Pemulasan busbar: geometri, had dan alat

Piliran memutarkan palang mengikut paksi memanjangnya sendiri tanpa mengubah arah perjalanan. Operasi ini digunakan apabila laluan sudah betul tetapi muka lebar berada pada satah yang salah: penegak menegak yang memberi bekas pemutus yang tangan pendirinya mendatar, susunan fasa yang perlu kipas keluar ke orientasi terminal berbeza, lurus ke dalam peranti yang dipasang pada 90° kepada ruang busbar.

Kebanyakan bengkel melaksanakannya berdasarkan peraturan umum, dan peraturan umum yang beredar berbeza antara satu sama lain dengan faktor tiga. Mereka berbeza kerana sebab, dan sebab itu boleh dikira.

Panjang piliran sebagai fungsi lebar

Panduan yang diterbitkan mengenai panjang palang yang perlu diperuntukkan untuk piliran 90 merangkumi julat yang luas. Amalan pemasangan peralatan letusan menetapkan panjang piliran pada minimum dua kali lebar palang. Pembina mesin lazimnya menetapkan 2.5 kali lebar sebagai paras terendah, dengan satu contoh yang diterbitkan memberikan panjang piliran 50 mm untuk palang lebar 20 mm. Panduan fabrikasi lain memetik 2.5 hingga 5 kali lebar. Amalan ragum bangku manual, pada hujung bawah, memetik 1.5 hingga 2 kali lebar, tetapi meletakkan had ketebalan 6 mm dan lebar 60 mm pada angka tersebut.

Angka-angka itu sejajar apabila lemon diperiksa. Sudut keratan terletak kira-kira separuh lebar palang dari paksi piliran. Memutarkannya melalui sudut θ sepanjang panjang L mengenakan lemon ricih permukaan:

γ = (w/2) · θ / L

yang untuk piliran 90 darjah menyederhanakan kepada γ = π·w / (4L). Menukar kepada lemon uniaksial setara untuk perbandingan dengan data pemanjangan, ε ≈ γ/√3:

Formula itu mengabaikan ketebalan, yang sah untuk nisbah busbar: pada palang 100 × 10 mm jejari sudut sebenar ialah 50.25 mm berbanding 50 mm yang diandaikan oleh formula.

Panduan kini masuk akal. Pada 2.5 × lebar, sudut menerima sekitar 18% lemon setara, yang tembaga lembut dan separuh keras serap tanpa kesukaran. Pada 1.5 × lebar ia menerima 30%, yang hanya boleh hidup dalam palang lembut sempit dan nipis, tepat pada tork yang dilampirkan oleh peraturan ragum bangku pada dirinya sendiri. Pada 5 × lebar sudut menerima 9%, yang selesa walaupun dalam ketabahan keras.

Peraturan praktikal: 2.5 × lebar untuk R220 dan R240, 4 × lebar untuk R290, dan jangan sesekali bawah 2 × lebar tidak kira ketabahan. Pengesahan pada artikel pertama adalah bijak, kerana angka pemanjangan EN 13601 adalah minimum dan bahan yang dihantar biasanya melebihi mereka.

Arah hubungan adalah berlawanan dengan yang untuk pembengkokan: semakin panjang piliran, semakin lembut lemonnya. Panjang piliran adalah kebenaran reka bentuk dan bukannya tetapan mesin, jika laluan tidak mempunyai panjang lurus untuk dikorbankan, piliran itu langsung tidak tersedia.

Tork, dan mengapa memelintir lebih baik daripada membengkok tepi

Tork plastik yang diperlukan untuk memelintir keratan rectangular adalah kira-kira τy·(w·t²/2 − t³/6), yang dikuasai oleh t² dan hanya meningkat secara linear dengan lebar. Momen plastik yang diperlukan untuk membengkok keratan yang sama secara tepi adalah σy·t·w²/4, yang meningkat dengan kuasa dua lebar.

Menggunakan tembaga setengah keras dengan kekuatan bukti 180 N/mm²:

Nisbah ini adalah kira-kira 0.87·w/t di seluruh julat. Setiap milimeter tambahan lebar menjadikan bengkok tepi lebih sukar secara tidak proporsional sambil menjadikan putaran hanya lebih sukar secara berkadar, dan keratan lebar nipis di mana bengkok tepi paling teruk adalah tepat di mana kelebihannya paling besar.

Ini adalah kes kuantitatif untuk alternatif pelintir-dan-bengkok-rata yang dibincangkan dalam bengkok tepi berbanding rata untuk busbar. Memelintir bar sebanyak 90° membolehkan perubahan arah seterusnya dibuat sebagai bengkok rata biasa di mana ketebalan mengawal strain berbanding lebar. Dua operasi mudah menggantikan satu operasi sukar.

Pengeritingan, penipisan tepi dan apa yang berlaku kepada keratan

Shaft bulat di bawah tork mengekalkan keratan rentasnya rata. Keratan rectangular tidak. Di bawah tork Saint-Venant, titik pada keratan rectangular berpindah secara paksi dalam corak pelana, dengan perpindahan paling besar di sudut. Ini adalah pengeritingan, dan ia tidak dapat dielakkan dalam keratan bukan bulat.

Dua akibat praktikal mengikuti.

Zon yang dipelintir tidak sama dari segi dimensi dengan bar asal. Keratan sedikit cekung, sudut mendahului atau ketinggalan permukaan tengah, dan ketebalan yang diukur di tepi zon yang dipelintir keluar sedikit di bawah nominal. Pada nisbah busbar biasa, pengurangan adalah kecil, dalam urutan beberapa peratus, tetapi ia adalah peningkatan rintangan setempat dan oleh itu calon titik panas. Kalkulator ampasiti busbar memberikan julat sebelum pengurangan itu menjadi signifikan.

Pengeritingan juga dihalang di penjepit, kerana muka penjepit memegang keratan rata sementara bahan antara mereka ingin mengeriting. Pengeritingan yang dihalang menjana tork paksi yang tertumpu di tepi penjepit, itulah sebabnya keretakan dalam memelintir hampir selalu bermula di garis penjepit dan bukannya di tengah putaran. Keretakan di penjepit menunjukkan keperluan untuk panjang bebas yang lebih panjang atau sisipan penjepit yang lebih lembut, bukan lebih banyak tork.

Zon yang dipelintir juga mengalami kerja pengerasan. Bengkok tidak sepatutnya diletakkan di dalam putiran atau serta-merta bersebelahan dengannya. Bahan di situ telah menggunakan sebahagian besar kebolehlian kebolehan yang tersedia dan ia akan retak pada jejari yang bar asal akan tahan. Bar lurus yang jelas mesti ditinggalkan antara kedua-dua operasi.

Lekukan Puntir

Puntir akan mengecut semula, dan pengecutannya jauh lebih besar berbanding lenturan.

Pemulihan elastik semasa pelepasan beban ialah Δθ = T·L/(G·J), di mana T ialah tork yang dikenakan, L ialah panjang puntir, G ialah modulus ricih dan J ialah pemalar puntir keratan. Modulus ricih tembaga diperoleh daripada modulus elastiknya pada anggaran 46 kN/mm². Pengiraan untuk bar separa keras 100 × 10 mm yang dipuntir 90° dengan panjang bebas 250 mm memberikan pemulihan elastik sekitar 5°. Bar yang sama dipuntir sepanjang 400 mm pulih sekitar 8°. Bar 160 × 10 mm sepanjang 400 mm pulih sekitar 7.6°.

Ini adalah anggaran pertama daripada pelepasan elastik keratan yang telah kenal plastic sepenuhnya. Pengesahan pada artikal pertama diperlukan dan bukannya memprogramkannya terus daripada jadual ini. Apa yang ditetapkan dengan pasti ialah skala: pemulihan puntir mencecah beberapa darjah, satu magnitud lebih besar daripada pengecutan lenturan mendatar bagi bar yang sama.

Pemulihan bertambah dengan panjang puntir manakala terikan berkurang dengannya. Memanjangkan puntir untuk melindungi sudut membuatkan pampasan sudut lebih besar. Tiada panjang yang mengoptimumkan kedua-duanya, jadi panjang mesti dipilih berdasarkan keperluan terikan dan jadual pampasan digunakan untuk sudut. Disiplin jadual offset yang sama seperti yang diterangkan untuk pampasan pengecutan lenturan terpakai di sini, diketuai berdasarkan bahan, keras lembut, keratan dan panjang bebas, dengan entri puntir diasingkan sepenuhnya daripada entri lentur.

Penjepit dan Peralatan

Kepala pengepitan ialah dua penjepit: satu tetap, satu berputar. Rentang bebas antara keduanya ialah panjang puntir, bermaksud panjang puntir ditetapkan oleh kedudukan penjepit dan tidak diselaraskan secara berterusan pada setiap mesin. Peningkatan mesti diperiksa sebelum rekaan dikaitkan kepada pewarasan tertentu.

Muka penjepit tidak boleh menanda bar. Tembaga lembut, dan tekanan penjepitan yang diperlukan untuk menghalang gelinciran di bawah tork penuh adalah tinggi. Sisipan gangsa, aluminium atau polimer keras adalah perkara biasa. Rahang keluli dengan permukaan bergerigi akan menaip timbul pada bar, dan timbul itu menjadi tapak permulaan rekah di bawah terikan puntir.

Salah satu penjepit mesti bebas bergerak secara paksi. Bar memendek sedikit sepanjang paksinya semasa dipuntir. Memegang kedua-dua hujung dengan kaku menambah tegasan paksi pada ricih puntir, yang terus menambah terikan sudut dan menghasilkan rekahan tepi pada paras terikan yang puntir itu sepatutnya boleh bertahan. Penjepit terapung, atau sedikit kepatuhan paksi yang disengajakan, menghilangkan masalah ini.

Keratan juga perlu dipegang segi empat sama di kedua-dua penjepit. Gelinciran berputar memendekkan panjang bebas berkesan, yang meningkatkan terikan di atas nilai yang dikira, dan ia membuang sudut siap keluar daripada kedudukan.

Sempadan puntir yang diterbitkan pada mesin pemprosesan busbar biasanya berada sekitar ketebalan 5 hingga 10 mm dan lebar 15 hingga 100 mm, ketara lebih ketat berbanding penarafan lenturan mendatar mesin yang sama. Pengepitan adalah keupayaan yang disenaraikan pada kedua-dua EMAC-BB-H12 dan SMART-603CNC-S, berjalan pada kawalan yang sama dan program bahagian yang sama sebagai operasi lentur, jadi bahagian yang mempunyai satu puntir dan dua lenturan disiapkan dalam satu persediaan dan bukannya tiga. Angka ±0.1° yang dipetik untuk kepala EMAC-BB ialah spesifikasi ketepatan lenturan; ketulenan puntir pada sebarang mesin sangat bergantung pada cengkaman penjepit dan harus dicirikan pada bahan sebenar dan bukannya diandaikan daripada angka lentur.

Di Mana Puntir Terletak dalam Pelan Proses

Punch dan potong sebelum mengepil, bukan selepas. Bar yang telah dipil tidak akan rata di atas meja pukulan dan tidak boleh dilokasikan dengan pasti terhadap penyesuai belakang.

Pengepilan perlu disusun sebelum pembengkokan jika geometri membenarkannya, kerana bahagian yang dipil lebih sukar dipegang tegak dalam acuan pembengkokan berbanding yang lurus.

Lubang perlu dijauhkan sepenuhnya daripada zon kepilan. Lubang dalam kawasan ricih tork tinggi merupakan penumpuan tekanan di tempat paling buruk, dan bahan di sekelilingnya akan terkoyak sebelum kepilan selesai.

Panjang kepilan berasaskan regangan perlu diambil kira pada peringkat reka bentuk. Memasukkan kepilan secara retrofit ke dalam laluan yang telah dimensikan tanpanya adalah sebab utama bengkel akhirnya cuba melakukannya pada 1.5 kali lebar dan membazirkan bar. Pengepilan dan pembengkokan kedua-duanya operasi yang memakan panjang, dan panjang yang dibangunkan perlu merangkumi kedua-duanya. Penerangan proses penuh terdapat di bawah pemilinan.