機電產品的安全穩定性設計

康 凱 田春峰

（皖北煤電恒源股份五溝煤礦，安徽 濉溪 235131）

隨著科學技術的迅速發展，機電產品在國防、工業、農業、商業、科研和民用等方面的應用種類越來越多，而且都離不開電源技術和其它技術的應用。如果在其應用中忽略了安全穩定性管理，機電產品的質量也不會得到保證。

1 安全穩定性設計的概念

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

2 元器件的選擇對機電產品安全穩定性的影響

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

根據產品要實現的功能要求和環境條件，選用相應種類、型號規格質量等級的元器件；

根據元器件使用時的應力情況，確定元器件的極限值，按降額設計技術選用元器件；

根據產品要求的可靠性等級，選用與其適應的并通過國家質量認證合格單位生產的元器件；

盡量選用標準的、系列化的元器件，重要的關鍵件應選用軍用級以上元器件；

對非標準的元器件要進行嚴格的驗證，使用時要經過批準；

根據國家或本單位的元器件優選手冊選用。

3 “三防”的設計

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

3.1 防潮設計的原則

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；局部采用密封結構；改善整機使用環境，如采用空調、安裝加熱去濕裝置。

3.2 防霉設計防霉設計的原則

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

3.3 防鹽霧設計防鹽霧設計的原則

采用防潮和防腐能力強的材料；采用密封結構；岸上設備應當遠離海岸。

4 抗震設計

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

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

5 電磁兼容性設計

電磁兼容性是指電子設備在電磁環境中正常工作的能力。電磁干擾是對電子設備工作性能有害的電磁變化現象。電磁干擾不僅影響電子設備的正常工作，甚至造成電子設備中的某些元器件損害。因此，對電子設備的電磁兼容技術要給予充分的重視。既要注意電子設備不受周圍電磁干擾而能正常工作，又要注意電子設備本身不對周圍其他設備產生電磁騷擾，影響其他設備正常運行。電磁兼容性控制計劃應包括以下幾個方面：落實電磁兼容性管理機構的職責、權限和實施計劃；電磁兼容性的預測和分析；制定項目的電磁兼容性標準；進行項目的頻譜管理；制定電源、結構、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 機電產品使用與定期維護

正確使用與定期維護也是提高機電產品可靠性的重要內容。使用機電產品時，首先應當了解它的工作原理，其次應當嚴格遵循它的使用程序，最后應當對其進行定期維護，這樣才能提高機電產品的可靠性。

6.1 移動機電產品的電源是油機和蓄電池，它們的性能好壞是整個機電產品穩定工作的前提。為此，應當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，往往導致重大事故。為此，應當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品，其活動連接件易松動，特別是導電的活動連接件松動時，會導致事故的發生。為此，應當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，電能的主要參數是電流和電壓。電流在供電線纜中流動時會發熱，發熱將導致供電線纜絕緣強度降低，嚴重的會引起供電線纜火災。電壓對供電線纜的絕緣形成應力，應用中的供電線纜絕緣性能在不斷下降，一旦電壓的應力超過絕緣的承受能力，會造成絕緣擊穿而發生故障。應對位于金屬走線槽口處的線纜應當增加保護套，以防長期磨損而可能發生對地短路的故障。

7 結束語

隨著科學技術的迅猛發展，機電產品越來越廣泛地應用于社會各個領域，其使用條件也越來越苛刻，對機電產品的安全穩定性要求越來越高。明確規范和細化機電產品安全穩定性設計其最終目的在于提高機電產品的質量，增加機電產品的社會效益和經濟效益。

[1]本書編委會,機械設計師手冊,機械工業出版,2003.6.

[2]丁彬.新編機械設計知識百科,中國科技文化出版社,2005.

[3]賀建民,黃英.機電產品可靠性技術[M].重慶大學出版社,1998.12.

[4]金偉婭,張康達.可靠性工程[M].化學工業出版社,2005.5.