在常规的工业设备内部走线、小型元器件集成安装场景里,这类错位拼接的矩形盒体结构件,往往承担着局部防护、模块分隔的实际作用,很多设备的电控分仓、小型功能模块的外置防护壳,都会采用类似的错位拼接结构来实现快速装配,不需要额外设计复杂的卡扣或者连接法兰,依靠两个盒体的侧边错位搭接,就能完成初步的位置固定,后续只需要在搭接面打少量固定螺丝,就能满足常规工况下的连接强度要求。
从实际使用的角度看,这种结构的盒体不需要做复杂的抽芯或者侧抽模具结构,不管是采用钣金折弯加工,还是采用注塑成型,都能以较低的加工成本实现批量生产,钣金加工时只需要按照展开图下料,折弯出盒体的侧边围边,两个盒体的搭接边预留对应的安装孔位,就能直接完成装配,不需要额外焊接连接耳片,减少了焊接变形带来的尺寸偏差问题。如果是采用塑料注塑生产,两个盒体的模具都可以采用简单的直顶结构,不需要复杂的行位设计,能有效降低模具的加工成本和后期维护成本,适合小批量多批次的生产需求。
设计这类结构的时候,首先要考虑的是安装边界的限制,很多设备内部的安装空间并不是规则的矩形区域,存在局部的管线凸起、相邻部件的位置干涉,采用错位拼接的方式,可以灵活调整两个盒体的相对搭接量,在不改变盒体基础外形尺寸的前提下,适配不同的安装空间,比如当安装区域存在局部的突出部件时,可以调整两个盒体的错位距离,让盒体的拼接缝隙避开突出位置,不需要重新开模或者重新加工整个盒体,只需要调整搭接量就能适配现场的安装需求,大幅提升了构件的适配性。
外形尺寸方面,这类盒体的基础外形采用等截面的矩形设计,单个盒体的壁厚根据使用场景的防护需求调整,常规的室内设备防护用盒体,钣金材质的话壁厚一般选择1mm到1.5mm的冷轧钢板,塑料材质的话壁厚选择2mm到3mm的ABS或者PP材质,就能满足常规的抗冲击、防尘防护需求。两个盒体的搭接宽度一般设计在15mm到25mm之间,这个宽度范围既可以保证搭接面有足够的接触面积来分散连接螺丝的紧固力,避免长期使用后连接位置出现变形松动,也不会因为搭接宽度过大造成材料的浪费,同时预留足够的空间打固定螺丝,螺丝孔位的间距一般控制在80mm到120mm之间,保证连接的均匀性,避免盒体拼接位置出现缝隙过大导致防尘效果下降的问题。
从功能特性上看,这种错位拼接的盒体相比传统的整盒加盒盖的结构,在内部空间的利用率上更有优势,两个盒体的内部空间是连通的,可以根据内部安装的元器件尺寸,灵活调整内部的分隔空间,比如一侧空间放置体积较大的继电器或者接线端子,另一侧空间放置体积较小的保险丝或者信号模块,不需要在盒体内部额外加装分隔板,依靠两个盒体的拼接位置就能自然形成空间分隔,减少了内部零件的数量,降低了整体的装配工作量。同时这种结构的盒体在后期维护的时候,只需要拆卸搭接位置的几颗螺丝,就能将两个盒体分开,露出内部的全部元器件,不需要像传统盒盖结构那样完全拆下盒盖,避免了盒盖丢失或者螺丝掉落的问题,在设备现场维护的时候操作更加便捷。
在实际的设备装配场景里,这类盒体还可以作为临时的走线防护槽使用,当设备内部需要新增局部的走线,但是原有走线槽已经无法容纳新增线缆的时候,可以将两个盒体错位拼接,调整到需要的长度,固定在设备的机架上,作为临时的走线防护结构,不需要采购标准长度的走线槽进行切割,减少了现场加工的工作量,同时拼接后的盒体边缘光滑,不会划伤线缆的绝缘层,满足走线防护的安全要求。另外在一些需要局部遮挡设备内部运动部件的场景,这类错位盒体也可以作为安全防护挡板使用,依靠自身的结构强度,阻挡操作人员意外接触运动部件,同时因为可以灵活调整拼接长度,不需要根据防护位置的尺寸单独定制防护板,大幅降低了现场改造的成本。
设计过程中还要考虑盒体的边缘处理,不管是钣金材质还是塑料材质,盒体的外露边缘都要做倒钝或者圆角处理,钣金件的边缘要做折边压死边处理,避免锋利的边缘划伤操作人员或者划破线缆,塑料件的模具上要在边缘位置做R0.5以上的圆角,避免注塑后产生飞边或者锋利的合模线。搭接面的位置要保证平面度,钣金折弯的时候要控制折弯角度的误差在±0.5度以内,避免两个盒体搭接的时候出现局部缝隙过大的问题,塑料件注塑的时候要控制翘曲变形量在1mm以内,保证拼接后整体的平整度,不会出现明显的高低差影响外观和防护效果。
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