關(guān)于某電源箱蓋打開的技術(shù)分析及解決方案

孫嘉 田陽

摘要：針對某型號產(chǎn)品的電源箱翻轉(zhuǎn)箱蓋打開的問題，在充分考慮產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、工藝及使用狀況等各種影響因素的條件下，對搭扣鎖定失效進(jìn)行機(jī)理分析，成功地解決了搭扣鎖定失效的問題。

一、引言

本文以某型號產(chǎn)品為例，其電源箱為翻轉(zhuǎn)箱蓋結(jié)構(gòu)，通過兩個(gè)搭扣與箱體鎖定，搭扣扣板開啟后，帶動(dòng)扣環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)，扣環(huán)沉入鎖舌后，扣板由復(fù)位彈簧帶動(dòng)自動(dòng)回彈，扣環(huán)與鎖舌配合鎖定。箱蓋自行打開應(yīng)為搭扣鎖定失效、搭扣未按要求鎖定。搭扣布局見圖1，搭扣結(jié)構(gòu)見圖2和圖3。

1.1針對搭扣鎖定失效、搭扣未按要求鎖定分析

1.1.1設(shè)計(jì)問題

1）扣環(huán)鎖舌設(shè)計(jì)缺陷：扣環(huán)無法完全沉入鎖舌，造成脫扣。如圖3搭扣結(jié)構(gòu)圖所示，根據(jù)實(shí)物查看，鎖舌圓弧較淺，搭扣鎖緊后，扣環(huán)無法完全沉入鎖舌，容易脫扣，，對鎖扣進(jìn)行拉力測試，結(jié)果見圖4，鎖舌在1.2KN拉力下，發(fā)生變形，不能排除。

2）復(fù)位彈簧失效：扣環(huán)自動(dòng)打開，經(jīng)檢查，搭扣內(nèi)部安裝的復(fù)位彈簧回彈有力，扣板打開釋放后能自彈回底板，排除原因。

1.1.2工藝問題

1）搭扣和鎖舌安裝定位：搭扣和鎖舌安裝間距過小，扣環(huán)從鎖舌內(nèi)脫落，現(xiàn)場查看，扣環(huán)和鎖舌的配合松緊程度不一，安裝較松的搭扣，扣環(huán)容易與鎖舌脫開，不排除。

2）搭扣和鎖舌安裝松動(dòng)：現(xiàn)場查看，鎖舌與搭扣均與箱體螺接牢固，未發(fā)現(xiàn)鎖扣、鎖舌松動(dòng)脫落，排除。

1.1.3使用問題

1）箱體損壞：箱體受外力撞擊受損后，搭扣工作失效，箱蓋自行彈開，現(xiàn)場查看，箱體未受損變形，排除原因。

2）箱蓋未鎖：操作人員確認(rèn)按操作手冊要求在運(yùn)輸前箱蓋搭扣已鎖定，排除原因。

通過上述故障.分析可知，陣面電源箱箱蓋自行彈開與搭扣設(shè)計(jì)缺陷以及搭扣安裝過程的工藝規(guī)范有關(guān)。

1.2 受力分析

鎖扣受力f，箱蓋重力f1，橡膠板對箱蓋的反作用力f2，運(yùn)輸過程振動(dòng)對鎖扣造成的受力f3，f=f1+f2+f3，箱蓋實(shí)際稱重結(jié)果14.5kg，f1為0.142KN;橡膠板通過取樣，截面尺寸100×18mm，在5t壓力機(jī)上測試橡膠板變形量與壓力的變化曲線見圖5，根據(jù)橡膠板廠家所提供參數(shù)，選取變形量0.3mm，壓力為0.078KN，箱蓋安裝橡膠板截面尺寸3950×14mm，按單位面積壓強(qiáng)相等計(jì)算橡膠板對箱蓋作用力f2為2.39KN。

GJB150.16A-2009中規(guī)定的軍用裝備鐵路貨物振動(dòng)環(huán)境如圖65所示，計(jì)算加速度均方根為0.65g，f3=0.65×f1=0.092KN;

綜上，單個(gè)鎖扣的受力1/2f為1.32KN。

二、機(jī)理分析

某電源箱箱蓋通過兩個(gè)搭扣鎖定，扣環(huán)直徑4mm，鎖舌彎曲圓弧4.5mm，扣環(huán)無法完全沉入鎖舌內(nèi)，鎖舌在承受1.2KN垃圾時(shí)變形，不滿足實(shí)際環(huán)境下鎖扣的受力要求;搭扣安裝過程中，搭扣主體部分與鎖舌間距較小，運(yùn)輸過程中由于振動(dòng)，導(dǎo)致扣環(huán)從鎖舌內(nèi)脫落，箱蓋自行打開。搭扣設(shè)計(jì)未留安全裕量，裝配過程工藝要求不明確共同導(dǎo)致了此故障。

三、采取的措施及驗(yàn)證

3.1設(shè)計(jì)改進(jìn)

1）鎖舌原彎曲弧度為4.5mm，扣環(huán)直徑4mm，弧度較淺，扣環(huán)容易脫落，現(xiàn)將鎖舌彎曲弧度增加至9mm，保證扣環(huán)能完全沉入鎖舌內(nèi)，不通過搭扣扣板旋轉(zhuǎn)就無法脫落;

2）原鎖舌厚度1.5mm，現(xiàn)改用2mm不銹鋼板，圖7為改進(jìn)后搭扣結(jié)構(gòu)圖，圖8為改進(jìn)后鎖舌的拉力測試曲線圖，拉力加至1.4KN時(shí)未變形，滿足實(shí)際使用環(huán)境;

3）原鎖扣安裝后，鎖扣轉(zhuǎn)軸與扣環(huán)轉(zhuǎn)軸高度差只有2mm，扣環(huán)沒有過鎖緊過程，現(xiàn)鎖扣主體安裝墊高3mm，保證鎖環(huán)扣緊后與鎖扣面有5mm高度差，增加死點(diǎn)行程。

4）搭扣安裝增加B型銷。

5）陣面電源箱目前安裝有兩個(gè)搭扣，搭扣間距800mm，左右兩側(cè)沒有搭扣，不易壓緊，在兩側(cè)各增加一處不銹鋼整體式帶閂搭扣，與原搭扣配合使用，從上下兩個(gè)方向保證箱蓋不會(huì)彈開，圖9為新增整體式帶閂搭扣模型，圖10為整體式帶閂搭扣實(shí)物照片，該搭扣結(jié)構(gòu)簡單可靠，安全扣更換成B型銷。圖11為改進(jìn)后陣面電源箱搭扣安裝。

3.2工藝改進(jìn)

在工藝文件中增加鎖扣、鎖舌的安裝要求，制作安裝模板，圖12為搭扣安裝模板，圖13為整體式搭扣安裝模板，保證安裝尺寸的一致性。搭扣安裝工藝要求：

1）調(diào)整蓋板與箱體間隙至2mm;

2）按搭扣定位尺寸，鉆孔模板與箱蓋頂邊重合，垂直箱蓋放置用紙膠帶固定，劃線鉆孔φ5.1;

3）鎖舌和搭扣分別用M4*12螺栓與箱體連接，螺栓帶膠安裝，搭扣底部加墊3mm鋁板;

4）按搭扣定位尺寸，整體式搭扣與箱蓋頂邊重合，劃線鉆孔φ5.1;

5）按搭扣定位尺寸調(diào)整鎖舌位置，劃線鉆孔φ5.1;

6）鎖舌和搭扣分別用M14*12螺栓與箱體連接，螺栓帶膠安裝。

四、結(jié)束語

以上介紹了某電源箱蓋打開問題的技術(shù)分析及解決辦法。通過設(shè)計(jì)和工藝改進(jìn)，有效地避免了此類問題的再次發(fā)生。

作者簡介：孫嘉（1982-），民族：漢，性別：男 籍貫：江西興平，職稱：工程師，學(xué)歷：本科，研究方向：方艙、專用車及系統(tǒng)集成的研究與設(shè)計(jì)，根據(jù)用戶需求實(shí)現(xiàn)低成本、高標(biāo)準(zhǔn)、定制式及批量式的快速研制、生產(chǎn)及維護(hù)。