槽53位于安装槽51的弧形圆心且与安装板5的侧壁相通。限位槽52的槽长方向沿安装板5的长度方向，限位槽52靠近安装槽51的槽口，且与安装槽51背离底框3的槽壁连通，限位槽52内滑动设置有限位杆521，人员可通过手指驱使限位杆521滑动；橡胶垫511上开设有供限位杆521穿过的孔。当安装板5处于竖直状态时，限位杆521能通过自身重力滑动至安装槽51内，并将安装片21限位于安装槽51内，则安装片21不易自发与安装槽51脱离。当安装片21完全插入安装槽51内时，侧板2正好位于限位槽52口部，并将限位杆521限位于限位槽52内，限位杆521不易掉落。

综上，本开关柜框架的侧板2在与支撑柱1固定时，无需采用螺栓进行紧固，则无须在拧螺栓上耗费大量时间，也不会存在螺栓松动的问题；通过设置橡胶垫511和限位杆521，侧板2和支撑柱1的固定足够稳固，两者不易产生相对滑移。人员能通过手持侧板2，并转动侧板2的方式完成侧板2与支撑柱1的固定，安装过程中无需扶持，单人也能方便快捷地完成安装。

实施例二：

一种制造工艺，用于制造上述的开关柜框架，包括以下步骤：

步骤S1：如图1和图2所示，将柱状金属原料切割、焊接成顶框4和底框3。

步骤S2：将筒状金属原料切割成短节以形成固定座31，然后将固定座31焊接至底框3、顶框4的对应位置。

步骤S3：将条形金属板料切割成侧板2、安装板5、安装片21的胚料。其中侧板2和安装板5的胚料由连续的大长度板料通过切割长度形成，切割过程中不产生余料；如图5所示，安装片21的胚料为等腰梯形，安装片21也由连续的大长度板料通过切割长度形成，相邻的安装片21胚料呈中心对称状，则安装片21能完全利用板料，切割过程中也不产生余料。综上，条形金属板料的利用率极高，能够减少浪费。

步骤S3完成后，同步执行步骤S31~步骤S33：

步骤S31：如图6所示，在安装板5上选取位置钻出工艺槽53，然后使用电钢丝锯6加工安装槽51。电钢丝锯6的工作台上转动设置有夹具61，夹具61包括用于与工艺槽53相抵的夹柱611、与安装板5背离工艺槽53的侧壁相抵的夹板612、将夹柱611和夹板612连接固定的支撑板613，其中夹柱611、夹板612的长度方向均沿竖直方向，夹具61的转轴与夹柱611的轴线重合，夹具61的转轴穿入电钢丝锯6的工作台内，并通过轴承与工作台建立转动连接；夹柱611的轴线与电钢丝锯6锯条的轴线之间的距离，和设计的安装槽51的弧度半径相同。

加工安装槽51时，将安装板5放置于支撑板613上，同时将夹柱611对准工艺槽53，支撑板613上可堆叠多个安装板5以同时加工安装槽51，提高生产效率。加工时，启动电钢丝锯6，然后人员驱使安装板5和夹具61绕夹具61的转轴转动，直至安装槽51加工至所需的角度。

步骤S32：将安装片21压弯至与安装槽51形状对应的弧形板，压弯由油压机实现。步骤S33：在支撑柱1上加工出限位槽52，限位槽52由铣床铣出。由于步骤S31、步骤S32、步骤S33互不影响，则交由不同人员同步加工，能显著提升本开关柜框架的制造效率。

步骤S4：橡胶垫511的安装工序，包括步骤S41和步骤S42：

步骤S41：如图7所示，在安装板5上用于接触橡胶垫511的位置，以喷雾的方式喷涂蚀刻液进行蚀刻；呈小液滴状的蚀刻液会在安装板5上侵蚀出多个凹坑54。蚀刻时，安装板5上形成的凹坑54深度为1mm左右为宜，然后擦除蚀刻液并清洗安装板5。

步骤S42：将预先成型好的橡胶垫511原料通过热压胶合机压合于安装槽51处。橡胶垫511原料的形状与安装槽51对应，其截面形状呈L形。热压合时，橡胶垫511受热软化，橡胶垫511会产生与步骤S41蚀刻形成的凹坑54形状对应的凸起，凸起与凹坑54的配合极大地加强了橡胶垫511与安装板5的结合强度，两者不易自发分离。

步骤S5：如图1和图2所示，将安装板5焊接至支撑柱1的侧壁上，将安装片21焊接至侧板2的板面中部。

步骤S6：将支撑柱1、底框3、顶框4通过插接组装，将侧板2通过安装片21与安装槽51的配合安装至支撑柱1上，取预制好的限位杆521插入限位槽52内，限位杆521通过自身重力滑动至安装槽51内，将安装片21限位，完成本开关柜框架的制造。

综上，本开关柜框架的制造工艺能将普通的金属原料制成成品，板材的利用率高，且可实施性高、制造效率高。

以上所述仅是本发明的示范性实施方式，而非用于限制本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims (8)

1.一种开关柜框架，包括底框(3)、顶框(4)、设置在顶框(4)和底框(3)之间的多根支撑柱(1)、设置在支撑柱(1)之间的多个侧板(2)，其特征是：所述支撑柱(1)相互正对的侧壁上均固定有安装板(5)，所述安装板(5)上开设有安装槽(51)，所述安装槽(51)呈圆弧形，所述安装槽(51)的槽壁设置有橡胶垫(511)；所述侧板(2)上固定有用于与安装槽(51)插接配合的安装片(21)，转动所述侧板(2)能将安装片(21)插入安装槽(51)内；

所述安装板(5)上开设有限位槽(52)，所述限位槽(52)与安装槽(51)背离底框(3)的槽壁连通，所述限位槽(52)内滑动设置有限位杆(521)；所述限位杆(521)能通过滑动将安装片(21)限位于安装槽(51)内。

2.根据权利要求1所述的一种开关柜框架，其特征是：所述安装槽(51)的深度方向朝向底框(3)，所述安装槽(51)的圆弧角度至少为90度。

3.根据权利要求1所述的一种开关柜框架，其特征是：所述限位槽(52)位于安装板(5)相互正对的板面上，当所述安装片(21)完全插入安装槽(51)内时，所述侧板(2)正好位于限位槽(52)口部，并将限位杆(521)限位于限位槽(52)内。

4.一种制造工艺，用于制造权利要求1~3任意一项所述的一种开关柜框架，其特征是：包括以下步骤：

步骤S1：将柱状金属原料切割、焊接成顶框(4)和底框(3)；

步骤S2：在底框(3)和顶框(4)上焊接供支撑柱(1)插接固定的固定座(31)；

步骤S3：将条形金属板料切割成侧板(2)、安装板(5)、安装片(21)的胚料；之后同步执行步骤S31~步骤S33；

步骤S31：在安装板(5)上切割出安装槽(51)；步骤S32：将安装片(21)压弯至与安装槽(51)形状对应的弧形板；步骤S33：在支撑柱(1)上加工出限位槽(52)；

步骤S4：在安装槽(51)的槽壁上安装橡胶垫(511)；

步骤S5：将安装板(5)焊接至支撑柱(1)上，将安装片(21)焊接至侧板(2)上；

步骤S6：将支撑柱(1)、底框(3)、顶框(4)通过插接组装，将侧板(2)通过安装片(21)与安装槽(51)的配合安装至支撑柱(1)上，取预制好的限位杆(521)插入限位槽(52)内。

5.根据权利要求4所述的制造工艺，其特征是：所述步骤S4时，橡胶垫(511)采用热压合的方式与安装槽(51)的槽壁固定。

6.根据权利要求5所述的制造工艺，其特征是：所述步骤S4包括处于安装橡胶垫(511)前的步骤S41：在安装板(5)上用于接触橡胶垫(511)的位置以喷雾的方式喷涂蚀刻液进行蚀刻，之后清洗安装板(5)。

7.根据权利要求4所述的制造工艺，其特征是：安装板(5)上开设有工艺槽(53)，所述工艺槽(53)位于安装槽(51)的弧形圆心；所述步骤S31时，使用电钢丝锯(6)进行安装槽(51)的加工，电钢丝锯(6)的工作台上转动设置有夹具(61)，所述夹具(61)包括用于与工艺槽(53)相抵的夹柱(611)、与安装板(5)背离工艺槽(53)的侧壁相抵的夹板(612)、将夹柱(611)和夹板(612)连接固定的支撑板(613)，所述夹具(61)的转轴与夹柱(611)的轴线重合；所述支撑板(613)上堆叠多个安装板(5)以同时加工安装槽(51)。

8.根据权利要求4所述的制造工艺，其特征是：安装片(21)的形状为直角梯形，所述步骤S3时，制造安装片(21)所用的条形金属板料不产生余料。

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