機電產(chǎn)品的安全穩(wěn)定性設(shè)計

康 凱 田春峰

（皖北煤電恒源股份五溝煤礦，安徽 濉溪 235131）

隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，機電產(chǎn)品在國防、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)、科研和民用等方面的應(yīng)用種類越來越多，而且都離不開電源技術(shù)和其它技術(shù)的應(yīng)用。如果在其應(yīng)用中忽略了安全穩(wěn)定性管理，機電產(chǎn)品的質(zhì)量也不會得到保證。

1 安全穩(wěn)定性設(shè)計的概念

安全穩(wěn)定性是產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。所以，安全穩(wěn)定性是產(chǎn)品質(zhì)量的時間指標(biāo)，是產(chǎn)品性能能否在實際使用中得到充分發(fā)揮的關(guān)鍵之一。安全穩(wěn)定性設(shè)計必須與機電產(chǎn)品的功能設(shè)計同步進行，設(shè)計人員必須明確可靠性設(shè)計的目的并掌握可靠性設(shè)計的方法。

2 元器件的選擇對機電產(chǎn)品安全穩(wěn)定性的影響

元器件的選擇是機電產(chǎn)品可靠性的基礎(chǔ)之一，很多機電產(chǎn)品的失效是由于元器件的性能和質(zhì)量問題造成的。元器件的選用原則元器件的選用要遵循下述原則：

根據(jù)產(chǎn)品要實現(xiàn)的功能要求和環(huán)境條件，選用相應(yīng)種類、型號規(guī)格質(zhì)量等級的元器件；

根據(jù)元器件使用時的應(yīng)力情況，確定元器件的極限值，按降額設(shè)計技術(shù)選用元器件；

根據(jù)產(chǎn)品要求的可靠性等級，選用與其適應(yīng)的并通過國家質(zhì)量認證合格單位生產(chǎn)的元器件；

盡量選用標(biāo)準(zhǔn)的、系列化的元器件，重要的關(guān)鍵件應(yīng)選用軍用級以上元器件；

對非標(biāo)準(zhǔn)的元器件要進行嚴(yán)格的驗證，使用時要經(jīng)過批準(zhǔn)；

根據(jù)國家或本單位的元器件優(yōu)選手冊選用。

3 “三防”的設(shè)計

任何機電產(chǎn)品都是在一定的環(huán)境下工作的，而潮濕、鹽霧和霉菌會降低材料的絕緣強度，引起漏電，從而導(dǎo)致故障。因此，必須采取防止或減少環(huán)境條件對機電產(chǎn)品安全穩(wěn)定性影響的各種方法，以保證機電產(chǎn)品工作中的性能。

3.1 防潮設(shè)計的原則

采用吸濕性小的元器件和材料；采用噴涂、浸漬、灌封、憎水等處理；局部采用密封結(jié)構(gòu)；改善整機使用環(huán)境，如采用空調(diào)、安裝加熱去濕裝置。

3.2 防霉設(shè)計防霉設(shè)計的原則

采用抗霉材料，例如無機礦物質(zhì)材料；采用防霉劑進行處理；控制環(huán)境條件來抑制霉菌生長，例如采用防潮、通風(fēng)、降溫等措施。

3.3 防鹽霧設(shè)計防鹽霧設(shè)計的原則

采用防潮和防腐能力強的材料；采用密封結(jié)構(gòu)；岸上設(shè)備應(yīng)當(dāng)遠離海岸。

4 抗震設(shè)計

任何機電產(chǎn)品都要經(jīng)過從廠家到用戶的裝運過程，特別是在振動場合下應(yīng)用的機電產(chǎn)品，必須采取防止或減少振動環(huán)境條件對機電產(chǎn)品可靠性影響的各種方法，以保證機電產(chǎn)品工作中的性能。為此應(yīng)當(dāng)充分注意以下幾個方面：

印制板上各元器件引腳線長應(yīng)當(dāng)盡量短，以增加抗振動能力；印制板應(yīng)當(dāng)豎放并進行加固；較重的器件應(yīng)當(dāng)進行加固；懸空的引線不宜拉的過緊，以防振動時斷裂；運輸機電產(chǎn)品時，應(yīng)當(dāng)加強防震措施；振動場合應(yīng)用的機電產(chǎn)品，應(yīng)當(dāng)采用防震措施。

5 電磁兼容性設(shè)計

電磁兼容性是指電子設(shè)備在電磁環(huán)境中正常工作的能力。電磁干擾是對電子設(shè)備工作性能有害的電磁變化現(xiàn)象。電磁干擾不僅影響電子設(shè)備的正常工作，甚至造成電子設(shè)備中的某些元器件損害。因此，對電子設(shè)備的電磁兼容技術(shù)要給予充分的重視。既要注意電子設(shè)備不受周圍電磁干擾而能正常工作，又要注意電子設(shè)備本身不對周圍其他設(shè)備產(chǎn)生電磁騷擾，影響其他設(shè)備正常運行。電磁兼容性控制計劃應(yīng)包括以下幾個方面：落實電磁兼容性管理機構(gòu)的職責(zé)、權(quán)限和實施計劃；電磁兼容性的預(yù)測和分析；制定項目的電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)；進行項目的頻譜管理；制定電源、結(jié)構(gòu)、工藝、布局等電磁兼容性的要求；擬制電磁兼容性試驗大綱。

6 機電產(chǎn)品使用與定期維護

正確使用與定期維護也是提高機電產(chǎn)品可靠性的重要內(nèi)容。使用機電產(chǎn)品時，首先應(yīng)當(dāng)了解它的工作原理，其次應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵循它的使用程序，最后應(yīng)當(dāng)對其進行定期維護，這樣才能提高機電產(chǎn)品的可靠性。

6.1 移動機電產(chǎn)品的電源是油機和蓄電池，它們的性能好壞是整個機電產(chǎn)品穩(wěn)定工作的前提。為此，應(yīng)當(dāng)對油機和蓄電池正確使用與定期維護。

6.2 電器是供電系統(tǒng)中的重要元器件。電器觸頭的燒蝕和絕緣性能的下降，往往導(dǎo)致重大事故。為此，應(yīng)當(dāng)對電器進行定期維護。

6.3 活動連接件在振動場合下使用的機電產(chǎn)品，其活動連接件易松動，特別是導(dǎo)電的活動連接件松動時，會導(dǎo)致事故的發(fā)生。為此，應(yīng)當(dāng)對活動連接件進行定期維護。

6.4 供電線纜是電能傳遞的路徑，電能的主要參數(shù)是電流和電壓。電流在供電線纜中流動時會發(fā)熱，發(fā)熱將導(dǎo)致供電線纜絕緣強度降低，嚴(yán)重的會引起供電線纜火災(zāi)。電壓對供電線纜的絕緣形成應(yīng)力，應(yīng)用中的供電線纜絕緣性能在不斷下降，一旦電壓的應(yīng)力超過絕緣的承受能力，會造成絕緣擊穿而發(fā)生故障。應(yīng)對位于金屬走線槽口處的線纜應(yīng)當(dāng)增加保護套，以防長期磨損而可能發(fā)生對地短路的故障。

7 結(jié)束語

隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，機電產(chǎn)品越來越廣泛地應(yīng)用于社會各個領(lǐng)域，其使用條件也越來越苛刻，對機電產(chǎn)品的安全穩(wěn)定性要求越來越高。明確規(guī)范和細化機電產(chǎn)品安全穩(wěn)定性設(shè)計其最終目的在于提高機電產(chǎn)品的質(zhì)量，增加機電產(chǎn)品的社會效益和經(jīng)濟效益。

[1]本書編委會,機械設(shè)計師手冊,機械工業(yè)出版,2003.6.

[2]丁彬.新編機械設(shè)計知識百科,中國科技文化出版社,2005.

[3]賀建民,黃英.機電產(chǎn)品可靠性技術(shù)[M].重慶大學(xué)出版社,1998.12.

[4]金偉婭,張康達.可靠性工程[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2005.5.