产品的环境适应性设计12518.doc
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1、 完美.格式.编辑 Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.产品的环境适应性设计一个产品要成为被广大消费者所接受的商品,一个产品要成为一种招之既来、来之能战、战之能胜的武器,除了它的功能和性能外,就是它对环境的适应性和使用的可靠性。任何产品都处于一定的环境之中,在一定的环境条件下使用、运输和贮存。因此都逃脱不了这些环境的影响。特别恶劣环境条件下工作的产品更是如此。产品环境适应性水平高低的源头是环境适应性设计,因此要研制出一个环境适应性好的产品,首先抓的是环境适应性设计,设计奠定了产品的固有环境适应
2、性。1、环境适适应性的的设计步步骤、明确产产品的平平台环境境条件当前产品的的环境适适应性设设计基本本上以标标准中的的考核条条件为设设计依据据的,其其目的是是交付,结结果是使使用中仍仍然故障障不断,究究其原因因,其中中最重要要的是:产品实实际所经经受到的的环境条条件并不不是标准准中给出出的环境境条件(即即标准中中的试验验条件或或试验严严酷等级级)。所所以当前前国外的的最新标标准,对对整机已已不规定定具体的的试验条条件(即即试验严严酷等级级),只只给出自自然或诱诱发环境境条件的的参考量量值。可可见,作作为环境境适应性性的设计计的第一一步首先先要弄清清产品的的平台环环境条件件,特别别是大型型系统工工
3、程,各各分系统统、子系系统、设设备、分分机所经经受到的的环境条条件又不不同于整整个系统统所经受受到的环环境条件件。、确定产产品寿命命期的环环境剖面面一个产品从从出厂到到报废,除除使用过过程中的的平台环环境条件件外,还还要经受受到运输输和贮存存环境条条件;另另外还涉涉及到经经受各种种环境因因素的概概率,所所谓环境境剖面就就是产品品全寿命命期所遇遇到的各各种环境境因素及及其出现现概率。可可见作为为环境适适应性设设计的第第二步,应应知道产产品全寿寿命期的的环境剖剖面,并并以此作作为设计计依据。、制订环环境适应应性设计计准则一个产品通通常有许许多分机机组成,特特别是大大型系统统工程,会会更有许许多分系
4、系统、子子系统、设设备单元元组成,因因此要搞搞好环境境适应性性设计,必必须制定定能保证证产品环环境适应应性的统统一设计计准则,让让每一设设计师进进行环境境适应性性设计时时有统一一的依据据。环境境适应性性设计准准则应采采用先进进的、成成熟的材材料、工工艺、结结构等,并并且有好好的费效效比。、环境适适应性设设计评审审环境适应性性设计评评审是对对环境适适应性设设计输入入进行的的全面、系系统审查查,从中中发现环环境适应应性设计计中的薄薄弱环节节、提出出改进意意见、完完善设计计降低设计计风险。、环境适适应性设设计输入入验证一个产品完完成了环环境适应应性设计计输入后后,如果果这种设设计没有有以前试试验结果
5、果报告证证实是可可行的,则则应进行行设计验验证试验验来证明明可行的的。2、环境适适应性的的设计原原则进行环境适适应性设设计时,可可按下列列原则进进行:、减缓影影响产品品的环境境应力、增增强产品品自身耐耐环境应应力的能能力环境适应性性设计首首先应综综合考虑虑所设计计产品可可能经受受到的各各种环境境因素及及其应力力,采用用减缓环环境应力力的措施施、增强强自身耐耐环境应应力的能能力,即即用有效效的防护护设计、材材料、工工艺等来来达到所所设计产产品的环环境适应应性要求求。、逐级明明确防护护对象和和防护等等级。按从大到小小的顺序序,即从从系统、整整机、单单元、零零部件、模模块、元元器件到到材料逐逐级明确
6、确防护对对象和防防护等级级。、建立有有效、合合理的防防护体系系。环境适应性性设计应应从多方方面入手手:采用用合理的的结构设设计,正正确选择择材料,严严格进行行计算并并确定使使用应力力,选用用稳定的的加工、装装联工艺艺,建立立有效、合合理的防防护体系系。、综合考考虑环境境因素的的不良影影响一种环境因因素可能能产生多多种不良良影响;一种不不良影响响往往是是多种环环境因素素协同作作用的结结果,设设计时应应予以综综合考虑虑。3、耐高低低温设计计为提高电子子产品的的耐高低低温性能能,其耐耐高低温温设计应应列入电电子产品品总体方方案设计计范畴。电子产品的的耐高低低温设计计应从下下列三方方面进行行:3.1、
7、采采用合理理的结构构合理的结构构是电子子产品耐耐高低温温最为重重要的保保证。、电子产产品的结结构应综综合考虑虑机箱的的功率密密度、总总功耗、热热源分布布、热敏敏感性、热热环境等等因素,以以此来确确定电子子产品最最佳的冷冷却方法法。、电子元元器件、模模块的最最大结温温的减额额准则应应符合有有关规定定;单个个电子器器件(如如集成器器件、分分立式半半导体器器件、大大功率器器件)应应根据温温升限值值,设置置散热器器或独立立的冷却却装置;热敏器器件的安安置应远远离热源源;对关关键器件件、模块块的冷却却装置应应采取冗冗余设计计;互连连用的导导线、线线缆、器器材等应应考虑温温度引起起的膨胀胀、收缩缩造成的的
8、故障。、对于印印制板组组件:其其板上的的功率器器件,应应采取有有效的措措施降低低器件与与散热器器界面的的接触电电阻;带带导热条条的印制制板,其其夹紧装装置、导导轨及机机箱(或或插箱)壁壁之间应应保证有有足够的的压力和和接触面面积;采采用空气气自然对对流冷却却的印制制板,其其板之间间的间距距、板上上的最高高元器件件与插箱箱壁之间间的间距距应符合合有关规规定。、应根据据机箱的的热耗量量和内部部阻力的的情况,选选择合适适的通风风机,设设计合理理的空气气流通通通道,保保证需要要冷却的的各个部部位得到到其所需需的风量量,冷却却空气应应首先流流经对热热敏感的的器件;冷却空空气的进进口与出出口位置置应相互互
9、错开,不不得形成成气流短短路或开开路。、对于机机箱中的的各个部部分,其其单元热热量分布布均匀时时,可采采用抽风风冷却,非非均匀热热源采用用鼓风冷冷却。对对于热耗耗量大的的密封式式机箱,应应采用多多种冷却却系统,其其冷却通通道应专专门设计计。3.2、正正确地选选择材料料、尽量选选择对温温度变化化不敏感感的材料料,采用用经优选选、认证证或经多多年实践践证明可可靠的金金属和非非金属材材料。、选择的的材料在在温度变变化范围围内,不不应发生生机械故故障或破破坏完整整性,如如机件变变形、破破裂、强强度降低低等级、材材料发硬硬变脆、局局部尺寸寸改变等等。、选择膨膨胀系数数不一的的材料时时,应确确定其在在温度
10、变变化范围围内不粘粘结或相相互咬死死。、选择的的润滑剂剂,应在在温度变变化范围围内能保保证其粘粘度、流流动性稳稳定。3.3、采采用稳定定的加工工、装联联工艺、应在高高标准的的制造和和装配环环境下进进行电子子产品的的加工、装装联。、对于电电子产品品机箱内内各个组组件,应应采取合合适的热热安装技技术;而而对于印印制板组组件,其其板上的的电子元元器件同同样应采采取正确确的热安安装技术术。、应采用用新型的的、经验验证的或或典型的的、可靠靠的天线线、机箱箱及印制制板涂装装工艺、金金属电镀镀工艺等等,以确确保其工工艺涂镀镀层在温温度变化化范围内内不出现现不符合合标准的的保护性性及装饰饰性评价价。4、防潮设
11、设计4.1、结结构设计计在不影响设设备性能能的前提提下,应应尽可能能采用气气密密封封机箱。4.2、防防潮处理理、憎水处处理通过一定的的工艺处处理,降降低产品品的吸水水性或改改变其亲亲水性,如如用硅有有机化合合物蒸气气处理,可可提高产产品的憎憎水能力力。、浸渍处处理用高强度与与绝缘性性能好的的涂料填填充某些些绝缘材材料、各各种线圈圈中的空空隙、小小孔、毛毛细管等等。浸渍渍处理除除可以防防潮外,还还可以提提高纤维维绝缘材材料的击击穿强度度、热稳稳定性、化化学稳定定性以及及提高元元器件的的机械强强度等。、灌封用环氧树脂脂、蜡、沥沥青、油油、不饱饱和聚酯酯树脂、硅硅橡胶等等有机绝绝缘材料料加热熔熔化后
12、,注注入元器器件本身身或元器器件与外外壳间的的空间或或引线的的空隙,冷冷却后自自行固化化封闭。所所使用的的材料应应保证其其耐霉性性。、密封装装置对零部件、模模块等采采用密封封装置,密密封分塑塑料封装装和金属属封装两两种:塑料封装装:塑料封封装是把把零件直直接置于于注塑模模具中与与塑料制制成一体体。金属封装装:金属封封装是把把零件置置于不透透气的密密封盒中中,有的的还可在在盒内注注入气体体或液体体。、表面涂涂覆用有机绝缘缘漆涂覆覆材料表表面,提提高防潮潮性能。、使用防防潮剂在设备内部部放置防防潮剂,并并定期更更换。4.3、材材料选择择应尽量选用用防潮性性能好的的材料,如如铸铁、铸铸钢、不不锈钢、
13、钛钛合金钢钢、铝合合金等金金属材料料以及环环氧型、聚聚酯型、有有机硅型型、聚酰酰亚胺型型等绝缘缘防护材材料等。4.4、防防潮包装装为防止设备备在贮存存、运输输过程中中受潮,应应采取防防潮包装装,并符符合GBB50448的规规定。5、防生物物侵害设设计5.1、结结构设计计、在不影影响设备备性能的的前提下下,应采采用气密密式外壳壳结构,内内部空气气应干燥燥清洁,相相对湿度度小于60%;、对于气气密式设设备,其其内部可可填充干干燥清洁洁的惰性性气体,相相对湿度度应小于于60%;、气密性性外壳的的技术要要求和检检验应符符合国家家标准与与产品规规范的有有关规定定。5.2、材材料选择择、应选用用耐霉性性材
14、料。常常用耐霉霉性材料料见表11;、金属、陶陶瓷、石石棉等材材料不利利于霉菌菌生长,但但应经适适当的表表面处理理,以防防止其表表面污染染上霉菌菌的营养养物质;、高分子子材料(如如塑料、合合成橡胶胶、胶粘粘剂、涂涂料等)中中的填料料、增塑塑剂的选选择,应应尽量选选用防霉霉的无机机填料及及其它耐耐霉助剂剂;、热固性性塑料应应完全固固化,以以提高其其防霉性性;、非耐霉霉材料如如天然纤纤维材料料及其制制品应尽尽量避免免使用,若若难以避避免,则则必须经经过防霉霉处理之之后才能能使用。表1 常常用耐霉霉性材料料序号材料名称1丙烯腈氯氯乙烯共共聚物2石棉3陶瓷4聚氯醚5玻璃6金属7环氧层压、酚酚醛树脂脂尼龙
15、纤纤维层压压、有机机硅树脂脂玻璃纤纤维层压压制品8邻苯二甲酸酸二烯丙丙酯9聚丙烯腈10聚酰胺11聚碳酸酯12聚乙烯(高高分子量量)13聚对苯二甲甲酸乙二二醇酯14聚酰亚胺15聚三氟氯乙乙烯16聚丙烯17聚苯乙烯18聚砜19聚四氟乙烯烯(PTTFE)20聚全氟代乙乙丙烯(FEP)21聚偏二氯乙乙烯22硅酮树脂5,3、防防霉处理理当使用的材材料和元元器件等等耐霉性性达不到到要求时时,必须须作防霉霉处理。、对非耐耐霉材料料(如塑塑料、橡橡胶、涂涂料、胶胶粘剂等等),可可在材料料的生产产工艺过过程中直直接加入入防霉剂剂;、对由非非耐霉材材料制成成的零部部件、元元器件,可可浸涂、刷刷涂防霉霉剂溶液液或防
16、霉霉涂料;、所使用用的防霉霉剂必须须满足下下列要求求:高效、广广谱;低毒、安安全;性能稳定定,便于于操作对设备的的性能无无不良影影响。、应根据据防霉处处理的材材料种类类、使用用环境、要要求防霉霉的时间间长短以以及主要要的霉菌菌种类等等因素,选选用合适适的防霉霉剂。常常用防霉霉剂见表表2。表2 常常用防霉霉剂序号防霉剂名称称应用范围1水杨酰苯胺胺适用于棉、毛毛织品、塑塑料、橡橡胶、油油漆、软软木等的的防霉2SF5011适用于光学学仪器、玻玻璃零件件及各种种工业产产品密封封包装的的防霉3TBZ适用于漆膜膜等多种种物品的的防霉4百菌清适用于漆膜膜等多种种物品的的防霉5多菌灵适用于漆膜膜等多种种物品的
17、的防霉5.4、包包装防霉霉为防止设备备在贮存存、运输输过程中中长霉,应应采取防防霉包装装。、霉菌对对设备性性能有影影响或外外观要求求较高的的设备,应应采用密密封包装装,方法法包括:抽真空空置换惰惰性气体体密封包包装、干干燥空气气封存包包装、除除氧封存存包装、使使用挥发发性防霉霉剂密封封包装;、经有效效防霉处处理的设设备,可可采用非非密封包包装,但但应先外外包防霉霉纸,然然后再包包装;、长霉敏敏感性较较低的设设备,亦亦可采用用非密封封包装,并并应在包包装箱上上开通风风窗,以以防止和和减小由由于温度度升降在在设备上上产生凝凝露。、防霉包包装的技技术要求求和检测测应符合合GB447688的规定定。5
18、.5、防防昆虫及及其它有有害动物物的设计计要求对于暴露在在昆虫及及其它有有害动物物活动地地区并受受到其危危害的设设备,应应采取防防护措施施。、防护网网罩可在设备的的周围和和外壳孔孔洞部位位设置金金属网罩罩,防止止昆虫和和其它有有害动物物进入。网网孔大小小应视防防护的具具体要求求而定;、密封外外壳密封外壳可可用于防防止昆虫虫及其它它有害动动物进入入;、生物杀杀灭剂和和驱赶(除除)剂(器器)不能采用密密封外壳壳和防护护网罩的的设备,应应定期使使用生物物杀灭剂剂(如杀杀虫剂、杀杀鼠剂等等)。对对防霉处处理的规规定也适适用于生生物杀灭灭剂。6、防腐蚀蚀设计电子设备防防腐蚀设设计的基基本要求求是应根根据
19、产品品的使用用地区和和安装平平台的不不同而不不同:例例如机载载电子设设备在有有盐雾的的大气环环境中应应能完全全正常地地工作,其其外观评评价满足足保护性性和装饰饰性的有有关要求求。为了提高电电子设备备环境适适应能力力,必须须采用有有效的防防腐蚀设设计。在在设备总总体设计计阶段,必必须同步步编制防防腐蚀设设计大纲纲,并在在设计,制制造、贮贮存、运运输、使使用等各各个阶段段予以实实施。电子设备具具体的防防腐蚀设设计主要要从下列列三个方方面进行行:6.1、结结构设计计、一般要要求采用用密封式式结构。密密封设计计优先顺顺序为:模块单单元进行行单独密密封;插插箱、分分机局部部密封;机箱或或插箱整整体密封封
20、。进行行气密式式设计时时,容器器应采用用永久性性熔焊气气密结构构,局部部采用密密封圈密密封,密密封圈应应选用永永久变形形小的硅硅橡胶“0”型圈。、对于大大容积的的构件(如如天线箱箱体、天天线罩、高高频箱等等),应应尽量避避免气密密式设计计。、外壳顶顶部不允允许采用用凹陷结结构,避免积积水导致致腐蚀;外壳结结构应优优选无缝缝隙结构构,在采采用其它它结构时时,要确确保其密密封性和和电接触触性能;外壳与与开关、电电缆插头头座等部部件的连连接部位位应采取取密封措措施。、减少积积水积污污的间隙隙、死角角和空间间,易积积水的部部位应设设置足够够的排水水孔。将将内腔和和盲孔设设计成通通孔,便便于排水水和排除
21、除湿气。、避免采采用不同同类型金金属接触触,以防防电偶腐腐蚀。必必需由两两种金属属接触时时,应选选用电位位接近的的金属。不不同金属属组成的的构件,应应设计为为阳极面面积大于于阴极面面积,并并采用下下列一种种或几种种防护措措施:11选用用与两者者都允许许接触的的金属或或镀层进进行调整整过渡;2活动动部位涂涂润滑油油,不活活动部位位涂漆;3用惰惰性材料料绝缘;4密封封。、在贮存存或运输输过程中中,应保保证可靠靠的包装装形式和和包装材材料,提提出贮存存和运输输的安全全防护要要求。6.2、材材料选择择正确地选择择材料,是是电子设设备防腐腐蚀设计计的必要要保证。在在材料选选择时,应应选用经经过鉴定定、认
22、证证并经过过实际使使用可靠靠的金属属和非金金属材料料,不得得使用未未经入库库检验的的材料。非非标准件件及材料料的选用用必须经经订购方方认可和和质检方方鉴定。、在容易易产生腐腐蚀和不不容易维维护的部部位(如如天线、管管系等设设备),应应优选钛钛合金、不不锈钢等等高耐蚀蚀性能材材料。、选择腐腐蚀倾向向小的材材料。、选择杂杂质含量量低的材材料:金金属材料料中杂质质的存在在,直接接影响其其抗均匀匀腐蚀、应应力腐蚀蚀的能力力,其中中高强度度钢、铝铝合金、镁镁合金等等材料的的这种倾倾向尤为为严重。、不同金金属材料料相互接接触时,选选用电化化偶相容容材料,在在腐蚀介介质中的的电偶最最大电位位差不得得超过00
23、.255V。、密封机机箱中不不得采用用具有腐腐蚀气氛氛源(如如ABSS、聚氯氯乙烯、酚酚醛等)的的有机材材料。、印制板板应优选选高绝缘缘、耐燃燃、无毒毒、不易易变形、刚刚度高的的环氧玻玻璃布覆覆铜板(如如FR4型)。、避免使使用放气气剧烈的的材料如如聚乙烯烯、多硫硫化合物物、酚基基塑料、纸纸、木材材等;避避免使用用不相容容的材料料,如铜铜、锰与与橡胶、纸纸与铜或或银等。6.3、加加工与装装联工艺艺电子设备在在制造过过程中,若若成型、机机械加工工、焊接接、热处处理等工工序条件件选择不不当,则则会使材材料产生生不同类类型的腐腐蚀倾向向,导致致设备在在使用时时由于腐腐蚀而引引起性能能失效。因因此采用
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