塑壳断路器操作机构故障分析与关键轴的优化设计

doi:10.16628/j.cnki.2095-8188.2024.09.006

电器与能效管理技术 ›› 2024, Vol. 0 ›› Issue (9): 34-37.doi: 10.16628/j.cnki.2095-8188.2024.09.006

塑壳断路器操作机构故障分析与关键轴的优化设计

向小青

上海电器科学研究所(集团)有限公司, 上海 200063

收稿日期:2024-06-24 出版日期:2024-09-30 发布日期:2024-10-16
作者简介:向小青(1986—),男,工程师,主要从事舰船用电器元件的设计与开发。

Fault Analysis and Optimization Design of Key Shaft for Operating Mechanism of Molded Case Circuit Breaker

XIANG Xiaoqing

Shanghai Electric Apparatus Research Institute (Group) Co., Ltd., Shanghai 200063, China

Received:2024-06-24 Online:2024-09-30 Published:2024-10-16

摘要/Abstract

摘要：

基于塑料外壳式断路器(以下简称塑壳断路器)的物理样机,针对其机械寿命试验时出现的操作机构中的跳扣轴弯曲失效故障进行了分析,给出了跳扣轴的理论计算过程,解释了跳扣轴弯曲失效的原因,并对常用的2种材料进行了筛选,给出了最优解。通过Ansys Workbench软件建立了跳扣轴的有限元模型,利用静态结构分析还原了原始设计跳扣轴的弯曲故障,并校核了优化后跳扣轴的强度。理论计算与仿真分析相结合的方法,可以为塑壳断路器操作机构和其他部件关键轴的自主设计和优化提供参考。

关键词: 塑壳断路器, 操作机构, 跳扣轴, Ansys Workbench, 强度

Abstract:

Based on the physical prototype of molded case circuit breaker, the bending failure of the buckle shaft in the operating mechanism is analyzed during the mechanical life test, the theoretical calculation process of the buckle shaft is given, the cause of the buckle shaft bending failure is explained, and the two commonly used materials are screened and the optimal solution is given.The finite element model of the buckle shaft is established by Ansys Workbench software, the bending fault of the buckle shaft is restored by static structure analysis, and the strength of the optimized buckle shaft is checked.The combination of theoretical calculation and simulation analysis can provide a reference for the independent design and optimization of the key shaft of the operating mechanism and other components of the molded case circuit breaker.

Key words: molded case circuit breaker (MCCB), operating mechanism, buckle shaft, Ansys Workbench, strength

中图分类号:

TM561

向小青. 塑壳断路器操作机构故障分析与关键轴的优化设计[J]. 电器与能效管理技术, 2024, 0(9): 34-37.

XIANG Xiaoqing. Fault Analysis and Optimization Design of Key Shaft for Operating Mechanism of Molded Case Circuit Breaker[J]. LOW VOLTAGE APPARATUS, 2024, 0(9): 34-37.

图/表 13

图1

图2

图3

图4

图5

图6

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表1

图8

图9

图10

图11

表2

参考文献 8

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材料名称	密度/(g·cm^-3)	弹性模量/GPa	泊松比
45#	7.85	210	0.3
40Cr	7.83	211	0.3

材料名称	仿真分析最大应力/MPa	弯曲疲劳极限应力/MPa
45#	343.38	275
40Cr	152.46	355

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Fault Analysis and Optimization Design of Key Shaft for Operating Mechanism of Molded Case Circuit Breaker

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