電子電氣產品機械結構設計淺談

賴建明 覃勐

摘 要：隨著新時代的飛速發展，社會和科技的不斷進步，科技的發展有了巨大的突破，人們對電子電器產品的要求也日益增長，對質量的要求和產品的實用性舒適性要求也逐漸增加。要保障電子電氣產品的質量和實用性，就一定要對電子電氣產品的機械結構做好設計。只有在機械結構方面的設計，要根據現代化的科學技術，以及對人們日益提高的實用性和質量安全的要求，本文對電子電氣產品機械結構設計方面簡單探討，為各位同仁做參考。

關鍵詞：電子;氣產品;機械結構; 結構設計

電子電氣產品機械結構各部分的要求

1、尺寸要求

根據電子電氣產品的不同產品的所需的標準，對電子電氣產品的基本尺寸和各個環節之間的鏈接進行檢測確定，不但是要對尺寸的準度、精度進行系統化、模塊化的方面，還有對電子電氣產品尺寸的標準化、尺寸鏈的兼容性進行考慮，對于外殼、主板、操作臺、主機等部分的尺寸要求，也要符合相關的設計標準和質量安全。

2、安裝要求

對于電子電氣產品的安裝方面要依照用戶的需求。根據要求安裝方式和結構固定進行調整。例如嵌入式、板式和插拔等，保障了電子電氣產品的安裝符合規定要求，使得電子電氣產品具有更好的繼承性和安裝兼容性。

3、剛度和強度要求

依照電子電氣產品的強度和剛度進行計算設計，根據抗震、負重、抗沖擊等方面進行計算。在設計時，一定要考慮到構件的連接環節計算在內，比如焊接等。同時，還要把構件的結構進行計算，用壓筋或者彎折等增加的方式，調高電子電氣產品的剛度和強度的要求。

4、外殼防護要求

電子電氣產品設備的防護等級，尤其是對于處于戶外的、或者是長時間暴露在環境差的工作地區，對外殼防護的使用環境、防火、防水、防塵等方面的要求標準也有更高要求。所以，對外殼的防護設計要符合產品的使用環境的等級。

5、通風散熱的要求

設計時要兼顧通風和散熱，對設備的負載和發熱量的要求標準進行設計。例如對發熱量大的電子電氣產品外殼，可以用風機等設備方式進行散熱;對于發熱量小的電子電氣產品，可以用內設散熱板或孔洞設計散熱。所以對于電子電氣產品的通風散熱的要求，要符合實際環境進行設計，避免發生設計相互矛盾的情況。

6、布線配線要求

常用的連接電子電氣產品的方式是接線連接。對于電子電氣產品組件、插件、模塊等連接設計時，要配合實際根據電流和導線路徑的走線、連接、母排、穿孔等方面，根據實際進行合理規劃。之后，根據電子電氣產品的要求標準，對不同的A/B/C/地線/正負極等，用明顯的標記進行區分，同時依照規范標準進行布線配線。例如“上、中、下”等安排空間位置。

首先對電線分門別類，以免接線時出現線路之間的互相影響。根據電流對電線分類，將大功率的直流、交流電和射頻線分在一起，另一部分小功率的分一起。將電線區分，數字和模擬，高頻和低頻等方式進行分組，用塑料夾、束線帶等方式進行捆扎、鋪設。注意力度要適中，既能夠做好分類區分，又保證導線不會受力道的影響。可以在電子電氣產品的設計中加入行線槽，確保導線的牢固性，以免導線受到磨損，使得布線配線的操作符合標準要求的基礎上，提升布線配線的美觀、整齊性。

7、人機要求

在結構設計方面，對于電子電氣產品不但要符合質量安全，還要根據人和設備之間的適合度方面，以及依照色彩、建模、人體工程學等內容整體的分析研究，設計符合要求和符合人們使用的結構設計。在保障體積平衡的要求下，按照電子電氣產品工藝技術和人們審美特點，調整機體形態，進行造型方面的設計制作，保障電子電氣產品的外觀美觀大方;產品色彩方面，基于使用者和客戶的要求，按照色彩理論的方式，美觀同時更好的區分和操作電子電氣產品。

8、電磁兼容要求

為了使電磁干擾的影響降到最低，不但在電路設計思考，還要對結構屏蔽的實際使用設計。下面對電子電氣產品的實際結構設計時的電磁兼容方式簡單介紹。

（1）、接地

電子電氣產品常用的方式有信號接地和機箱接地等。可以參照部分或者全部的設備電路的平面進行信號接地。物理實體的最佳接地平面，是零電阻和零電位，使得壓降的現象不會出現在電流流過的時候;對于機箱接地的設計，既可以保障操作工人的安全操作，也能夠保障電子電氣產品設備的使用安全。同時為了以免出現電位升高出現的放電問題，用靜電感應釋放電荷的辦法，最大程度的確保運行設備的安全。常見的接地類型：單點和多點、浮動和混合等。例如單點接地多用作低頻時，多點接地適用于高頻時。

對于電子電氣產品接地線線徑的方面，應符合導線的通過的電流大小，選擇適宜的截面大小。關于接地線的長度選擇，如果系統運行時產生了駐波，那么在接地線短路，電源線就不接地。在選擇機箱等接地線的長度時，應符和設計要求的干擾波長。單點接地多用作低頻時效果好，多點接地適用于高頻時效果好。

對于電子電氣產品接地時的電阻來說，通常系統接地電阻數值應該最小化。電子電氣產品的搭接是在兩個金屬面之間連接相符合的低阻抗路徑，是其變為等電位面，使得電路和外殼、接地系統之間構建連接。常用的搭接方法有鉚接、焊接、螺釘連接等。雖然在這些方法里，螺釘連接因為搭接方便被廣泛運用，但是因為在電子電氣產品實際設備運行中，產生的震動容易使得螺釘由面觸變成線觸，使得可靠性和安全性降低。所以，在選擇方式上，要結合實際情況，同時保障橫截數據面的接觸電阻越小越好。

（2）屏蔽

對于電子電氣產品的電場屏蔽方面，可以把電場感應，看成是耦合的分布電容。為了將耦合電容的值降到最小，就需要電場屏蔽。為了保障屏蔽板接地效果，可以在對屏蔽體的設計時挑選強度高、導點性能好的材料，同時將形狀設計為封閉式。

在材料的挑選上，首先要選擇高磁導率材料，比如硅鋼、坡莫合金等。同時屏蔽物要和屏蔽體分隔越遠越好，屏蔽體的厚度越厚越好，在開孔尺寸和接縫上盡可能的越小越好。電子電氣產品的屏蔽體主要是依照反射和吸收的電磁波，來對電磁波起著衰減效果。據權威數據計算，電導率以及吸收的損耗數值，是根據電子電氣產品的屏蔽材料的磁導率的數值影響，并且通過散熱的方式進行釋放。

（3）結構材料的選擇

對電子電氣產品的材料上，應選擇符合電磁波干擾的頻率來選擇。反射損耗的數值，和低頻電磁干擾屏蔽的效果有關。所以材料盡量使用例如銅、鋁、鎳等高導電性或低電阻材料。用有著高導熱率和高磁導、低磁阻的材料，在外殼涂抹屏蔽層，如果是不考慮成本，也可以選擇雷達吸波等效果更好但是更加昂貴的材料。

在處理搭接問題方面，電子電氣產品外殼的制造上，對結合處要保障金屬在接觸面沒有其他雜物，接觸電阻越小越好。對于出現松動、晃動的觸點，可以用導線墊圈進行搭接，對于材料的不同，需要確保材料有電化學的相容性。

在電子電氣產品的開口處理上方面，為了保障電子電氣產品有較好的散熱和通風，要在外殼進行開口處理。孔徑大小、波阻抗都影響著電磁泄露的結果。對于需要開孔的部位，可以選擇波導衰減設置，以增強屏蔽的效果。

結束語：隨著新時代的飛速發展，社會和科技的不斷進步，科技的發展有了巨大的突破，人們對電子電器產品的要求也日益增長，對質量的要求和產品的實用性舒適性要求也逐漸增加。要保障電子電氣產品的質量和實用性，就一定要對電子電氣產品的機械結構做好設計。對電子電氣產品做好優化設計改進，才能調高電子電氣產品的質量安全和人們滿意度，使得電子電氣產品更好的為人們服務。

參考文獻：

[1]高維，現代電子技術指南[M]，北京：科學技術文獻出版社，2018

[2]張興臣，姚望奇，電工電子產品機械結構設計概論[J]，內燃機及配件，2019（07）：87-88

作者簡介：賴建明，男，助理工程師，主要從事雷達結構設計與科研管理工作;覃勐，男，助理工程師，從事雷達信號處理研究及科研管理工作