从实际应用场景来看,它主要用在电源变压器的绕组骨架与安装支架之间、层间绝缘板的定位间隔处,还有引出线端子的绝缘衬垫位置,一方面起到轴向尺寸补偿的作用,抵消铁芯叠片、骨架注塑、绝缘板材加工带来的累积公差,保证绕组压装后的轴向预紧力处于设计要求区间,不会因为过紧压裂绝缘骨架,也不会因为过松导致变压器运行时受电磁振动出现绕组松动异响;另一方面铝合金材质的导热系数远高于常规的尼龙、电木垫片,能够把绕组端部产生的局部热量快速传导到金属安装支架上,辅助降低变压器运行时的局部温升,这一点在密闭外壳的小功率电源变压器里作用尤其明显,很多同位置采用绝缘垫片的产品,长期满负载运行时绕组端部温度会比用铝垫片的高8到10摄氏度,直接影响绝缘材料的老化速度。在电源变压器的装配体系里,这类管状铝垫片是很容易被忽略但直接影响整机装配精度与运行稳定性的小零件,很多刚入行的结构设计人员在做变压器内部堆叠时,往往只关注绕组、铁芯、骨架这些核心部件的公差,却容易在这类间隔零件上踩坑,最后出现绕组轴向窜动、绝缘层压合应力不均、引出线固定位偏移等问题。这款垫片采用铝合金材质加工,整体为空心圆柱结构,内外壁的同轴度公差控制在0.02mm以内,端面与轴线的垂直度公差不超过0.015mm,避免装配后出现倾斜导致的局部应力集中。
在设计这类垫片的时候,首先要明确安装边界的尺寸约束:它的外径45mm刚好匹配对应规格变压器骨架的端部定位沉孔内径,装配时可以直接嵌入沉孔内,不需要额外的径向定位结构,减少装配工序的定位调整时间;内径8mm的通孔既可以穿过M6的安装螺栓,也可以作为低压侧大电流引出线的穿线通道,孔壁的边缘做了0.2mm的圆角钝化处理,避免穿线时刮破引出线的绝缘层,也防止螺栓装配时螺纹刮伤孔壁产生铝屑掉落到绕组内部造成绝缘隐患;6mm的厚度是经过多轮装配公差堆叠计算得出的,对应骨架端部到安装支架的标准间隔尺寸,不需要现场配磨调整,批量装配时的适配率能达到99.5%以上。
很多设计人员在选这类间隔件的时候,会随意选用标准平垫圈代替,但标准平垫圈的厚度公差大、端面平整度差,而且内径余量过大,装配后容易出现径向偏移,导致压装时受力点偏移,长期运行后垫片移位压破绝缘层;还有的会选用实心铝柱加工间隔件,不仅重量更大,材料成本更高,也无法兼顾穿线的功能,需要额外在周边设计穿线结构,反而增加了整体结构的复杂度。这款管状垫片的外壁做了本色阳极氧化处理,表面形成的致密氧化层有一定的绝缘性能,能够避免垫片与绕组漆包线直接接触时造成漆层刮破后的短路风险,同时氧化层的硬度比纯铝基体高很多,装配拧紧时不会因为螺栓压力产生端面变形,保证长期使用后的尺寸稳定性。
在实际设备选型匹配时,需要注意它的安装空间边界:垫片装配后轴向突出骨架端面的高度就是自身厚度6mm,周边不需要预留额外的径向活动空间,因为外径与沉孔是小间隙配合,间隙量控制在0.1mm以内,不会出现径向窜动;如果是用在层间绝缘间隔的位置,要注意对应位置的绝缘板需要开直径45.5mm的避让孔,保证垫片能够顺利穿过,不会顶起绝缘板造成层间间隙过大。另外在做三维建模的时候,这类零件不要过度简化,要把端面的圆角、内外径的公差带、表面氧化层的装配避让都考虑进去,很多人建模时直接画一个空心圆柱就导入装配,最后做干涉检查的时候发现不了孔边锐边、公差不匹配的问题,等到实际打样装配的时候才出现穿线刮皮、装配卡滞的问题,反而拉长了研发周期。从长期运行的可靠性角度看,铝合金材质的抗蠕变性能比塑料垫片好很多,在变压器长期运行的80到100摄氏度工作温度下,不会出现塑料垫片常见的老化收缩、蠕变变形问题,能够长期保持稳定的预紧力,减少变压器因为螺栓松动产生的振动故障,在户外使用的电源变压器里,这类铝垫片的抗环境腐蚀能力也优于普通碳钢垫片,不会因为受潮生锈产生锈渣污染绕组,也不会因为锈层膨胀导致装配应力变化。
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- 系统要求: Autodesk Inventor,Rendering
- 软件分类: 变压器/电感器










