浅谈电气柜安裴梁优化方案

1技术背景

电气柜一般由钢材质加工而成,其制作材料有热轧钢板、冷轧钢板两种,由于冷轧钢板较为柔软,便于加工,相较于热轧钢板更适合电气柜的制作。现在应用电气柜的行业主要有化工、电力、冶金、环保、消防、交通等,可以说渗入到我们日常生活及现代工业生产的各个方面。

电气柜内包含断路器、主回路器件、控制回路器件等多个组成部分,以海上平台采用的变频柜为例,其中较为重要的器件主要有变频器、滤波器、断路器、电抗器等。随着电气柜在生活中的应用越来越广泛,对电气柜满足使用环境的能力要求也越来越高,比如防护等级为

1P56的户外机型;满足海上平台盐雾环境的3C3（化学活性物质条件）、3s3（机械活性物质条件）机型;满足中东地区高温环境的加空调机型等。并且对于电气柜的抗震、抗运输颠簸的能力要求也越来越高。严苛复杂的使用环境及条件,使我们对电气柜结构有了更高的要求。

2研究思路

本文将针对电气柜的安装梁进行讨论,并提出一种行之有效的电气柜安装梁优化方案。

电气柜的侧梁一般为均布孔形式,一般影响侧梁强度的因素有:侧梁厚度、侧梁宽度、饭金撕裂槽、安装孔大小、折边方式等,接下来将分别对各个限制条件进行分析,从而完成对电气柜安装侧梁的优化设计。

有限元分析是近年来逐渐在工程设计中得到普及的一种分析方式,该分析方法把模型看成有限个相互连接的小的互联子域,把每个单元代入边界条件中进行计算,通过统合所有划分的单元的计算结果,从而求得整个区域所满足的条件,得到我们要求的问题的解。当前,我们应用的有限元分析软件主要有solidworks及Ansys两种。

2分析及结果比对

以固定长度单根侧梁为准,材质为冷轧钢板（屈服强度234MPa）,承载力统一为2000N,引入有限元分析结果如图1～6所示。

应力分析结果:由结果可知为343MPa,其安全系数为234MPa/343MPa≈0.682。

应力分析结果:由结果可知为645MPa,其安全系数为234MPa/645MPa≈0.363。

应力分析结果:由结果可知为414MPa,其安全系数为234MPa/414MPa≈0.565。

应力分析结果:由结果可知为520MPa,其安全系数为234MPa/520MPa=0.45。

应力分析结果:由结果可知为136MPa,安全系数为234MPa/136MPa≈1.72。

4结语

以单折边双排孔宽带撕裂槽2mm安装侧梁为准,加厚1mm可以使其安全系数加至2.04倍:增加一道折边可以使其安全系数加至1.09倍:去除撕裂槽可以使安全系数加至1.7倍:加宽安装梁可以使其安全系数加至1.4倍:以上措施全部采用的情况下,可使安装侧梁强度加至原强度5.2倍。

因此,在电气柜安装梁生产工艺许可的条件下,可以优先考虑增加加工安装梁所用冷轧钢板厚度与去除撕裂槽,以期得到更高的使用强度。