電工電子裝置機械結構環境防護設計原則論文
摘要：透過分類環境引數組，詳細分析環境條件在產品中的具體應用，深入探究環境防護設計通則，從而進一步為電工電子技術裝置機械結構環境設計提供重要的參考依據。
關鍵詞：電工電子裝置；機械結構；環境防護；設計通則
1環境引數組分類及其嚴酷程度分級
1.1一般原則
產品在任何場所使用，都會暴露在各種環境下。產品暴露在場所，環境因素相融合，勢必會影響產品。就標準化目的而言，根據使用場所與環境因素，進一步規定嚴酷程度，為產品選擇使用環境提供重要依據。在使用產品環境條件的基礎上，對相應的標準化環境條件和嚴酷程度進行科學合理的選擇，並進行可比性試驗，以此有效評判使用環境的具體適應性。
1.2環境引數的嚴酷程度分級
對環境條件和引數嚴酷程度的具體等級進行分類，具體分類標準見表1，有助於環境條件的恰當選擇與測試。
2機械結構環境條件在產品中的具體應用
2.1機械結構環境條件
其中，嚴酷等級數字代表的是若干環境引數的組合，某一等級可能改回再次劃分高階和低階，環境條件組合代號是IE+2位數字。
2.2產品應用環境條件的選用
2.2.1原則在進行產品設計，選取具體使用環境條件的時候，應對產品壽命期所可以承受的環境條件和嚴酷等級進行充分考慮，確保能夠在此條件上正常運轉。產品的環境適應性試驗和合格評定應該充分考慮環境引數、試驗方法、嚴酷等級、試驗程式、評判依據等因素。2.2.2方法第一，根據標準，確定產品使用環境型別，確定產品在使用時的具體環境型別，確定具體的嚴酷程度。第二，以標準為依據，對產品運輸和倉儲、嚴酷程度、微觀環境等影響因素做全面的考慮。第三，對所有條件進行綜合分析，以此進一步確定產品的環境條件與嚴酷程度。第四，在技術領域，嚴格按照相關使用規定，在既定標準下，為了明確環境條件與具體的嚴酷等級，直接使用這一等級，據此進行環境防護設計。
3電工電子裝置機械結構環境防護設計通則
3.1環境條件對機械結構的影響
3.1.1風風力會導致機械負荷明顯增加，使得結構變化，對整機功能造成影響，或者導致機械被堵塞，磨損程度加劇。3.1.2高溫在電阻、電容、功率因素等各種因素的影響下，明顯降低了絕緣效能，其中運動部件由於發生膨脹，在上面被卡死，這時，塗層漸漸開始發生起皮，金屬逐漸氧化，非金屬卻開始逐漸老化，而潤滑劑則不斷蒸發。3.1.3低溫塑膠與橡膠的效能衰弱，絕緣材料開始不斷變化。其中，溼度有所增強，發生了凝露現象。潤滑劑的粘度也不斷增加，表層的塗層發生了裂縫，構件則因為出現收縮，發生過載。3.1.4潮溼金屬發生電化學腐蝕的速度開始加快，從而降低了絕緣材料的熱效能與電學效能。受元件和印製板等元素密封失效的影響，發生漏電與短路現象。機械強度不斷降低，形狀也失去了恆定性。3.1.5沙塵表面上被腐蝕，機械容易發生卡頓現象，軸承也會嚴重破壞。沙塵開始不斷深入到結構的內部，將其中水分吸收，降低了其絕緣效能，電路也發生了明顯惡化，在一定程度上增加了靜電電壓，發生了電噪聲，引發了機電功能轉換元件效能的不斷降低，甚至發生磨損，高溫沙粒的熱效應開始快速腐蝕。3.1.6沉降物沉降物直接影響著熱傳遞，並加速著鏽蝕現象，使得表面被傷侍。保險罩出現損壞現象，導致電氣故障出現。表層間的摩擦不斷增加，潤滑劑出現嚴重汙染，小孔被堵塞，從而導致防腐塗層被破壞。3.1.7大氣壓力低壓加速結構發生應力腐蝕、放電、電暈、臭氧等各種現象，明顯降低了材料的絕緣效能，隨之產生變化的還有元器件效能，進而引發嚴重的電氣故障。在低壓狀態下，降低了冷卻效能，溫度則有所上升，壽命卻不斷縮短。而空氣壓力的逐漸變化，造成了洩漏、凝結、腐蝕等各種不良問題，從而使得機械強度明顯降低。3.1.8太陽輻射在熱效應和化學效應的作用下，非金屬材料的塗層效能與密封完整性開始不斷降低，甚至大大降低了焊接介面的強度，色碼發生褪色現象，整機的.耐蝕效能也有所降低，進而導致熱負荷明顯增強。3.1.9電磁干擾電子元器件的效能開始不斷下降，不僅如此，還會出現故障和失效現象，導致出現誤動，發出錯誤指令。3.1.10微生物、昆蟲微生物的存在，會導致非金屬發生黴變和腐蝕現象，金屬材料則會出現腐蝕現象，進而在很大程度上降低結構的綜合性。代謝物的出現勢必會造成玻璃發生刻蝕現象，其中絕緣效能也被損壞，以此導致機械和管道堵塞，以及潤滑劑的嚴重汙染。而昆蟲汙染也十分嚴重，會造成結構被損壞。3.1.11海洋大氣、鹽霧非金屬材料的絕緣性電阻出現下降，引發導電層的產生，從而導致金周發生電化學反應，被腐蝕，進而加速金屬和非金屬材料開始產生腐蝕現象。機械活動部分出現堵塞現象，卡在上面，發生電解，致使漆膜上有起泡問題出現。3.1.12振動、衝擊、加速振動會造成機械疲勞，使得元器件的引線發生斷裂，構件發生變形或者是斷開，結構損失，電氣觸斷開，連線效率損失，使得接觸件發生嚴重損壞，粗結層之間出現隔離現象，瞬間電氣發生短路、斷路等不良現象。同時，衝擊會直接導致構件發生過載現象，甚至造成構件嚴重損壞，結構失去效用，發生電氣短路等問題。加速會造成機械應力，使得結構發生變化，或者是被破壞，液壓洩漏，都會造成嚴重應力腐蝕。
3.2環境防護設計基本原則
3.2.1腐蝕防護設計通則其一，結構外形和零部件設計最好簡單和光潔，以便於防腐施工與檢修。其二，結構設計需要防止出現滲水、漏水、冷凝水、殘液滯留、沉積物富集等引發的腐蝕現象，在停機時，應快速排出這些物質。其三，以結構材料與產品應用環境條件作為重要依據，據此科學合理選擇有效的防腐蝕措施。其四，就產品的具體結構形式，以及應用環境條件等要求，科學合理設計密封結構，並對內部形成有效的防護。其五，防止結構組合和連線方法不恰當，導致腐蝕不斷傢俱，尤其是應充分考慮金屬電極電位引起的腐蝕，必要時應採取陰極保護措施。其六，以產品應用環境條件為依據，合理選擇經濟性的、耐腐蝕性的材料。其七，根據結構形式與應用環境條件需求，合理設計，採取合適的工藝，有效降低腐蝕。其八，最大程度上縮減甚至是消除應力集中、殘餘應力，減緩應力腐蝕的危險性。其九，利用緩蝕劑和隔離保護膜等，全面改善區域性腐蝕環境條件。其十，合理選取零件表面強化技術與熱處理狀態，促使結構材料的腐蝕敏感度被降低。最後，利用無餘量裝配設計，防止在裝配時，銼修導致結構表面被損壞。3.2.2材料選擇在選擇機械結構材料的時候，應對材料綜合性能與價效比進行充分考慮。需要充分考慮材料力學效能和物力效能、冷加工效能和、熱加工效能、價效比等各種因素，同時還需要顧及到材料的耐蝕性、可塗鍍、防護特性等等，為了滿足耐腐蝕性和可塗鍍性的要求，材料的其它效能要求可在允許範圍內降低。容易腐蝕，但很難修復的部分，應該充分合理利用高耐腐蝕性材料，或者做特殊的防腐處理。元件應由壽命相同或相似且腐蝕傾向低的材料製成。硬鋁和防鏽鋁可以同時使用時，最好使用防鏽鋁。應該選取具有較低雜質含量的材料，也就是有害雜質含量比較低的鋼材，確保能夠符合強度設計的相關要求，選用低碳鋼。而選擇鋁材時，應該優先選擇雜質含量低的鋁合金，選擇可塗鍍性、防護性良好、工藝性良好的材料。非金屬材料與金屬材料一樣，需要同時具備所需功能與環境適應性。選擇材料時，應該按照既定順序進行，即裝置體系、整機、分機、部件、零件，逐層考慮材料的相容性。在設計和製造裝置時，恰當處理材料之間的相容性與匹配關係，並以檢修性與壽命週期綜合成本等相關因素為載體，進一步最佳化選擇。
4結語
總而言之，電工電子裝置機械結構的環境防護設計具有非常重要的作用，必須加強重視。而環境防護設計主要體現在腐蝕防護設計通則、材料選擇兩方面，同時還需要注意的是其他環境防護設計，即IP防護設計、能量衝擊防護設計、電磁防護設計、爆炸性環境防護設計等。只有這樣，才能夠全面保證電工電子機械結構的良好效能。
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