電子電氣產(chǎn)品機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計綜述

歐陽富安

摘要：電子電氣產(chǎn)品的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計，是進(jìn)行整個產(chǎn)品設(shè)計中的重要組成部分。本文主要對電子電氣產(chǎn)品機(jī)械結(jié)構(gòu)的基本設(shè)計要求進(jìn)行有效分析，并對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的工藝性設(shè)計要求、機(jī)械結(jié)構(gòu)中的電磁兼容設(shè)計進(jìn)行合理總結(jié)，來為提高電氣產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與性能提供有效的方法策略。

關(guān)鍵詞：電子電氣產(chǎn)品；機(jī)械結(jié)構(gòu)；設(shè)計

1電子電氣產(chǎn)品機(jī)械結(jié)構(gòu)的基本設(shè)計要求

1.1機(jī)械結(jié)構(gòu)的尺寸與強(qiáng)度要求

在進(jìn)行電子電氣產(chǎn)品機(jī)械結(jié)構(gòu)的基本設(shè)計時，要求設(shè)計人員必須嚴(yán)格依據(jù)電子電氣的原件與各種裝置所需要的實際空間，來確定將電子電氣產(chǎn)品機(jī)械結(jié)構(gòu)的基本尺寸，尺寸系列需要依照通用的標(biāo)準(zhǔn)以及實際的定型尺寸，并充分的考慮產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化與互換性。而機(jī)械結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度要求則需要設(shè)計人員必須根據(jù)產(chǎn)品的負(fù)荷大小以及產(chǎn)品實際的抗沖擊能力，來進(jìn)行相應(yīng)的強(qiáng)度設(shè)計檢驗，并充分的結(jié)合結(jié)構(gòu)件的連接方式，采用恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)形式來進(jìn)一步提高電子電氣產(chǎn)品機(jī)械結(jié)構(gòu)件的強(qiáng)度。

1.2機(jī)械結(jié)構(gòu)的安裝與防護(hù)要求

合理的機(jī)械結(jié)構(gòu)安裝通常需要充分考慮用戶的實際需要，合理改變其安裝方式，并要求選擇恰當(dāng)?shù)墓潭ǚ绞脚c鎖緊方式，確保機(jī)械機(jī)構(gòu)安裝能夠更加符合電器標(biāo)準(zhǔn)與要求，而在電子電氣產(chǎn)品機(jī)械結(jié)構(gòu)的外殼防護(hù)方面，則必須依據(jù)設(shè)備的實際使用環(huán)境與設(shè)備對于防塵防雨的要求，來進(jìn)一步確定其防護(hù)等級，通常情況下，戶外設(shè)備以及在惡劣環(huán)境下使用的機(jī)械設(shè)備的防護(hù)等級較高。

1.3機(jī)械結(jié)構(gòu)的散熱與布線要求

這就要求我們必須依據(jù)設(shè)備的實際負(fù)荷情況以及發(fā)熱量的大小來進(jìn)行合理的通風(fēng)散熱設(shè)計。當(dāng)機(jī)殼中所形成的熱量過大時，則需要我們采用合理的散熱風(fēng)機(jī)與冷卻裝置來對其進(jìn)行有效的散熱工作，而當(dāng)機(jī)殼中所產(chǎn)生的熱量較小時，則可以使用散熱板來實現(xiàn)散熱工作。此外，配線布線是實現(xiàn)電子電氣產(chǎn)品中電氣連接的重要途徑，在進(jìn)行各個部件與功能模塊的空間布置方面，要求我們必須充分的考慮元?dú)饧碾姎膺B接情況，并對接線走線的布局和位置進(jìn)行正確的連接，為了有效的解決各個線路之間的干擾，就要求我們在進(jìn)行布線活動之前，將線路進(jìn)行有效的分類，把高功率與低功率的線路分為兩個部分，促使總體的布線情況負(fù)荷電氣的實際需要。

2電子電氣產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的工藝性設(shè)計要求

工藝通常指的是將產(chǎn)品的原材料與半成品來轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的成品的過程與手段，是把具體的實踐經(jīng)驗轉(zhuǎn)變成理論化的過程。任何的產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中都要充分的考慮其工藝的可行性以及市場的經(jīng)濟(jì)效益特征，而作為電子電氣產(chǎn)品中的重要結(jié)構(gòu)部分，其機(jī)械結(jié)構(gòu)通常也可以作為一個獨(dú)立的產(chǎn)品來進(jìn)行相應(yīng)的研發(fā)與生產(chǎn)以及銷售工作?，F(xiàn)階段，我國已經(jīng)有許多的企業(yè)與廠家將機(jī)械產(chǎn)品中的機(jī)箱機(jī)柜以及儀器儀表的外殼等作為自己的產(chǎn)品來進(jìn)行研發(fā)與生產(chǎn)銷售，這就要求其必須充分的考慮機(jī)械產(chǎn)品加工裝配的難易程度以及外購和外協(xié)的可行性需求，同時要考慮機(jī)械結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)化需求與通用化需求，確保機(jī)械結(jié)構(gòu)能夠具備一定的系列化以及結(jié)構(gòu)的繼承性，并要求其能夠依據(jù)企業(yè)中所擁有的設(shè)備情況以及實際的加工水平，來對其制定相應(yīng)的加工文件。

3電子電氣產(chǎn)品機(jī)械結(jié)構(gòu)中的電磁兼容設(shè)計

3.1電磁兼容設(shè)計要點

所謂的電磁兼容是指在有限的時間與空間以及頻譜資源的背景下，促使各種系統(tǒng)和設(shè)備之間能夠有效的實現(xiàn)共存，且不允許其發(fā)生性能的降低與降級現(xiàn)象。通常情況下，電磁的兼容主要包括電磁敏感與電磁干擾兩個方面，電磁敏感所研究的主要是電氣產(chǎn)品自身所具有的抗干擾能力，而電磁干擾則主要研究的是促使產(chǎn)品免受干擾的有效措施。

3.2電磁兼容的接地設(shè)計

電磁兼容的接地設(shè)計通常分為機(jī)殼接地與信號接地等形式，其中機(jī)殼的接地是為了能夠有效的實現(xiàn)設(shè)備的安全接地，從而對操作人員進(jìn)行充分的安全保護(hù)，并能夠進(jìn)一步將因靜電積累而成的電荷進(jìn)行有效的泄放，避免因電位的升高而造成的機(jī)械放電，確保設(shè)備的安全性。而設(shè)備的信號接地則是為了為設(shè)備提供全部或者部分的電路電平參考平面，其中最理想的接地平面指的是零阻抗力與零電位的物理實體，其能夠有效的保證任何的電流在通過它時都不會產(chǎn)生壓降。

（1）接地線的線徑與長度設(shè)計：接地導(dǎo)線的截面大小通常需要依據(jù)導(dǎo)線中可能出現(xiàn)的電流大小來進(jìn)行設(shè)置。當(dāng)系統(tǒng)的工作波長較小，且小到能夠與接地線的長度相比時，就會形成一定的駐波，使得這個時候的接地線就成為了一根終端短路的傳輸線，起不到有效的作用。而在電廠與變電站中的電磁干擾通常來源于高壓的工頻干擾，當(dāng)電器完成接點的吸收與釋放之后，沖擊電流就會產(chǎn)生一定的電磁干擾，所以說，機(jī)柜機(jī)箱的接地線長度一定要和干擾波相匹配。

（2）接地線的接地電阻設(shè)計：要求系統(tǒng)的接地電阻要小，一般情況下要求其小于0.01歐姆，這就要求我們進(jìn)行接地線的搭接工作。搭接通常指的是在兩個金屬面之間，建立起有效的低阻抗通道，促使搭接完成后的兩個金屬面能夠成為一個等電位面，從而實現(xiàn)電路與機(jī)殼以及接地系統(tǒng)之間的有效連接，使其在很大程度上能夠呈現(xiàn)出電感性。同時要求其無論進(jìn)行怎樣的線路搭接，都要求接觸面必須沒有漆塑和氧化膜，并確保接觸面良好以及接觸電阻要小。

3.3電磁兼容的屏蔽設(shè)計

屏蔽功能可以有效的抑制由空氣來進(jìn)行傳播活動的電磁波干擾，并能有效的將電磁波的輻射限制在一定的范圍之內(nèi)，同時也能合理的避免外來輻射的影響。電磁兼容的屏蔽設(shè)計主要包括磁場屏蔽、電場屏蔽以及電磁場屏蔽這三個重要的方面，其中磁場屏蔽主要是依靠具有低磁阻的高導(dǎo)磁率材料來將磁通進(jìn)行有效的分路設(shè)計，使得屏蔽體內(nèi)部的磁場能夠得到有效的降低。而電場屏蔽則主要是為了降低耦合電容，要求屏蔽版要有良好的接地，且屏蔽體的形狀最好能夠?qū)崿F(xiàn)全封閉，從而獲得更好的屏蔽效果。電磁場的屏蔽則通常會與反射損耗以及干擾源頻率都有直接的關(guān)系，在進(jìn)行屏蔽設(shè)計時，通常需要對其進(jìn)行全面的綜合考慮。

（作者單位：江西工程學(xué)院）