CN110400712A - 一种灭弧室波纹管加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及断路器技术领域，提供了一种灭弧室波纹管加工方法，能够解决现有技术中波纹管容易疲劳开裂的问题。一种灭弧室波纹管加工方法，包括以下步骤：将筒管坯放置在液压成型模具的型腔中，通过液压成型工艺得到灭弧室波纹管；液压成型时采用的筒管坯为整体的管壁厚度由静端到动端逐渐增加的筒管坯，以使通过筒管坯成型得到的灭弧室波纹管的管壁厚度由静端到动端逐渐增加；或者，液压成型时采用的筒管坯为至少一段的管壁厚度由静端到动端逐渐增加的筒管坯，以使通过筒管坯成型得到的灭弧室波纹管相应段的管壁厚度由静端到动端逐渐增加。

Description

一种灭弧室波纹管加工方法

技术领域

本发明涉及断路器技术领域，具体涉及一种灭弧室波纹管加工方法。

背景技术

真空灭弧室作为断路器中的核心部件，其寿命和可靠性对整个断路器来讲十分重要。授权公告号为CN206225281U，授权公告日为2017.06.06的专利文件公开了一种高压真空断路器磁性灭弧室，其中包括陶瓷外壳，陶瓷外壳的两端开口处分别封盖有动端盖和静端盖，两端盖上分别穿装有动导电杆和静导电杆，动、静导电杆相互靠近的端部上设置有动触头和静触头，动导电杆与动触头组成了动端组件。动导电杆上套设有整体呈圆柱形、等径的波纹管，波纹管一端与动端盖连接，另一端与动导电杆连接。波纹管外表面上具有形状、大小都相同的U形单波，多个单波相连形成了波纹结构。

随着波纹管加工工艺的发展，出现了一种径向尺寸逐渐变化的液压成型波纹管，如申请公布号为CN106090453A，申请公布日为2016.11.09的专利申请文件所公开的一种变径波纹管及其成型方法，该变径波纹管包括小径直边锥形管段、大径直边锥形管段以及位于两者之间的锥形波纹段，锥形波纹段的波峰和波谷均从小径直边锥形管段到大径直边锥形管段逐渐增大，使波纹管整体呈锥形。在加工这种变径波纹管时，使将锥形的坯料放入到模具中通过液压成型工艺得到的。这种变径波纹管运用在真空灭弧室中时，套设在动导电杆的外周面上，波纹管一端与动导电杆端部的动触头焊接，另一端与动端盖焊接，使波纹管保持密封，波纹管与动导电杆焊接的一端为动端，与动端盖连接的一端为静端，在动导电杆动作时，会带动动触头与静触头接触或脱离接触，驱动动导电杆动作的作用力也会传递到波纹管上。

这种变径波纹管在使用时会存在以下问题：由于作用力的延时性，在动导电杆动作时，波纹管的动端总是先于静端动作，由于波纹管上波纹结构具有缓冲作用，作用力沿着由动端到静端的方向传递时作用在不同位置上的力大小不一，作用力在波纹管上的分布是不均匀的，动端在运动时受力及变形量较大，容易疲劳开裂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种灭弧室波纹管加工方法，通过本方法得到的灭弧室波纹管能够解决现有技术中波纹管容易疲劳开裂的问题。

为实现上述目的，本发明中的灭弧室波纹管加工方法采用如下技术方案：

一种灭弧室波纹管加工方法，包括以下步骤：

将筒管坯放置在液压成型模具的型腔中，通过液压成型工艺得到灭弧室波纹管；液压成型时采用的筒管坯为整体的管壁厚度由静端到动端逐渐增加的筒管坯，以使通过筒管坯成型得到的灭弧室波纹管的管壁厚度由静端到动端逐渐增加；或者，液压成型时采用的筒管坯为至少一段的管壁厚度由静端到动端逐渐增加的筒管坯，以使通过筒管坯成型得到的灭弧室波纹管相应段的管壁厚度由静端到动端逐渐增加。

其有益效果在于：将用于形成灭弧室波纹管的筒管坯整体或一部分设置为管壁厚度由静端到动端逐渐增加的形式，在完成液压成型后，灭弧室波纹管的动端对应管壁厚度也会大于动端对应的管壁厚度，从而实现灭弧室波纹管的管壁厚度沿轴向逐渐变化的目的，动端处的管壁厚度较大，刚性较高，疲劳强度大，发生开裂的可能性较小；在灭弧室波纹管中，受力及变形量小的部位灭弧室波纹管的即静端不需要太大的刚性，灭弧室波纹管中管壁厚度较薄的一端与动端盖对应，将灭弧室波纹管设置为管壁厚度变化的结构，能够对灭弧室波纹管整体的刚度进行分配，避免灭弧室波纹管疲劳开裂，提高使用寿命。

进一步的，液压成型时采用的是型腔为圆柱结构的液压成型模具，筒管坯采用的是圆柱形的筒体。

其有益效果在于：利用圆柱结构的型腔与圆柱形的筒管坯配合，结构简单，便于模具及筒管坯的加工装配。

进一步的，液压成型时采用的是型腔为锥台结构的液压成型模具，型腔中与灭弧室波纹管动端对应的端部的直径小于与灭弧室波纹管静端对应的端部的直径。

其有益效果在于：液压成型模具的型腔为锥台结构，便于在液压成型中得到径向尺寸变化的灭弧室波纹管，使灭弧室波纹管中与波峰对应处的直径以逐渐增加的方式设置，能够使灭弧室波纹管的波峰对应处沿轴向上呈锥台形，能够有效地防止波纹管在伸缩变形过程中发生轴向偏摆而导致局部扭曲、开裂的问题。

进一步的，所述筒管坯采用的是锥台形的筒体。

其有益效果在于：筒管坯为锥台形结构，便于与液压成型模具配合使用得到径向尺寸变化的灭弧室波纹管。

进一步的，筒管坯外周面的斜度被设置为小于液压成型模具的型腔的斜度。

其有益效果在于：筒管坯整体或变化段靠近动端的外周面与型腔之间的距离小于筒管坯靠近静端的外周面与型腔之间的距离，通过向筒管坯内壁面施加液压，能够使筒管坯的静端被挤压的更薄。

附图说明

图1为本发明中灭弧室波纹管加工方法实施例1中筒管坯与液压成型模具的配合示意图；

图2为本发明中灭弧室波纹管加工方法实施例1中用于加工筒管坯的板料的结构示意图；

图3为本发明中灭弧室波纹管加工方法实施例1中灭弧室波纹管的结构示意图；

图4为本发明中灭弧室波纹管加工方法实施例2中筒管坯与液压成型模具的配合示意图；

图5为本发明中灭弧室波纹管加工方法实施例2中灭弧室波纹管的结构示意图。

图中：10-液压成型模具；11-筒管坯；111-厚壁端；112-薄壁端；12-板料；121-厚边；122-薄边；13-灭弧室波纹管；131-动端；132-静端；20-液压成型模具；21-筒管坯；211-厚壁端；212-薄壁端；22-灭弧室波纹管；221-动端；222-静端。

具体实施方式

现结合附图来对本发明中的一种灭弧室波纹管加工方法的具体实施方式进行说明。

如图1及图2所示，为本发明中灭弧室波纹管加工方法的实施例1：在加工灭弧室波纹管时，利用现有技术中成熟的液压成型工艺，将用于形成灭弧室波纹管的筒管坯11放入到液压成型模具10中，利用液压来使筒管坯11与液压成型模具10的型腔贴合，从而在筒管坯11上加工出形成波纹结构的波形。

本实施例中，所使用到的筒管坯11是由如图2所示的板料12卷制而成圆柱形的筒体，而液压成型模具10的型腔同样为圆柱体。由于板料12在未卷制时为一侧薄一侧厚的结构，并且厚薄是连续均匀变化的，在卷制时，使筒管坯11的外周面为柱面，筒管坯11的内缘面为锥面，板料12的厚边121对应形成了筒管坯11的厚壁端111，板料12的薄边122对应形成了筒管坯11的薄壁端112。此时的筒管坯11的管壁厚度是由一端到另一端逐渐增加的状态。筒管坯11受压后，与液压成型模具10的型腔配合，会在筒管坯11的外周面上加工出连续的波形，由于筒管坯11与型腔配合的外周面为柱面，而型腔与筒管坯11对应的成型面也为柱面，柱面上设置有凸起来形成波形，筒管坯11与型腔上对应波峰、波谷的距离相同，如图3所示，加工完成后所得到的灭弧室波纹管13的外形仍为圆柱，在柱面上有连续的、呈U形的波峰和波谷。

加工所得到的灭弧室波纹管13用于真空灭弧室中，真空灭弧室包括外壳，在外壳的两端分别设置有安装口，操作人员通过安装口将动触头及静触头设置在外壳内。在安装口处分别设置有动端盖和静端盖，动端盖上开设有穿孔，供动导电杆伸入到外壳内，而动触头设置在动导电杆的端部。灭弧室波纹管13套设在动导电杆上，灭弧室波纹管13一端与动端盖焊接，另一端与动触头焊接，在动导电杆带动动触头动作时，灭弧室波纹管13能够随动导电杆伸缩变形。

灭弧室波纹管13用于动导电杆配合的一端为动端131，与动端盖配合的一端为静端132，由于形成灭弧室波纹管13的筒管坯11的管壁厚度是变化的，因此灭弧室波纹管13的管壁厚度也是沿着轴向变化的，筒管坯11的厚壁端111与灭弧室波纹管13的动端131对应，筒管坯11的薄壁端112与灭弧室波纹管13的静端132对应，对于灭弧室波纹管13来讲，灭弧室波纹管13的管壁厚度是沿着动端131指向静端132的方向逐渐减小的，动端131处的管壁厚度较大，动端131的刚性较高，疲劳强度大，发生开裂的可能性较小；在灭弧室波纹管13中，受力及变形量小的部位灭弧室波纹管的即静端132不需要太大的刚性，灭弧室波纹管中管壁厚度较薄的一端与动端盖对应，将灭弧室波纹管设置为管壁厚度变化的结构，能够对灭弧室波纹管整体的刚度进行分配，避免灭弧室波纹管开裂，提高使用寿命。

如图4及图5所示，为本发明中灭弧室波纹管加工方法的实施例2，与上述实施例的不同之处在于液压成型模具20的型腔及筒管坯21的形状。本实施例中，液压成型模具20的型腔为锥台结构，型腔中与灭弧室波纹管22动端221对应的端部的直径小于与灭弧室波纹管静端222对应的端部的直径。而此时的筒管坯21同样为锥台形的筒体，筒管坯21与液压成型模具20型腔的斜度即倾斜程度相同，筒管坯21的管壁厚度是由一端到另一端逐渐增加的状态。由于形成灭弧室波纹管的筒管坯的管壁厚度是变化的，因此灭弧室波纹管的管壁厚度也是沿着轴向变化的，筒管坯21的厚壁端211与灭弧室波纹管22的动端221对应，筒管坯21的薄壁端212与灭弧室波纹管22的静端222对应，对于灭弧室波纹管22来讲，灭弧室波纹管22的管壁厚度是沿着动端221指向静端222的方向逐渐减小的。

不仅灭弧室波纹管22的管壁厚度会沿着轴向连续变化，灭弧室波纹管22的外径也会沿着轴向连续变化，灭弧室波纹管22静端222处的外径要大于灭弧室波纹管22动端221处的外径，灭弧室波纹管22的外径是指与波峰对应处的直径，灭弧室波纹管22的波形呈U形，灭弧室波纹管两端之间的外径整体呈现沿动端221指向静端222的方向逐渐增大的趋势，而灭弧室波纹管22整体为一端大一端小的锥台形结构。而设置在灭弧室波纹管外周面上的波形与灭弧室波纹管外周面垂直，波形的对称轴线与灭弧室波纹管外周面的垂直线平行。

具体来讲，筒管坯与型腔之间的距离为0.1mm，在液压成型后，灭弧室波纹管的动端、静端厚度对应变化为筒管坯原有厚度的95%，筒管坯在未进行液压成型之前筒壁厚度就存在变化的情况，因此即使灭弧室波纹管的动端、静端厚度压缩比例相同，但厚度数值仍不同，灭弧室波纹管的管壁厚度会沿着轴向连续变化。

在上述的实施例1、实施例2中，都是将筒管坯、灭弧室波纹管设置为管壁厚度由静端到动端逐渐增加的形式，而在其他实施例中，可以将筒管坯中的至少一段即壁厚需要变化的变化段设置为壁厚由动端向静端逐渐增加的形式，此时得到的灭弧室波纹管中具有一段壁厚变化的变化段即变壁厚段。

在其他实施例中，筒管坯及液压成型模具的形状还可以对应进行替换，例如：

A、采用型腔为圆柱面的液压成型模具，与外周面为锥台形的筒管坯配合，为了使灭弧室波纹管具有动端壁厚大于静端壁厚的结构特点，此时需要保证筒管坯动端壁厚与静端壁厚之差大于筒管坯动、静端分别与型腔之间距离的差值。

B、采用型腔为锥台结构的液压成型模具，与外周面为柱面的筒管坯配合，此时靠近动端的外周面与型腔之间的距离小于筒管坯靠近静端的外周面与型腔之间的距离，筒管坯的静端的外周面与型腔之间距离较大，筒管坯的静端在径向方向上会有更大的变形空间，通过向筒管坯内壁面施加液压，能够使筒管坯的静端被挤压的更薄。

C、采用型腔为锥台结构的液压成型模具，与外周面为锥台形的筒管坯配合。当筒管坯的斜度小于型腔的斜度时，筒管坯的静端能够被挤压的更薄，当筒管坯的斜度大于型腔的斜度时，需要保证筒管坯动端壁厚与静端壁厚之差大于筒管坯动、静端分别与型腔之间距离的差值。

与液压成型模具的型腔连通的注液管、挤压液体以使筒管坯与型腔贴合的压力机为现有技术液压成型工艺中常用的结构，因此在上述的各实施例中不再说明。

以上所述的具体实施方式，对本发明的发明目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡是在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种灭弧室波纹管加工方法，包括以下步骤：

将筒管坯放置在液压成型模具的型腔中，通过液压成型工艺得到灭弧室波纹管；

其特征在于：

液压成型时采用的筒管坯为整体的管壁厚度由静端到动端逐渐增加的筒管坯，以使通过筒管坯成型得到的灭弧室波纹管的管壁厚度由静端到动端逐渐增加；

或者，液压成型时采用的筒管坯为至少一段的管壁厚度由静端到动端逐渐增加的筒管坯，以使通过筒管坯成型得到的灭弧室波纹管相应段的管壁厚度由静端到动端逐渐增加。

2.根据权利要求1所述的灭弧室波纹管加工方法，其特征在于：液压成型时采用的是型腔为圆柱结构的液压成型模具，筒管坯采用的是圆柱形的筒体。

3.根据权利要求1所述的灭弧室波纹管加工方法，其特征在于：液压成型时采用的是型腔为锥台结构的液压成型模具，型腔中与灭弧室波纹管动端对应的端部的直径小于与灭弧室波纹管静端对应的端部的直径。

4.根据权利要求3所述的灭弧室波纹管加工方法，其特征在于：所述筒管坯采用的是锥台形的筒体。

5.根据权利要求4所述的灭弧室波纹管加工方法，其特征在于：筒管坯外周面的斜度被设置为小于液压成型模具的型腔的斜度。