一種新型電梯控制柜體的設(shè)計(jì)分析

摘要：在當(dāng)今物價(jià)日益上漲的社會(huì)當(dāng)中，一家企業(yè)能否在競爭激烈的市場當(dāng)中穩(wěn)定的發(fā)展，最基本的就是能否做到有效控制產(chǎn)品的加工成本。而加工成本的控制包含多個(gè)方面的因素，如材料的選用、產(chǎn)品的加工工藝、生產(chǎn)周期等，這就需要機(jī)械設(shè)計(jì)人員不斷改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)。文章從產(chǎn)品的材料選用和加工工藝兩個(gè)方面對一種新型電梯控制柜體進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：新型電梯控制柜體；柜體材料；加工工藝；生產(chǎn)效率；加工成本；產(chǎn)品設(shè)計(jì) 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TP202 文章編號：1009-2374（2016）14-0021-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.14.011

電梯控制柜是電梯不可或缺少的一個(gè)重要部件。市場上常見的電梯控制柜體均是采用鋼板焊接而成。柜體各零部件以及用于安裝電氣元件的主安裝板是經(jīng)過剪、沖、折、焊接成型、打磨修整，最后表面噴涂處理來完成柜體的加工，然后將各類電氣元件安裝板和電氣元件安裝于柜體內(nèi)，完成各電氣元件的安裝及連線工作。整個(gè)加工工序繁瑣、周期長、生產(chǎn)工藝復(fù)雜、生產(chǎn)效率較低，尤其是需要采用表面噴涂處理，從而導(dǎo)致生產(chǎn)環(huán)境差，造成環(huán)境污染。表面噴涂帶來的不利狀況還有：控制柜在裝配電氣元件、檢測及運(yùn)輸?shù)倪^程中，經(jīng)常會(huì)造成噴涂表面損傷，需要重新進(jìn)行返工，加長產(chǎn)品的加工周期。焊接成型的柜體，其加工效率也較低，尺寸難于控制，同時(shí)影響作業(yè)環(huán)境，其焊接變形也是焊接的缺點(diǎn)。一體式的焊接柜體，也不利于元器件的裝配及接線?；谶@些不利因素，這樣的產(chǎn)品已失去市場的競爭力，阻礙企業(yè)的發(fā)展，需要設(shè)計(jì)出更新?lián)Q代的產(chǎn)品。

1 新型控制柜體的結(jié)構(gòu)

新型電梯控制柜體從結(jié)構(gòu)上主要分為三個(gè)部分：柜體部件、電阻箱部件和底座組件。其主要部分為柜體部件，是電梯變頻器及各類主要電氣元器件的安裝載體，由柜門、前后、左右、上下封板及安裝于里面用于安裝電氣元器件的主安裝板組成；電阻箱部件由前后封板、側(cè)板、底板及安裝電阻的安裝板組成；底座部件由底座梁和各底座連接板組成。新型控制柜體結(jié)構(gòu)見圖1：

2 新型控制柜體材料的選用

一個(gè)產(chǎn)品選用的材料在整個(gè)產(chǎn)品的成本中也相當(dāng)重要，新型控制柜體材料要結(jié)合強(qiáng)度要求、外觀要求、加工難易程度等多方面因素來選取。對于控制柜材料的選取可著重于強(qiáng)度和加工難易程度上考慮，美觀方面沒有特別嚴(yán)格的要求，只需要有較好的耐腐蝕性。以往的控制柜體是采用碳鋼板焊接而成，在強(qiáng)度方面、加工難易程度方面均可滿足要求，但在耐腐蝕性方面，需要另噴涂油漆。噴涂油漆如需外協(xié)工廠噴涂，這就延長了制作周期，另外是現(xiàn)在一些小企業(yè)的噴涂技術(shù)在漆層附著力、耐腐蝕性等方面處理得還不是很好，在搬運(yùn)和運(yùn)輸?shù)倪^程中的碰撞容易造成掉漆、刮傷等方面的外觀缺陷，因此，普通碳鋼板焊接成型的控制柜體已不適應(yīng)市場。

電解板又稱電鍍鋅板，即利用電解，在制件表面形成均勻、致密、結(jié)合良好的金屬或合金沉淀積層的過程。與其他金屬相比，鋅是相對便宜而又易鍍膜的一種金屬，屬低值防蝕電鍍層，被廣泛用于保護(hù)鋼鐵件，它不僅能防止大氣的腐蝕，也可用于外觀的裝飾。控制柜體放置于電梯機(jī)房內(nèi)，機(jī)房為控制柜以及曳引機(jī)等主要電氣元件的專用房間，機(jī)房內(nèi)是對溫度和濕度、通風(fēng)條件等多方面都有所要求，也不允許有任何化學(xué)物質(zhì)的腐蝕，因此在耐腐蝕方面沒有太高的要求，電解板作為制作控制柜體的材料即可滿足要求。電解板外觀不需要另外噴涂裝飾油漆，其本身已電鍍了一層鋅膜，對于沒有太高外觀要求的控制柜來說，即可滿足，這樣便更能縮短其制作生產(chǎn)周期，同時(shí)也可省去噴涂的制作成本。對于一些噴涂需委外加工的企業(yè)來說，這點(diǎn)更能得到體現(xiàn)，就是可不受委外加工廠家生產(chǎn)周期的影響以及外界各方面因素的限制，同時(shí)也可避免在運(yùn)輸過程中造成的碰撞變形，從而增加返工維修成本。在機(jī)械性能方面，電解板是經(jīng)冷連軋組軋制再經(jīng)過CAPL機(jī)組退火出來的，CAPL對板材進(jìn)行退火過程即板材經(jīng)回復(fù)、再結(jié)晶、到晶粒長大的過程，從而提高了板材的性能，機(jī)械性能遠(yuǎn)優(yōu)越于普通碳鋼板，在板材厚度方面，只需板厚為1.2mm的板材經(jīng)過折彎加固，即可滿足控制柜體的強(qiáng)度要求。當(dāng)然，對于其他類型的板材，其機(jī)械性能可能也遠(yuǎn)超越于電解板，但出于材料成本方面的考慮，也將高出電解板的成本。因此，結(jié)合多方面綜合考慮，電解板最為適合作為控制柜體的加工板材。

3 新型控制柜體的加工工藝

在控制柜中，柜體部件的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，是各類電梯電氣元件的載體，涉及到柜體的加工和電氣元件的安裝及接線工作，主要影響整個(gè)控制柜的加工進(jìn)度，下面主要對柜體部件的加工工藝進(jìn)行分析。用于制作控制柜體的材料均為鈑金件，常見碳鋼板制作的控制柜體的制作過程一般為開料→沖孔→折彎→焊接成型→打磨修整。焊接成型工藝方面，其主要缺點(diǎn)為尺寸難易保證，生產(chǎn)效率低，焊接成型的柜體還需打磨修整、去除焊渣處理，最后還需噴涂油漆，整個(gè)工序較為復(fù)雜，同時(shí)焊接工藝還會(huì)影響車間作業(yè)環(huán)境。電解板制作的控制柜體區(qū)別在于前者控制柜體是通過焊接成型，后者則是通過抽芯鉚釘將各零件裝配完成。這樣既可避免焊接變形造成的尺寸誤差，無需打磨修整，保證了尺寸方面的要求，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，又省去了噴涂油漆工序，避免表面噴涂的二次表面損傷，生產(chǎn)周期就隨之縮短，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，優(yōu)化了生產(chǎn)環(huán)境。如圖2所示為新型柜體組件：

1.左封板；2.上封板；3.后封板；4.右封板；5.抽芯鉚釘；6.主安裝板；7.下封板；8.柜門

圖2 新型柜體組件 圖3 主安裝板

電梯控制柜體大部分電氣元件安裝于柜體組件內(nèi)，可以說是控制柜體的主要部件，其后面電氣元件的安裝和連線工序也尤其重要，可影響到整個(gè)生產(chǎn)周期的長短。焊接成型的柜體組件是先將柜體焊接成型，電氣元件主安裝板用螺栓固定于柜體內(nèi)部，最后才進(jìn)行電氣元件的安裝和連線工作。這樣受到柜體空間的限制，在電氣元件安裝和連線方面的工作難度加大，同時(shí)還可能會(huì)對操作人員造成傷害，生產(chǎn)效率低，也不宜做大批量庫存的生產(chǎn)。新型的柜體組件是在裝配成型工序前，可先進(jìn)行電氣元件的安裝和連線工作。如圖3所示為用于安裝電氣元件的主安裝板，其制作工藝較為簡單，經(jīng)過開料→沖孔→折彎三道工序即可完成。三道工序均由自動(dòng)化加工機(jī)器設(shè)備加工完成，尺寸得到保證，生產(chǎn)效率較高，適合做批量生產(chǎn)。均可在本企業(yè)內(nèi)加工完成，不受外界因素的影響，減少制作周期，還可單獨(dú)放置于工作臺上進(jìn)行電氣元件的安裝和接線工作，不受任何空間的限制，操作方便快捷，這樣生產(chǎn)時(shí)間也將隨之而縮短，生產(chǎn)效率得到了提高。同時(shí)用于各電氣連接的電線也可定長度尺寸標(biāo)準(zhǔn)化，可做批量生產(chǎn)或批量委外加工采購，無需在接線工作時(shí)進(jìn)行剪切，這樣整個(gè)接線安裝工序趨于簡單化，生產(chǎn)效率更能大大地得到提高。由于各電氣元件的安裝和連線工作可單獨(dú)在主安裝板上安裝完成，主安裝板加工工序簡單，加上主安裝板占用空間小，易于庫存擺放，這樣可先批量生產(chǎn)用于安裝電氣元件的主安裝板，其他零件可待后續(xù)根據(jù)訂單和生產(chǎn)需要時(shí)再生產(chǎn)，最后裝配成柜體即可。這樣單一的零件做庫存總比整體控制柜體占用的空間小，生產(chǎn)場地的利用率就得到了提高。其他零件也均為折彎成型的鈑金件，其占用的空間也較小，只需擺放于一般貨架上即可，在倉庫空間允許的條件下可做大批量庫存的生產(chǎn)，高效率的自動(dòng)化設(shè)備和簡單的加工工序，這樣生產(chǎn)效率更能得以快速提高。新型控制柜體無論是零部件的生產(chǎn)，還是整體的裝配工作以及電氣元件的連線的工序都是在本公司內(nèi)進(jìn)行完成，不受其他委外加工因素的影響，也避免了在搬運(yùn)過程中造成的碰撞變形、劃傷等外觀方面的缺陷，省去返工維修的工序，這不僅減少了加工成本，也大大縮短了生產(chǎn)周期。這樣還可以根據(jù)企業(yè)的需求，做大批量庫存生產(chǎn)。這樣的加工工藝必將取代原來的焊接成型工藝。

4 結(jié)語

近幾年，我國工業(yè)技術(shù)發(fā)展突飛猛進(jìn)，逐漸形成全自動(dòng)化生產(chǎn)。各企業(yè)為了在競爭激烈的市場中得到更好的發(fā)展，不斷引進(jìn)先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備，以便能提高其生產(chǎn)效率、縮短產(chǎn)品的加工周期、降低產(chǎn)品的加工成本等。然而先進(jìn)生產(chǎn)機(jī)器設(shè)備也是提高生產(chǎn)效率的一個(gè)重要因素，產(chǎn)品需要不斷更新，生產(chǎn)機(jī)器設(shè)備也不例外。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，生產(chǎn)機(jī)器設(shè)備不斷更新?lián)Q代，不同時(shí)期必將有不同的生產(chǎn)機(jī)器設(shè)備，其功能越來越自動(dòng)化，其加工的產(chǎn)品也必將適應(yīng)機(jī)器設(shè)備，因此，一個(gè)產(chǎn)品的改進(jìn)也要視生產(chǎn)設(shè)備而定。企業(yè)引進(jìn)新的機(jī)器設(shè)備，生產(chǎn)產(chǎn)品就要不斷改進(jìn)，以便能找到更高效率的加工方法，去適應(yīng)新的機(jī)器設(shè)備，產(chǎn)品的加工工序越簡化就越能適合大批量的生產(chǎn)，生產(chǎn)效率才能得到提高。新產(chǎn)品也只是一個(gè)時(shí)期的“新”，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，只有不斷改進(jìn)加工產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，簡化加工工序，才能適應(yīng)現(xiàn)有的生產(chǎn)條件。同時(shí)也要不斷尋找出更加廉價(jià)、環(huán)保、輕便的加工材料，只有設(shè)計(jì)出更高效率、低成本、低碳環(huán)保的產(chǎn)品，才有利于適應(yīng)市場的發(fā)展，企業(yè)才能得到更加穩(wěn)定而持續(xù)的發(fā)展。

作者簡介：李堯（1985-），男，海南瓊海人，廣州永日電梯有限公司助理工程師，研究方向：電梯機(jī)械研發(fā)設(shè)計(jì)。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）