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DOE在电能表磁系统装配质量改进中的应用
来源:互联网 sk001 | 穆明,洪涛
【分  类】 机械与建筑工程
【关 键 词】 电能表磁系统装配;线性模型;DOE;最优参数
【来  源】 互联网
【收  录】 中文学术期刊网
正文:

  摘要:从人员,机器,材料,方法,测量,环境五方面分析影响电能表磁系统装配质量的主要因素, 就如何保证电能表的装配质量。文章借助质量改进中DOE质量工具的理论,结合实际工艺参数特性建立了相应的正交表,并采用方差分析法和MINITAB软件分析法,通过建立最优相应模型,选出了最优参数近似值,从而提高电能表总装一次通过率,进行小批量生产,效果明显。

  关键词:电能表磁系统装配;线性模型;DOE;最优参数

  1引言

  随着国民经济发展,工业,农业,商业及居民生活用电的日益增长,电能表作为商品交易中重要的计量器具.在发展国民经济起到越来越大的作用。在机电式分离心结构电表中,确保磁系统的精度是对电能表精度的重要保证,而磁系统的关键因素是两极之间间距。分析磁系统间距均值不符合标准的控制参数主要有工装定位不可靠 ,装配完毕拔出方式,进刀顺序,进气量,噪声干扰装配工等多个因子,每个因子都有多个水平,对多因子,多水平进行完备性试验次数太多,在工程实践是不可行的。因此必须采取有效的试验方法,以得到多因子的近似最佳参数水平。

  2 电能表磁系统装配工艺

  2.1电能表的工作原理

  当把电能表接入被测电路时,电流线圈和电压线圈中就有交变电流流过,这两个交变电流分别在它们的铁芯中产生交变的磁通;交变磁通穿过铝盘,在铝盘中感应出涡流;涡流又在磁场中受到力的作用,从而使铝盘得到转矩(主动力矩)而转动。负载消耗的功率越大,通过电流线圈的电流越大,铝盘中感应出的涡流也越大,使铝盘转动的力矩就越大。即转矩的大小跟负载消耗的功率成正比。

  2.2 磁系统技术要求及装配工序

磁系统由基架,电压总成,电流总成,螺钉等主要零件构成(如图1-1所示),其关键技术指标为磁系统间距2.65±0.10mm。为保证磁系统间距满足2.65±0.10mm技术要求,在装配时采用了磁系统装配夹具。

  机电式单相电能表磁系统装配时,装配工人在工作台上放置好零件,利用工作台上的夹具夹紧零件,随后安放螺钉并使用气动螺丝刀将螺钉拧紧。这样完成一个磁系统的装配。

  经过对电能表磁系统装配工序进行质量统计、调查分析,现阶段磁系统装配工序合格率为70%,并且大多需采用全检以保证质量,工作量大,检验成本高。为了提高磁系统装配工序的合格率以及稳定性,需要通过试验对影响磁系统装配工序合格率的因素进行分析:

  2.3磁系统装配工序质量参数

  1—电压元件铁芯 2—铝盘 3—电流元件铁芯

  图1-2机电式单相电能表磁系统简图

  由图1可以看出电能表磁系统主要由电压元件铁芯、铝盘、电流元件铁芯组成,铝盘在电压元件铁芯于电流元件铁芯之间的间隙内转动,磁系统间隙大小是影响铝轮转动的关键,因此磁系统间隙大小的参数指标成为衡量磁系统装配工序合格与否的主要指标之一。

  2.4 影响磁系统装配工序合格率的原因 零件合格率 电能表磁系统是由多个零件组装成的,零件在进入装配工序前应经过检验。零件的合格率直接影响了磁系统装配成品的合格率。 装配工人 零件的装配员工经过岗前培训后对操作设备的认识,装配过程的熟程度,都会直接在装配效率及合格率上直接反映出来;并且可能出现的临时的操作岗位变动后,在装配员工对新操作设备的适应期内,磁系统间隙也会有变化。 装配设备 夹具对零件起到了定位及固定的作用,在装配过程中选择合适的装夹压力大小,定期进行检查及时更换磨损或变形的夹具也是保证装配磁间隙大小合格的关键。同时,气动螺丝刀刀头出现磨损也必须及时更换。 装配工艺 零件的安放顺序,螺钉的安装方法,以及螺丝刀的转速等都会影响装配时磁系统间隙大小。 装配车间环境温度、湿度、及卫生情况 温度过高时零件体积膨胀令间隙变小,温度过低时零件体积收缩令间隙变大,湿度过大时零件容易生锈腐蚀,周围环境里的较大体积的粉尘也会降低装配的精度。

  用鱼骨图简单而且直观的分析了影响电能表磁系统装配合格率各因子。

  图1-3 鱼骨分析示意

  3 DOE试验设计

  我们根据前期的相关性分析,确定了需要进行试验设计的项目:1、工装定位不可靠;2、装配完毕拔出方式;3、进刀顺序;4、进气量;5、噪声干扰装配工。

  3.1 田口正交试验

  运用Minitab对其进行田口正交试验,选择L36(三水平因子两个,两水平因子三个)。 定位方式 拔出方式 装配环境 进气量 进刀顺序 试验结果(磁间隙y) 改进工艺 自然拔出 噪声环境 10.5 非连接板 2.64 改进工艺 自然拔出 噪声环境 10.0 交叉 2.66 改进工艺 自然拔出 噪声环境 11.0 连接板 2.66 改进工艺 自然拔出 噪声环境 10.5 非连接板 2.64 改进工艺 自然拔出 安静环境 10.0 交叉 2.65 改进工艺 自然拔出 安静环境 11.0 连接板 3.65 改进工艺 自然拔出 安静环境 10.5 非连接板 4.65 改进工艺 垂直拔出 噪声环境 10.0 交叉 2.66 改进工艺 垂直拔出 噪声环境 11.0 连接板 2.65 改进工艺 垂直拔出 噪声环境 10.5 非连接板 2.65 改进工艺 垂直拔出 安静环境 10.0 交叉 2.64 改进工艺 垂直拔出 安静环境 11.0 非连接板 2.65 改进工艺 垂直拔出 安静环境 10.5 交叉 2.64 改进工艺 垂直拔出 安静环境 10.0 连接板 2.65 改进工艺 垂直拔出 安静环境 11.0 非连接板 2.66 改进工艺 垂直拔出 安静环境 10.5 交叉 2.65 原有工艺 自然拔出 安静环境 10.0 连接板 2.65 原有工艺 自然拔出 安静环境 11.0 非连接板 2.66 原有工艺 自然拔出 安静环境 10.5 交叉 2.65 原有工艺 自然拔出 安静环境 10.0 连接板 2.65 原有工艺 自然拔出 安静环境 11.0 非连接板 2.66 原有工艺 自然拔出 噪声环境 10.5 交叉 2.67 原有工艺 自然拔出 噪声环境 10.0 连接板 2.66 原有工艺 自然拔出 噪声环境 11.0 交叉 2.66 原有工艺 自然拔出 安静环境 10.5 连接板 2.65 原有工艺 垂直拔出 安静环境 10.0 非连接板 2.67 原有工艺 垂直拔出 安静环境 11.0 交叉 2.65 原有工艺 垂直拔出 安静环境 10.5 连接板 2.65 原有工艺 垂直拔出 噪声环境 10.0 非连接板 2.66 原有工艺 垂直拔出 噪声环境 11.0 交叉 2.66 原有工艺 垂直拔出 噪声环境 10.5 连接板 2.65 原有工艺 垂直拔出 噪声环境 10.0 非连接板 2.67 原有工艺 垂直拔出 噪声环境 11.0 交叉 2.67 原有工艺 垂直拔出 噪声环境 10.5 连接板 2.65 原有工艺 垂直拔出 噪声环境 10.0 非连接板 2.67 表2-1 试验设计表格及具体采集数据

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