田 聰，馬建英，武江濤，劉國(guó)蕊，李 菲

（陜西群力電工有限責(zé)任公司，陜西寶雞，721300）

1 引言

電磁繼電器是一種能自動(dòng)斷續(xù)的控制元件。對(duì)電路起著接通或切斷的作用，廣泛地應(yīng)用于自動(dòng)控制、設(shè)備保護(hù)系統(tǒng)以及通訊設(shè)備中，也是構(gòu)成電子設(shè)備的基礎(chǔ)元件之一。在生產(chǎn)中為了剔除隱藏缺陷的產(chǎn)品，在電磁繼電器出廠前會(huì)進(jìn)行篩選，剔除早期失效產(chǎn)品。電磁繼電器的可靠性篩選用來(lái)選擇具有一定特性的產(chǎn)品或?yàn)榱颂蕹缙谑У漠a(chǎn)品，因此，可靠性篩選試驗(yàn)是提高電磁繼電器的可靠性、穩(wěn)定性水平的一項(xiàng)有力措施。

2 現(xiàn)狀及原因分析

2.1 現(xiàn)狀

某型號(hào)電磁繼電器是我公司自主研制的小型平衡旋轉(zhuǎn)式密封電磁繼電器，采用金屬熔焊密封，具有六組轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)，結(jié)構(gòu)緊湊，抗沖擊振動(dòng)能力強(qiáng)的特點(diǎn)，環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，多應(yīng)用于航天、航空、船舶等環(huán)境條件惡劣的電子設(shè)備上切換電路之用，目前市場(chǎng)需求量較大。近幾年來(lái)，該型號(hào)電磁繼電器PIND淘汰率較高，約為54.3%，相對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)狀來(lái)說(shuō)處于較低水平，嚴(yán)重影響了該產(chǎn)品的正常交付。因此，降低該型號(hào)電磁繼電器的PIND淘汰率，減少?gòu)U品損失、節(jié)約生產(chǎn)成本成為首要解決的難題。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，該型號(hào)電磁繼電器2016年度PIND淘汰率情況見(jiàn)表1所示。

表1 2016年某型號(hào)電磁繼電器PIND淘汰率情況統(tǒng)計(jì)表

從表1可以看出，該型號(hào)電磁繼電器PIND淘汰率最高為78.08%，最低為39.55%。由于該型號(hào)電磁繼電器PIND淘汰率較高，導(dǎo)致產(chǎn)品生產(chǎn)成本高。為了降低該型號(hào)電磁繼電器的生產(chǎn)成本和PIND篩選淘汰率成為當(dāng)務(wù)之急。

2.2 原因分析

該型號(hào)電磁繼電器PIND檢測(cè)時(shí)的失效模式為機(jī)械噪聲信號(hào)過(guò)大和微粒噪聲信號(hào)過(guò)大，以電磁繼電器在銜鐵運(yùn)動(dòng)方向的機(jī)械噪聲信號(hào)過(guò)大為主要失效模式。抽取樣品進(jìn)行分析，有以下幾種原因：

①連接板材料焊接后軟化變形，與銜鐵共振產(chǎn)生機(jī)械噪聲。連接板作為連接銜鐵和推桿組件的過(guò)渡零件，需要進(jìn)行多次焊接。焊接產(chǎn)生的高溫導(dǎo)致焊接后連接板軟化變形，連接板兩側(cè)與銜鐵配合處僅是懸空的配合接觸，沒(méi)有固定連接，變形后就造成了可動(dòng)間隙（見(jiàn)圖1）。

圖1 銜鐵部分

從該型號(hào)電磁繼電器實(shí)際的PIND檢測(cè)情況來(lái)看電磁繼電器在100Hz頻段存在過(guò)大機(jī)械噪聲信號(hào)，可推斷在100Hz頻段存在諧振點(diǎn)。通過(guò)分析，連接板材料為鋅白銅，密度為8.7g／cm3，彈性模量115Gpa，切邊模量46.9GPa，連接板在100Hz附近（PIND檢測(cè)要求頻率）的2階和3階諧振的振型（見(jiàn)圖2）下產(chǎn)生的位移剛好和銜鐵面產(chǎn)生碰撞摩擦，產(chǎn)生機(jī)械噪聲。

圖2 連接板振形圖

②磁鋼裝配方法不當(dāng)。排查生產(chǎn)過(guò)程，在各道點(diǎn)焊工序完成后均設(shè)有焊渣剔除工序。但點(diǎn)焊電磁系統(tǒng)的支架時(shí)，焊接的鐵磁性多余物易被吸附到磁鋼馬蹄形隱蔽處，無(wú)法清除。隨著運(yùn)輸、使用，繼電器經(jīng)受振動(dòng)、沖擊，鐵磁性多余物脫離隱蔽位置，當(dāng)繼電器激勵(lì)時(shí)電磁場(chǎng)對(duì)鐵磁性多余物產(chǎn)生吸引，吸附其到磁路中磁場(chǎng)強(qiáng)度最大，造成PIND檢測(cè)不合格。

③線圈引線過(guò)長(zhǎng)，與罩子發(fā)生碰撞產(chǎn)生機(jī)械噪聲。經(jīng)過(guò)對(duì)機(jī)械噪聲失效的產(chǎn)品進(jìn)行拆罩排查線圈引線過(guò)長(zhǎng)（見(jiàn)圖3），引線長(zhǎng)度實(shí)測(cè)值為20mm，超過(guò)了支架到底板的長(zhǎng)度，導(dǎo)致線圈引線裝罩后彎曲部分與罩子干涉，發(fā)生碰撞產(chǎn)生機(jī)械噪聲。

圖3 線圈引線

3 改進(jìn)措施及效果

根據(jù)上述的分析及故障定位，擬采取以下改進(jìn)措施進(jìn)行控制，以達(dá)到提高PIND篩選合格率的目的。

3.1 更換連接板材料

將連接板材料更換為S30403不銹鋼帶后生產(chǎn)零件并裝配樣品進(jìn)行效果驗(yàn)證，改進(jìn)后的連接板焊接效果良好且變形量較少，見(jiàn)圖4所示。

圖4 連接板材料更改前后的對(duì)比（左圖為更改前，右圖為更改后）

3.2 調(diào)整磁鋼裝配順序

對(duì)磁鋼裝配順序進(jìn)行了調(diào)整，見(jiàn)圖5所示。

圖5 磁鋼裝配順序調(diào)整前后的對(duì)比圖

3.3 規(guī)范線圈引線長(zhǎng)度及形狀

引線長(zhǎng)度應(yīng)與支架腿部端面平齊，剪去多余部分（引線長(zhǎng)度要求16mm±0.2mm），用鑷子將引線彎折號(hào)好形狀后進(jìn)行點(diǎn)焊和排線，更改前后的對(duì)比見(jiàn)圖6所示。

圖6 對(duì)比圖（左圖為更改前，右圖為更改后）

采用上述改進(jìn)措施，生產(chǎn)產(chǎn)品進(jìn)行措施有效性驗(yàn)證。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，該型號(hào)電磁繼電器2019-2020年度PIND淘汰率情況見(jiàn)表2所示。

表2 2017-2020年某型號(hào)電磁繼電器PIND淘汰率情況統(tǒng)計(jì)表

從表2可看出，該型號(hào)電磁繼電器PIND淘汰率較2016年有了明顯的降低。

4 結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)某型號(hào)電磁繼電器PIND篩選淘汰率高的原因進(jìn)行分析及故障定位，確定了影響PIND淘汰率高的主要因素，并提出了有效的改進(jìn)措施。生產(chǎn)零件進(jìn)行樣品裝配，且通過(guò)PIND篩選驗(yàn)證了改進(jìn)措施的有效性和可行性，降低了該型號(hào)電磁繼電器的PIND篩選淘汰率，保證了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性。本文得出的結(jié)論可為同類(lèi)型的電磁繼電器提供有用的借鑒價(jià)值。