硬保护塞在电镀保护螺纹中的应用论文_王磊,雒宝峰,罗丹

(陕西宝光真空电器股份有限公司 陕西宝光 721006)

摘要:为了增加真空灭弧室两端电接触面的导电性,在导杆两端电接触部位电镀一层银,确保产品质量更加稳定。宝光灭弧室两端导杆基本均加工内螺纹,用于断路器装配,这就要求灭弧室两端内螺纹干净,无发绿发毛现象。目前灭弧室整管镀银采用槽式含氰电镀,如果电镀时对螺纹不进行保护,螺纹会发绿。现在采用软硅橡胶塞保护不带钢套的内螺纹,使用这种保护塞费时费力,对人手指产生严重的磨损,而且容易使内螺纹漏液。我们经过对螺纹结构进行研究分析,设计了一种省时省力,而且能大幅度提高产品镀银质量的硬胶塞。

关键词:真空灭弧室;电镀;螺纹保护;硬胶塞

1.前言

真空灭弧室作为高压开关的核心零部件,其质量对整个电网的运行至关重要。灭弧室两端的电接触面的质量更是重中之重,目前为了增加电接触面的导电性,要求在电接触面部位电镀一层银。宝光灭弧室两端导杆基本都加工有内螺纹,而我们目前采用槽式含氰电镀,如果电镀时对螺纹不进行保护,镀液进入螺纹会使螺纹发绿,影响装配质量。现在我们使用软橡胶塞进行螺纹保护,如图1,图2。这种保护塞使用时费时费力,对人手指产生严重的磨损,使用一段时间后,胶塞经过酸碱的长时间浸泡,局部会产生裂纹,容易出现螺纹孔漏液,影响产品质量。经过我们对螺纹结构进行研究分析,经过大量试验,成功开发了一种新的螺纹保护塞。

2.设计保护塞

2.1我们之前设计了一种硬保护塞用于带钢套螺纹的保护,可是这种保护塞直接用于同一不带钢套的螺纹上,会出现漏液。经过对两种螺纹结构进行分析,安装钢套的螺纹为ST螺纹,装上钢套后为M螺纹,而有些螺纹直接加工出来为M螺纹,所以两种螺纹的底孔大小不一样,导致螺纹端口的尺寸不一样。这就不能用同一种硬保护塞保护同一型号的不同螺纹结构。

2.2 我们通过观察,用于保护带有钢套的内螺纹保护塞使用起来方便可靠,能大幅度降低工人劳动强度,而且电镀完螺纹倒角银层的一致性很好,而且能降低胶塞的使用量,如图3。所以我们着手开发相类似的保护塞。

图1 图2

图3

2.2.1 选择材料

目前用于带钢套螺纹的保护塞材料为聚丙烯(PP棒),但是在使用的过程中由于材料强度不够,保护塞的外螺纹容易变形,变形后保护塞的密封性变差,容易出现漏液。所以我们重新选材,我们选择尼龙,聚氯乙烯等材料,由于尼龙硬度太大,不适合密封保护,经过大量试验,我们最终选择聚氯乙烯。

2.2.2结构设计

我们对安装有钢套的内螺纹保护塞结构进行分析,它是由一小段的外螺纹,退刀槽及一段圆柱体(作为手柄)和密封圈配套组成。它的原理是保护塞外螺纹和导杆内螺纹安装好后,保护塞的密封圈会填充在螺纹倒角上,起到密封的作用。这其中最重要的是退刀槽的尺寸、密封圈的尺寸和圆柱体的尺寸。我们以M10保护塞为例。

2.2.2.1 退刀槽的设计

退刀槽的设计至关重要,退刀槽的直径或高度设计的不合适,会直接影响镀银质量,因为退刀槽部位是配套密封圈的,退刀槽直径太大,会使密封圈压在螺纹倒角上边沿一圈周围,压住的部位电镀不上,直径太小,密封圈装上后太松,起不到密封效果。在设计M10保护塞得退刀槽时,我们根据装好钢套内螺纹的保护塞尺寸(3.5×φ8)进行设计,用带有钢套的保护塞密封圈配套使用,只是将保护塞得外螺纹尺寸进行改变,经过试验发现,电镀后螺纹倒角上边沿一圈被密封圈压住没镀上。我们又对退刀槽的尺寸分别改为3×φ8、2.5×φ8、2×φ8、2.5×φ7.5、2.5×φ7,分别进行试验,发现2.5×φ7的尺寸基本符合质量要求,我们将退刀槽尺寸最终定为2.5×φ7。

2.2.2.2圆柱体的设计

圆柱体的尺寸的关键尺寸为直径和高度,高度太大或太小,人工操作不方便,我们根据现场模拟试验,我们将高度定为10毫米。直径不合适直接影响银层的边沿一致性。我们根据带钢套的内螺纹保护塞直径尺寸φ10进行试验,发现直径太小,容易把密封圈挤出来。又将尺寸定为φ10.5进行试验,还是出现同样的效果,只是比第一次稍微好点,我们将尺寸定为φ11进行试验,发现这次效果非常好,刚好和螺纹相配套。所以我们将圆柱体尺寸定为10×φ11。

2.2.2.3密封圈设计

密封圈的设计尺寸要求更高,因为它对密封起关键作用。我们根据带钢套的保护塞密封圈尺寸,现设计密封圈尺寸φ11(外径)×2.5,发现密封圈太大,直接压到压板端面,造成螺纹周围一圈全漏铜,我们又先后分别将尺寸更改为φ10.5(外径)×2.5、φ10(外径)×2.5、φ10(外径)×2、φ10(外径)×2、φ10(外径)×1.5进行试验,发现φ10(外径)×1.5刚好和前面设计好的退刀槽和圆柱体相配套,电镀出的螺纹符合质量要求。如图4。

图4

3.两种保护塞对比

3.1两种保护塞使用效果对比,如图5,图6

图5为软胶塞电镀时保护螺纹的效果

图6为硬胶塞电镀时保护螺纹的效果

图5 图6

3.1.1 使用软胶塞保护螺纹,螺纹倒角处会出现黑线,而且倒角镀银位置一致性差。而使用硬胶塞保护的螺纹螺纹倒角处没有黑线,而且螺纹镀银位置一致性非常好,很美观。

3.1.2 软胶塞由于是硅橡胶,在使用过程中和螺牙摩擦,胶塞中部会出现裂纹,必须报废更换新的,而硬胶塞主要是密封圈密封,密封圈磨损后,直接更换密封圈,保护塞不用更换,非常方便。

3.1.3 软胶塞每件价格0.96元,硬胶塞每件价格2.5元,虽然硬胶塞价格多出软胶塞2倍多,但硬胶塞密封圈每件只有几分钱,一个硬胶塞可以使用3-4年,中间只需要更换密封圈,一个密封圈也能使用将近大半年。而软胶塞必须半年更换一次,不然会出现漏液现象。

所以硬胶塞使用成本远远低于软胶塞。

3.1.4 软胶塞要用人手和塞子的很大摩擦力使保护塞上紧,长时间使用软胶塞手指会磨损很严重,而硬胶塞稍微用力就能够上紧,密封效果好。

4.结论

经过对螺纹保护塞由软胶塞更改为硬胶塞保护,大大提高了产品质量,大幅降低工人劳动强度,减少了胶塞使用成本,现在已在M8,M10,M12,M16螺纹上推广应用,对镀银质量起到很好的促进作用。

参考文献

[1]卢金忠. 应用尺寸链原理确定电镀前杆端体螺纹的精度[J]. 轴承, 2013(3):18-19.

[2]东晓林, 时小军, 黄燕滨,等. 螺纹紧固件腐蚀防护技术的应用现状[J]. 电镀与涂饰, 2016(9):481-485.

论文作者:王磊,雒宝峰,罗丹

论文发表刊物:《电力设备》2017年第23期

论文发表时间:2017/12/11

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