电子设备机械结构环境防护设计通则(共4121字).doc

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1、电子设备机械结构环境防护设计通则(共4121字)产品在任何场所使用，都会暴露在各种环境下。产品暴露在场所，环境因素相融合，势必会影响产品。就标准化目的而言，根据使用场所与环境因素，进一步规定严酷程度，为产品选择使用环境提供重要依据。在使用产品环境条件的基础上，对相应的标准化环境条件和严酷程度进行科学合理的选择，并进行可比性试验，以此有效评判使用环境的具体适应性。1.2环境参数的严酷程度分级对环境条件和参数严酷程度的具体等级进行分类，有助于环境条件的恰当选择与测试。2机械结构环境条件在产品中的具体应用2.1机械结构环境条件严酷等级数字代表的是若干环境参数的组合，某一等级可能改回再次划分高级和低级

2、，环境条件组合代号是IE+2位数字。2.2产品应用环境条件的选用2.2.1原则在进行产品设计，选取具体使用环境条件的时候，应对产品寿命期所可以承受的环境条件和严酷等级进行充分考虑，确保能够在此条件上正常运转。产品的环境适应性试验和合格评定应该充分考虑环境参数、试验方法、严酷等级、试验程序、评判依据等因素。2.2.2方法第一，根据标准，确定产品使用环境类型，确定产品在使用时的具体环境类型，确定具体的严酷程度。第二，以标准为依据，对产品运输和仓储、严酷程度、微观环境等影响因素做全面的考虑。第三，对所有条件进行综合分析，以此进一步确定产品的环境条件与严酷程度。第四，在技术领域，严格按照相关使用规定，

3、在既定标准下，为了明确环境条件与具体的严酷等级，直接使用这一等级，据此进行环境防护设计。3电工电子设备机械结构环境防护设计通则3.1环境条件对机械结构的影响3.1.1风风力会导致机械负荷明显增加，使得结构变化，对整机功能造成影响，或者导致机械被堵塞，磨损程度加剧。3.1.2高温在电阻、电容、功率因素等各种因素的影响下，明显降低了绝缘性能，其中运动部件由于发生膨胀，在上面被卡死，这时，涂层渐渐开始发生起皮，金属逐渐氧化，非金属却开始逐渐老化，而润滑剂则不断蒸发。3.1.3低温塑料与橡胶的性能衰弱，绝缘材料开始不断变化。其中，湿度有所增强，发生了凝露现象。润滑剂的粘度也不断增加，表层的涂层发生了裂

4、缝，构件则因为出现收缩，发生过载。3.1.4潮湿金属发生电化学腐蚀的速度开始加快，从而降低了绝缘材料的热性能与电学性能。受元件和印制板等元素密封失效的影响，发生漏电与短路现象。机械强度不断降低，形状也失去了恒定性。3.1.5沙尘表面上被腐蚀，机械容易发生卡顿现象，轴承也会严重破坏。沙尘开始不断深入到结构的内部，将其中水分吸收，降低了其绝缘性能，电路也发生了明显恶化，在一定程度上增加了静电电压，发生了电噪声，引发了机电功能转换元件性能的不断降低，甚至发生磨损，高温沙粒的热效应开始快速腐蚀。3.1.6沉降物沉降物直接影响着热传递，并加速着锈蚀现象，使得表面被伤侍。保险罩出现损坏现象，导致电气故障出

5、现。表层间的摩擦不断增加，润滑剂出现严重污染，小孔被堵塞，从而导致防腐涂层被破坏。3.1.7大气压力低压加速结构发生应力腐蚀、放电、电晕、臭氧等各种现象，明显降低了材料的绝缘性能，随之产生变化的还有元器件性能，进而引发严重的电气故障。在低压状态下，降低了冷却性能，温度则有所上升，寿命却不断缩短。而空气压力的逐渐变化，造成了泄漏、凝结、腐蚀等各种不良问题，从而使得机械强度明显降低。3.1.8太阳辐射在热效应和化学效应的作用下，非金属材料的涂层性能与密封完整性开始不断降低，甚至大大降低了焊接界面的强度，色码发生褪色现象，整机的耐蚀性能也有所降低，进而导致热负荷明显增强。3.1.9电磁干扰电子元器件

6、的性能开始不断下降，不仅如此，还会出现故障和失效现象，导致出现误动，发出错误指令。3.1.10微生物、昆虫微生物的存在，会导致非金属发生霉变和腐蚀现象，金属材料则会出现腐蚀现象，进而在很大程度上降低结构的综合性。代谢物的出现势必会造成玻璃发生刻蚀现象，其中绝缘性能也被损坏，以此导致机械和管道堵塞，以及润滑剂的严重污染。而昆虫污染也十分严重，会造成结构被损坏。3.1.11海洋大气、盐雾非金属材料的绝缘性电阻出现下降，引发导电层的产生，从而导致金周发生电化学反应，被腐蚀，进而加速金属和非金属材料开始产生腐蚀现象。机械活动部分出现堵塞现象，卡在上面，发生电解，致使漆膜上有起泡问题出现。3.1.12振

7、动、冲击、加速振动会造成机械疲劳，使得元器件的引线发生断裂，构件发生变形或者是断开，结构损失，电气触断开，连接效率损失，使得接触件发生严重损坏，粗结层之间出现隔离现象，瞬间电气发生短路、断路等不良现象。同时，冲击会直接导致构件发生过载现象，甚至造成构件严重损坏，结构失去效用，发生电气短路等问题。加速会造成机械应力，使得结构发生变化，或者是被破坏，液压泄漏，都会造成严重应力腐蚀。3.2环境防护设计基本原则3.2.1腐蚀防护设计通则其一，结构外形和零部件设计最好简单和光洁，以便于防腐施工与检修。其二，结构设计需要防止出现渗水、漏水、冷凝水、残液滞留、沉积物富集等引发的腐蚀现象，在停机时，应快速排出

8、这些物质。其三，以结构材料与产品应用环境条件作为重要依据，据此科学合理选择有效的防腐蚀措施。其四，就产品的具体结构形式，以及应用环境条件等要求，科学合理设计密封结构，并对内部形成有效的防护。其五，防止结构组合和连接方法不恰当，导致腐蚀不断家具，尤其是应充分考虑金属电极电位引起的腐蚀，必要时应采取阴极保护措施。其六，以产品应用环境条件为依据，合理选择经济性的、耐腐蚀性的材料。其七，根据结构形式与应用环境条件需求，合理设计，采取合适的工艺，有效降低腐蚀。其八，最大程度上缩减甚至是消除应力集中、残余应力，减缓应力腐蚀的危险性。其九，利用缓蚀剂和隔离保护膜等，全面改善局部腐蚀环境条件。其十，合理选取零

9、件表面强化技术与热处理状态，促使结构材料的腐蚀敏感度被降低。最后，利用无余量装配设计，防止在装配时，锉修导致结构表面被损坏。3.2.2材料选择在选择机械结构材料的时候，应对材料综合性能与性价比进行充分考虑。需要充分考虑材料力学性能和物力性能、冷加工性能和、热加工性能、性价比等各种因素，同时还需要顾及到材料的耐蚀性、可涂镀、防护特性等等，为了满足耐腐蚀性和可涂镀性的要求，材料的其它性能要求可在允许范围内降低。容易腐蚀，但很难修复的部分，应该充分合理利用高耐腐蚀性材料，或者做特殊的防腐处理。组件应由寿命相同或相似且腐蚀倾向低的材料制成。硬铝和防锈铝可以同时使用时，最好使用防锈铝。应该选取具有较低杂

10、质含量的材料，也就是有害杂质含量比较低的钢材，确保能够符合强度设计的相关要求，选用低碳钢。而选择铝材时，应该优先选择杂质含量低的铝合金，选择可涂镀性、防护性良好、工艺性良好的材料。非金属材料与金属材料一样，需要同时具备所需功能与环境适应性。选择材料时，应该按照既定顺序进行，即设备体系、整机、分机、部件、零件，逐层考虑材料的相容性。在设计和制造设备时，恰当处理材料之间的相容性与匹配关系，并以检修性与寿命周期综合成本等相关因素为载体，进一步优化选择。总而言之，电工电子设备机械结构的环境防护设计具有非常重要的作用，必须加强重视。而环境防护设计主要体现在腐蚀防护设计通则、材料选择两方面，同时还需要注意的是其他环境防护设计，即IP防护设计、能量冲击防护设计、电磁防护设计、爆炸性环境防护设计等。只有这样，才能够全面保证电工电子机械结构的良好性能。参考文献：1申随章.电工电子设备机械结构环境防护设计通则J.电工文摘，2013（2）：29-37.2徐华云.电工电子设备机柜安全的基本要素和设计要求J.电工文摘，2012（6）.3孙立军，蔡汝山.高原环境对电工电子产品的影响及防护J.电子产品可靠性与环境试验，2010，28（4）：15-18.4叶志坤，邓广宁，马明霞，等.环境防护设计规范标准体系建设研究C/2010可靠性学术年会.2010.第 8 页 共 8 页