文档介绍：影响过载开关加速度值不稳定因素技术研究
深圳市元则电器有限公司小殷编著
摘要:在过载开关的研制和生产过程中经常会遇到开关的过载加速度值不稳定的问题,该问题的长期存在影响过载开关的研制和生产。以往在生产过程中解决问题时都是针对单一的因素进行控制,由于对因素没有完全考虑并加以试验,因此产品在不同的条件下会出现另外的问题或问题的重复出现。本文根据正交试验的原理,找出影响过载开关在生产过程中过载加速度值不稳定的所有因素,对可控因素进行试验,并结合过载开关的特点,达到排除故障的目的。
主题词:加速度继电器过载加速度正交试验法正交表继电器
1 概述
过载开关(加速度继电器)是以加速度值的大小作为输入控制型号,输出开关信号的继电器,其继电器的特性如图1。图中Qa为过载加速度值,Qb为回复加速度值。当过载加速度值增加到Qa时,过载开关动作输出,当过载加速度值降低到Qb时,过载开关回复到原始工作状态。因此过载加速度值的稳定性将决定过载开关的使用可靠性。
Y
Qb Qa Q
图1 过载开关特性
对2002年过载开关的所有生产批次投入产出率的进行统计,在全年过载开关GK-1、GK-2、GK-3、GK-5以及GK-6的生产过程中,总共投入390只产品,但最终入库产品仅147只。对于失效的243只产品,进行分析排列,画出产品失效排列图(图2)。
图2 失效排列图
从图中可以看出,影响过载开关投入产出率的主要因素为过载开关加速度值的超差。而影响过载开关过载加速度值的因素并非某一单一的因素,而是许多互相关联因素共同作用造成。若仅仅只是解决某一主要因素,在一段时间内,产品过载加速度值不稳定的问题可能被解决,但问题在经过另一相关因素发生改变后,又会复现或出现新的问题。
2 影响过载开关振动后过载加速度值不稳定的因素
过载开关的工作原理为:内部配重机构(加速度敏感机构)感应一定加速度值后,配重机构沿导向套内壁运动产生一定的推力
,压缩或拉伸弹簧(或片簧)向接触系统运动,随着加速度值的逐渐增大,推力也逐渐变大,当达到一定的加速度值(过载加速度值)时,配重机构推动接触系统运动或接触棒与接触系统导通,从而实现过载开关的动作输出。过载开关的工作过程实际上是一个力的作用过程,它包括以下一些力的作用。
——由配重块m在加速度值a作用下产生的力。
——由反力弹簧及接触系统产生。
——由工程需要设置反力,同用户使用要求有关。
——由推动部分与支撑件间摩擦产生。
其中:总推动力:
(配重机构m在加速度a作用下产生的力)
——由接触系统反力曲线决定(曲线见图3)
(c弹性系数,x为行程,由弹簧性质决定)
(k为摩擦系数,P为正压力)
通常、f3由结构和工程要求而定,a由用户使用环境确定,m、作为调整的两个主要参数进行力的平衡调整。其相互力之间的关系见图3。
图 3 过载开关作用力
——接触系统反力特性曲线
——综合反力曲线
——总推力
S—行程
从过载开关工作原理及力的分析可以看出,影响过载开关加速度值不稳定的因素有:
弹簧的稳定性。弹簧在工作过程中及反复压缩后,弹簧的特性会有一定的改变。弹簧特性f=c·x(c弹性系数,x为行程,c由弹簧性质决定)不一定成线性关系,导致过载加速度值偏大或偏小。
配重机构的形状。配重机构的形状不同决定过载开关与导向套之间接触面积差异,但配重机构与导向套之间接触面积发生变化后,f3=k·P(k为摩擦系数,P为正压力)中P的变化引起过载开关的加速度值也会有相应的变化。
导向套及配重机构表面粗糙度。零件的表面粗糙度影响零件之间的摩擦力,摩擦系数的变化同样导致过载开关过载加速度值的变化。
导向套及配重机构零件的材料及表面镀层。过载开关振动时的安装方向为垂直与产品工作方向。在对过载开关进行振动试验前,将过载开关的导向套沿动作方向割槽,在振动过程中,发现配重机构不断撞击导向套内壁,同时沿导向套内壁做高速旋转运动。在两者的作用下导向套内壁产生一层黑褐色粉状物,从而导致过载开关过载加速度值变化。
3 试验情况及解决办法
在以往的生产试验过程中,为了解决过载开关振动后过载加速度值不稳定的情况,经常采取的解决办法是改变弹簧的特性或调整产品工作摩擦力,但问题并没有完全解决,经过一段时间后问题又会重复出现。有时为了较全面考察因素与结果的关系,常用排列组合的方法,在有两个因素时试验采用二元排列;有三个因素时试验采用三元排列。这样试验当进行多因素考察时,试验规模相当大。
在解决过载开关过载加速度值不稳定因素的试验过程中采用正交试验法,正交试验法是利用正交性原理制成的有规律的表格——正交表来安排试验的,即从大量试验点中挑出适量的、具有代表性的