平衡力式密封电磁继电器接触压力免调率提升的设计方法

本发明属于高可靠机电组件，涉及一种平衡力式密封电磁继电器接触压力免调率提升的设计方法。

背景技术：

1、平衡力式密封电磁继电器环境适应性强、工作可靠性高，被广泛用于铁路交通、工业自动化等领域。但其零件繁多、结构复杂、装调难度很大，几乎每一道工序都有人工参与。故在生产过程中误差随工序逐层累积，导致在完成电磁系统与接触系统的装配后(总装)一次装配合格产品很少，且存在同批次及批次间产品性能分散性大的问题。批次产品的触点间隙合格率不足一半，触点压力的合格率几乎为零。因此，在产品总装完后需要经过总校，即进行静触点高度的调整等，才能使性能指标满足要求。反复的调试不仅会使批次产品的装配效率低下、生产成本过高，还会使产品的可靠性降低。如何实现平衡力式电磁继电器产品的免调试或是提高产品免调率，是设计人员当下颇为关注的问题。

2、目前，免调率这一概念国内外均没有明确的定义，行业内将免调率归为产品质量一致性的研究范畴。针对电磁继电器一次装配合格率低，总装后需要大量调试的问题，当下仍主要采用稳健性设计方法来解决。触点压力是继电器机械反力的主要组成部分，吸反力的配合直接决定了继电器的吸合释放电压，因而触点压力显著影响吸合释放电压值。由于在某些特定应用场景下，继电器有严格的力学指标，同时吸合释放电压也有严格的范围，这就导致触点压力的合格阈值过窄，从而使得稳健性设计的设计裕量非常小，容差分配方案出现了不可制造性，只能通过筛选的方式。因此，这种策略对于平衡力式密封电磁继电器，尤其是具有多组转换触点的产品，一致性提升效果甚微，更难以达到免调试，同时还大大增加了生产成本。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种平衡力式密封电磁继电器接触压力免调率提升的设计方法，该方法解决了现有技术难以实现触点压力免调且造成生产成本大幅上升的问题。

2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

3、一种平衡力式密封电磁继电器接触压力免调率提升的设计方法，包括如下步骤：

4、步骤一、采集平衡力式密封电磁继电器历史批次数据，所述历史批次数据包括零部件尺寸参数、位置参数、材料性能参数、关键工艺参数、产品性能参数，材料性能参数包括簧片刚度，关键工艺参数包括衔铁行程、动触点高度、静触点根部高度，产品性能参数包括力、电参数、时间参数；

5、步骤二、利用步骤一采集的平衡力式密封电磁继电器历史批次数据，建立平衡力式密封电磁继电器数字样机模型，对继电器整机机械反力与触点压力进行准确仿真，并利用实测数据校正平衡力式密封电磁继电器数字样机模型；

6、步骤三、利用步骤二校正后的平衡力式密封电磁继电器数字样机模型，以静触点根部高度、静触点弯折角度、动触点高度、衔铁行程为模型输入，仿真求得触点压力，改变输入变量，仿真得到神经网络数据集，并将其划分为神经网络训练集和神经网络验证集；

7、步骤四、建立神经网络，以电磁系统组件的动触点高度、衔铁行程、簧片刚度，接触系统组件的静触点根部高度以及理想的触点压力值为输入，静触点高度调整量为输出，利用神经网络训练集对神经网络进行训练，并通过神经网络验证集验证神经网络的预测精度，所述静触点高度调整量根据静触点根部高度和静触点弯折角度换算得到；

8、步骤五、在平衡力式密封电磁的实际生产过程中，实时监测每一只电磁系统组件的衔铁行程、簧片刚度、动触点高度、静触点根部高度；

9、步骤六、根据每一只电磁系统组件采集到的数据，利用神经网络对与之组装的接触系统组件的静触点高度调整量进行预测；

10、步骤七、按照静触点高度调整量预测值，在总装前利用整形设备对每一只接触系统组件进行静触点高度预调，以在总装后得到理想的触点压力值，提高产品免调率。

11、相比于现有技术，本发明具有如下优点：

12、1、解决了现有稳健性设计技术由于设计裕量过小而产生的不可制造性问题，能够有效提升平衡力式继电器触点压力免调率与一致性。

13、2、采用根据每一电磁系统组件的实际生产情况，逐一调整相应接触系统组件静触点高度的方式，可以适当放宽电磁系统组件与接触系统组件的筛选标准，减少了零部件的淘汰率，降低了生产成本。

14、3、在继电器产品实际生产过程中加入了对关键工艺参数的实时监测，能够及时发现装配过程中的异常并采取应对措施。

15、4、针对同类继电器产品，仅需进行一次数字样机模型和神经网络预测模型的建立，可形成集测量、计算、调试为一体的自动化产线，提高了产品的生产效率。

技术特征：

1.一种平衡力式密封电磁继电器接触压力免调率提升的设计方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的平衡力式密封电磁继电器接触压力免调率提升的设计方法，其特征在于所述步骤一中，历史批次数据包括零部件尺寸参数、位置参数、材料性能参数、关键工艺参数、产品性能参数，材料性能参数包括簧片刚度，关键工艺参数包括衔铁行程、动触点高度、静触点根部高度，产品性能参数包括力、电参数、时间参数。

3.根据权利要求1所述的平衡力式密封电磁继电器接触压力免调率提升的设计方法，其特征在于所述步骤二中，实测数据包括零部件尺寸参数、位置参数、材料性能参数、关键工艺参数。

技术总结本发明公开了一种平衡力式密封电磁继电器接触压力免调率提升的设计方法，所述方法如下步：一、采集平衡力式密封电磁继电器历史批次数据；二、建立平衡力式密封电磁继电器数字样机模型；三、仿真求得触点压力，改变输入变量，仿真得到神经网络数据集；四、利用训练集对神经网络进行训练，并通过验证集验证神经网络的预测精度；五、实时监测每一只电磁系统组件的关键工艺参数；六、利用神经网络对与之组装的接触系统组件的静触点高度调整量进行预测；七、在总装前利用整形设备对每一只接触系统组件进行静触点高度预调，以在总装后得到理想的触点压力值，提高产品免调率。该方法解决了现有技术难以实现触点压力免调且造成生产成本大幅上升的问题。技术研发人员：乔瑜菲,由佳欣,金鑫宇,陈乐羽,刘仁聪受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学技术研发日：技术公布日：2024/7/25