機(jī)電產(chǎn)品的安全穩(wěn)定性設(shè)計(jì)

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(jī)電產(chǎn)品在國(guó)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(lái)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(jī)電產(chǎn)品的質(zhì)量也不會(huì)得到保證。

1 安全穩(wěn)定性設(shè)計(jì)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(shí)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(shí)間指標(biāo)，是產(chǎn)品性能能否在實(shí)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(jì)必須與機(jī)電產(chǎn)品的功能設(shè)計(jì)同步進(jìn)行，設(shè)計(jì)人員必須明確可靠性設(shè)計(jì)的目的并掌握可靠性設(shè)計(jì)的方法。

2 元器件的選擇對(duì)機(jī)電產(chǎn)品安全穩(wěn)定性的影響

元器件的選擇是機(jī)電產(chǎn)品可靠性的基礎(chǔ)之一，很多機(jī)電產(chǎn)品的失效是由于元器件的性能和質(zhì)量問(wèn)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(shí)現(xiàn)的功能要求和環(huán)境條件，選用相應(yīng)種類、型號(hào)規(guī)格質(zhì)量等級(jí)的元器件；

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

根據(jù)產(chǎn)品要求的可靠性等級(jí)，選用與其適應(yīng)的并通過(guò)國(guó)家質(zhì)量認(rèn)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(jí)以上元器件；

對(duì)非標(biāo)準(zhǔn)的元器件要進(jìn)行嚴(yán)格的驗(yàn)證，使用時(shí)要經(jīng)過(guò)批準(zhǔn)；

根據(jù)國(guó)家或本單位的元器件優(yōu)選手冊(cè)選用。

3 “三防”的設(shè)計(jì)

任何機(jī)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(huì)降低材料的絕緣強(qiáng)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(duì)機(jī)電產(chǎn)品安全穩(wěn)定性影響的各種方法，以保證機(jī)電產(chǎn)品工作中的性能。

3.1 防潮設(shè)計(jì)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(jī)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(jì)防霉設(shè)計(jì)的原則

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

3.3 防鹽霧設(shè)計(jì)防鹽霧設(shè)計(jì)的原則

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

4 抗震設(shè)計(jì)

任何機(jī)電產(chǎn)品都要經(jīng)過(guò)從廠家到用戶的裝運(yùn)過(guò)程，特別是在振動(dòng)場(chǎng)合下應(yīng)用的機(jī)電產(chǎn)品，必須采取防止或減少振動(dòng)環(huán)境條件對(duì)機(jī)電產(chǎn)品可靠性影響的各種方法，以保證機(jī)電產(chǎn)品工作中的性能。為此應(yīng)當(dāng)充分注意以下幾個(gè)方面：

印制板上各元器件引腳線長(zhǎng)應(yīng)當(dāng)盡量短，以增加抗振動(dòng)能力；印制板應(yīng)當(dāng)豎放并進(jìn)行加固；較重的器件應(yīng)當(dāng)進(jìn)行加固；懸空的引線不宜拉的過(guò)緊，以防振動(dòng)時(shí)斷裂；運(yùn)輸機(jī)電產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)防震措施；振動(dòng)場(chǎng)合應(yīng)用的機(jī)電產(chǎn)品，應(yīng)當(dāng)采用防震措施。

5 電磁兼容性設(shè)計(jì)

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(duì)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(duì)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(duì)周圍其他設(shè)備產(chǎn)生電磁騷擾，影響其他設(shè)備正常運(yùn)行。電磁兼容性控制計(jì)劃應(yīng)包括以下幾個(gè)方面：落實(shí)電磁兼容性管理機(jī)構(gòu)的職責(zé)、權(quán)限和實(shí)施計(jì)劃；電磁兼容性的預(yù)測(cè)和分析；制定項(xiàng)目的電磁兼容性標(biāo)準(zhǔn)；進(jìn)行項(xiàng)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(yàn)大綱。

6 機(jī)電產(chǎn)品使用與定期維護(hù)

正確使用與定期維護(hù)也是提高機(jī)電產(chǎn)品可靠性的重要內(nèi)容。使用機(jī)電產(chǎn)品時(shí)，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(duì)其進(jìn)行定期維護(hù)，這樣才能提高機(jī)電產(chǎn)品的可靠性。

6.1 移動(dòng)機(jī)電產(chǎn)品的電源是油機(jī)和蓄電池，它們的性能好壞是整個(gè)機(jī)電產(chǎn)品穩(wěn)定工作的前提。為此，應(yīng)當(dāng)對(duì)油機(jī)和蓄電池正確使用與定期維護(hù)。

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(duì)電器進(jìn)行定期維護(hù)。

6.3 活動(dòng)連接件在振動(dòng)場(chǎng)合下使用的機(jī)電產(chǎn)品，其活動(dòng)連接件易松動(dòng)，特別是導(dǎo)電的活動(dòng)連接件松動(dòng)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致事故的發(fā)生。為此，應(yīng)當(dāng)對(duì)活動(dòng)連接件進(jìn)行定期維護(hù)。

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(dòng)時(shí)會(huì)發(fā)熱，發(fā)熱將導(dǎo)致供電線纜絕緣強(qiáng)度降低，嚴(yán)重的會(huì)引起供電線纜火災(zāi)。電壓對(duì)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(guò)絕緣的承受能力，會(huì)造成絕緣擊穿而發(fā)生故障。應(yīng)對(duì)位于金屬走線槽口處的線纜應(yīng)當(dāng)增加保護(hù)套，以防長(zhǎng)期磨損而可能發(fā)生對(duì)地短路的故障。

7 結(jié)束語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，機(jī)電產(chǎn)品越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域，其使用條件也越來(lái)越苛刻，對(duì)機(jī)電產(chǎn)品的安全穩(wěn)定性要求越來(lái)越高。明確規(guī)范和細(xì)化機(jī)電產(chǎn)品安全穩(wěn)定性設(shè)計(jì)其最終目的在于提高機(jī)電產(chǎn)品的質(zhì)量，增加機(jī)電產(chǎn)品的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

[1]本書編委會(huì),機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè),機(jī)械工業(yè)出版,2003.6.

[2]丁彬.新編機(jī)械設(shè)計(jì)知識(shí)百科,中國(guó)科技文化出版社,2005.

[3]賀建民,黃英.機(jī)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(dá).可靠性工程[M].化學(xué)工業(yè)出版社,2005.5.