賴建明 覃勐
摘 要:隨著新時代的飛速發(fā)展,社會和科技的不斷進步,科技的發(fā)展有了巨大的突破,人們對電子電器產(chǎn)品的要求也日益增長,對質(zhì)量的要求和產(chǎn)品的實用性舒適性要求也逐漸增加。要保障電子電氣產(chǎn)品的質(zhì)量和實用性,就一定要對電子電氣產(chǎn)品的機械結構做好設計。只有在機械結構方面的設計,要根據(jù)現(xiàn)代化的科學技術,以及對人們?nèi)找嫣岣叩膶嵱眯院唾|(zhì)量安全的要求,本文對電子電氣產(chǎn)品機械結構設計方面簡單探討,為各位同仁做參考。
關鍵詞:電子;氣產(chǎn)品;機械結構; 結構設計
電子電氣產(chǎn)品機械結構各部分的要求
1、尺寸要求
根據(jù)電子電氣產(chǎn)品的不同產(chǎn)品的所需的標準,對電子電氣產(chǎn)品的基本尺寸和各個環(huán)節(jié)之間的鏈接進行檢測確定,不但是要對尺寸的準度、精度進行系統(tǒng)化、模塊化的方面,還有對電子電氣產(chǎn)品尺寸的標準化、尺寸鏈的兼容性進行考慮,對于外殼、主板、操作臺、主機等部分的尺寸要求,也要符合相關的設計標準和質(zhì)量安全。
2、安裝要求
對于電子電氣產(chǎn)品的安裝方面要依照用戶的需求。根據(jù)要求安裝方式和結構固定進行調(diào)整。例如嵌入式、板式和插拔等,保障了電子電氣產(chǎn)品的安裝符合規(guī)定要求,使得電子電氣產(chǎn)品具有更好的繼承性和安裝兼容性。
3、剛度和強度要求
依照電子電氣產(chǎn)品的強度和剛度進行計算設計,根據(jù)抗震、負重、抗沖擊等方面進行計算。在設計時,一定要考慮到構件的連接環(huán)節(jié)計算在內(nèi),比如焊接等。同時,還要把構件的結構進行計算,用壓筋或者彎折等增加的方式,調(diào)高電子電氣產(chǎn)品的剛度和強度的要求。
4、外殼防護要求
電子電氣產(chǎn)品設備的防護等級,尤其是對于處于戶外的、或者是長時間暴露在環(huán)境差的工作地區(qū),對外殼防護的使用環(huán)境、防火、防水、防塵等方面的要求標準也有更高要求。所以,對外殼的防護設計要符合產(chǎn)品的使用環(huán)境的等級。
5、通風散熱的要求
設計時要兼顧通風和散熱,對設備的負載和發(fā)熱量的要求標準進行設計。例如對發(fā)熱量大的電子電氣產(chǎn)品外殼,可以用風機等設備方式進行散熱;對于發(fā)熱量小的電子電氣產(chǎn)品,可以用內(nèi)設散熱板或孔洞設計散熱。所以對于電子電氣產(chǎn)品的通風散熱的要求,要符合實際環(huán)境進行設計,避免發(fā)生設計相互矛盾的情況。
6、布線配線要求
常用的連接電子電氣產(chǎn)品的方式是接線連接。對于電子電氣產(chǎn)品組件、插件、模塊等連接設計時,要配合實際根據(jù)電流和導線路徑的走線、連接、母排、穿孔等方面,根據(jù)實際進行合理規(guī)劃。之后,根據(jù)電子電氣產(chǎn)品的要求標準,對不同的A/B/C/地線/正負極等,用明顯的標記進行區(qū)分,同時依照規(guī)范標準進行布線配線。例如“上、中、下”等安排空間位置。
首先對電線分門別類,以免接線時出現(xiàn)線路之間的互相影響。根據(jù)電流對電線分類,將大功率的直流、交流電和射頻線分在一起,另一部分小功率的分一起。將電線區(qū)分,數(shù)字和模擬,高頻和低頻等方式進行分組,用塑料夾、束線帶等方式進行捆扎、鋪設。注意力度要適中,既能夠做好分類區(qū)分,又保證導線不會受力道的影響??梢栽陔娮与姎猱a(chǎn)品的設計中加入行線槽,確保導線的牢固性,以免導線受到磨損,使得布線配線的操作符合標準要求的基礎上,提升布線配線的美觀、整齊性。
7、人機要求
在結構設計方面,對于電子電氣產(chǎn)品不但要符合質(zhì)量安全,還要根據(jù)人和設備之間的適合度方面,以及依照色彩、建模、人體工程學等內(nèi)容整體的分析研究,設計符合要求和符合人們使用的結構設計。在保障體積平衡的要求下,按照電子電氣產(chǎn)品工藝技術和人們審美特點,調(diào)整機體形態(tài),進行造型方面的設計制作,保障電子電氣產(chǎn)品的外觀美觀大方;產(chǎn)品色彩方面,基于使用者和客戶的要求,按照色彩理論的方式,美觀同時更好的區(qū)分和操作電子電氣產(chǎn)品。
8、電磁兼容要求
為了使電磁干擾的影響降到最低,不但在電路設計思考,還要對結構屏蔽的實際使用設計。下面對電子電氣產(chǎn)品的實際結構設計時的電磁兼容方式簡單介紹。
(1)、接地
電子電氣產(chǎn)品常用的方式有信號接地和機箱接地等??梢詤⒄詹糠只蛘呷康脑O備電路的平面進行信號接地。物理實體的最佳接地平面,是零電阻和零電位,使得壓降的現(xiàn)象不會出現(xiàn)在電流流過的時候;對于機箱接地的設計,既可以保障操作工人的安全操作,也能夠保障電子電氣產(chǎn)品設備的使用安全。同時為了以免出現(xiàn)電位升高出現(xiàn)的放電問題,用靜電感應釋放電荷的辦法,最大程度的確保運行設備的安全。常見的接地類型:單點和多點、浮動和混合等。例如單點接地多用作低頻時,多點接地適用于高頻時。
對于電子電氣產(chǎn)品接地線線徑的方面,應符合導線的通過的電流大小,選擇適宜的截面大小。關于接地線的長度選擇,如果系統(tǒng)運行時產(chǎn)生了駐波,那么在接地線短路,電源線就不接地。在選擇機箱等接地線的長度時,應符和設計要求的干擾波長。單點接地多用作低頻時效果好,多點接地適用于高頻時效果好。
對于電子電氣產(chǎn)品接地時的電阻來說,通常系統(tǒng)接地電阻數(shù)值應該最小化。電子電氣產(chǎn)品的搭接是在兩個金屬面之間連接相符合的低阻抗路徑,是其變?yōu)榈入娢幻?,使得電路和外殼、接地系統(tǒng)之間構建連接。常用的搭接方法有鉚接、焊接、螺釘連接等。雖然在這些方法里,螺釘連接因為搭接方便被廣泛運用,但是因為在電子電氣產(chǎn)品實際設備運行中,產(chǎn)生的震動容易使得螺釘由面觸變成線觸,使得可靠性和安全性降低。所以,在選擇方式上,要結合實際情況,同時保障橫截數(shù)據(jù)面的接觸電阻越小越好。
(2)屏蔽
對于電子電氣產(chǎn)品的電場屏蔽方面,可以把電場感應,看成是耦合的分布電容。為了將耦合電容的值降到最小,就需要電場屏蔽。為了保障屏蔽板接地效果,可以在對屏蔽體的設計時挑選強度高、導點性能好的材料,同時將形狀設計為封閉式。
在材料的挑選上,首先要選擇高磁導率材料,比如硅鋼、坡莫合金等。同時屏蔽物要和屏蔽體分隔越遠越好,屏蔽體的厚度越厚越好,在開孔尺寸和接縫上盡可能的越小越好。電子電氣產(chǎn)品的屏蔽體主要是依照反射和吸收的電磁波,來對電磁波起著衰減效果。據(jù)權威數(shù)據(jù)計算,電導率以及吸收的損耗數(shù)值,是根據(jù)電子電氣產(chǎn)品的屏蔽材料的磁導率的數(shù)值影響,并且通過散熱的方式進行釋放。
(3)結構材料的選擇
對電子電氣產(chǎn)品的材料上,應選擇符合電磁波干擾的頻率來選擇。反射損耗的數(shù)值,和低頻電磁干擾屏蔽的效果有關。所以材料盡量使用例如銅、鋁、鎳等高導電性或低電阻材料。用有著高導熱率和高磁導、低磁阻的材料,在外殼涂抹屏蔽層,如果是不考慮成本,也可以選擇雷達吸波等效果更好但是更加昂貴的材料。
在處理搭接問題方面,電子電氣產(chǎn)品外殼的制造上,對結合處要保障金屬在接觸面沒有其他雜物,接觸電阻越小越好。對于出現(xiàn)松動、晃動的觸點,可以用導線墊圈進行搭接,對于材料的不同,需要確保材料有電化學的相容性。
在電子電氣產(chǎn)品的開口處理上方面,為了保障電子電氣產(chǎn)品有較好的散熱和通風,要在外殼進行開口處理??讖酱笮?、波阻抗都影響著電磁泄露的結果。對于需要開孔的部位,可以選擇波導衰減設置,以增強屏蔽的效果。
結束語:隨著新時代的飛速發(fā)展,社會和科技的不斷進步,科技的發(fā)展有了巨大的突破,人們對電子電器產(chǎn)品的要求也日益增長,對質(zhì)量的要求和產(chǎn)品的實用性舒適性要求也逐漸增加。要保障電子電氣產(chǎn)品的質(zhì)量和實用性,就一定要對電子電氣產(chǎn)品的機械結構做好設計。對電子電氣產(chǎn)品做好優(yōu)化設計改進,才能調(diào)高電子電氣產(chǎn)品的質(zhì)量安全和人們滿意度,使得電子電氣產(chǎn)品更好的為人們服務。
參考文獻:
[1]高維,現(xiàn)代電子技術指南[M],北京:科學技術文獻出版社,2018
[2]張興臣,姚望奇,電工電子產(chǎn)品機械結構設計概論[J],內(nèi)燃機及配件,2019(07):87-88
作者簡介:賴建明,男,助理工程師,主要從事雷達結構設計與科研管理工作;覃勐,男,助理工程師,從事雷達信號處理研究及科研管理工作
(中國兵器裝備集團成都火控技術中心? 四川 成都? 611731)