电子电气产品机械结构设计浅谈

赖建明 覃勐

摘 要：随着新时代的飞速发展，社会和科技的不断进步，科技的发展有了巨大的突破，人们对电子电器产品的要求也日益增长，对质量的要求和产品的实用性舒适性要求也逐渐增加。要保障电子电气产品的质量和实用性，就一定要对电子电气产品的机械结构做好设计。只有在机械结构方面的设计，要根据现代化的科学技术，以及对人们日益提高的实用性和质量安全的要求，本文对电子电气产品机械结构设计方面简单探讨，为各位同仁做参考。

关键词：电子;气产品;机械结构; 结构设计

电子电气产品机械结构各部分的要求

1、尺寸要求

根据电子电气产品的不同产品的所需的标准，对电子电气产品的基本尺寸和各个环节之间的链接进行检测确定，不但是要对尺寸的准度、精度进行系统化、模块化的方面，还有对电子电气产品尺寸的标准化、尺寸链的兼容性进行考虑，对于外壳、主板、操作台、主机等部分的尺寸要求，也要符合相关的设计标准和质量安全。

2、安装要求

对于电子电气产品的安装方面要依照用户的需求。根据要求安装方式和结构固定进行调整。例如嵌入式、板式和插拔等，保障了电子电气产品的安装符合规定要求，使得电子电气产品具有更好的继承性和安装兼容性。

3、刚度和强度要求

依照电子电气产品的强度和刚度进行计算设计，根据抗震、负重、抗冲击等方面进行计算。在设计时，一定要考虑到构件的连接环节计算在内，比如焊接等。同时，还要把构件的结构进行计算，用压筋或者弯折等增加的方式，调高电子电气产品的刚度和强度的要求。

4、外壳防护要求

电子电气产品设备的防护等级，尤其是对于处于户外的、或者是长时间暴露在环境差的工作地区，对外壳防护的使用环境、防火、防水、防尘等方面的要求标准也有更高要求。所以，对外壳的防护设计要符合产品的使用环境的等级。

5、通风散热的要求

设计时要兼顾通风和散热，对设备的负载和发热量的要求标准进行设计。例如对发热量大的电子电气产品外壳，可以用风机等设备方式进行散热;对于发热量小的电子电气产品，可以用内设散热板或孔洞设计散热。所以对于电子电气产品的通风散热的要求，要符合实际环境进行设计，避免发生设计相互矛盾的情况。

6、布线配线要求

常用的连接电子电气产品的方式是接线连接。对于电子电气产品组件、插件、模块等连接设计时，要配合实际根据电流和导线路径的走线、连接、母排、穿孔等方面，根据实际进行合理规划。之后，根据电子电气产品的要求标准，对不同的A/B/C/地线/正负极等，用明显的标记进行区分，同时依照规范标准进行布线配线。例如“上、中、下”等安排空间位置。

首先对电线分门别类，以免接线时出现线路之间的互相影响。根据电流对电线分类，将大功率的直流、交流电和射频线分在一起，另一部分小功率的分一起。将电线区分，数字和模拟，高频和低频等方式进行分组，用塑料夹、束线带等方式进行捆扎、铺设。注意力度要适中，既能够做好分类区分，又保证导线不会受力道的影响。可以在电子电气产品的设计中加入行线槽，确保导线的牢固性，以免导线受到磨损，使得布线配线的操作符合标准要求的基础上，提升布线配线的美观、整齐性。

7、人机要求

在结构设计方面，对于电子电气产品不但要符合质量安全，还要根据人和设备之间的适合度方面，以及依照色彩、建模、人体工程学等内容整体的分析研究，设计符合要求和符合人们使用的结构设计。在保障体积平衡的要求下，按照电子电气产品工艺技术和人们审美特点，调整机体形态，进行造型方面的设计制作，保障电子电气产品的外观美观大方;产品色彩方面，基于使用者和客户的要求，按照色彩理论的方式，美观同时更好的区分和操作电子电气产品。

8、电磁兼容要求

为了使电磁干扰的影响降到最低，不但在电路设计思考，还要对结构屏蔽的实际使用设计。下面对电子电气产品的实际结构设计时的电磁兼容方式简单介绍。

（1）、接地

电子电气产品常用的方式有信号接地和机箱接地等。可以参照部分或者全部的设备电路的平面进行信号接地。物理实体的最佳接地平面，是零电阻和零电位，使得压降的现象不会出现在电流流过的时候;对于机箱接地的设计，既可以保障操作工人的安全操作，也能够保障电子电气产品设备的使用安全。同时为了以免出现电位升高出现的放电问题，用静电感应释放电荷的办法，最大程度的确保运行设备的安全。常见的接地类型：单点和多点、浮动和混合等。例如单点接地多用作低频时，多点接地适用于高频时。

对于电子电气产品接地线线径的方面，应符合导线的通过的电流大小，选择适宜的截面大小。关于接地線的长度选择，如果系统运行时产生了驻波，那么在接地线短路，电源线就不接地。在选择机箱等接地线的长度时，应符和设计要求的干扰波长。单点接地多用作低频时效果好，多点接地适用于高频时效果好。

对于电子电气产品接地时的电阻来说，通常系统接地电阻数值应该最小化。电子电气产品的搭接是在两个金属面之间连接相符合的低阻抗路径，是其变为等电位面，使得电路和外壳、接地系统之间构建连接。常用的搭接方法有铆接、焊接、螺钉连接等。虽然在这些方法里，螺钉连接因为搭接方便被广泛运用，但是因为在电子电气产品实际设备运行中，产生的震动容易使得螺钉由面触变成线触，使得可靠性和安全性降低。所以，在选择方式上，要结合实际情况，同时保障横截数据面的接触电阻越小越好。

（2）屏蔽

对于电子电气产品的电场屏蔽方面，可以把电场感应，看成是耦合的分布电容。为了将耦合电容的值降到最小，就需要电场屏蔽。为了保障屏蔽板接地效果，可以在对屏蔽体的设计时挑选强度高、导点性能好的材料，同时将形状设计为封闭式。

在材料的挑选上，首先要选择高磁导率材料，比如硅钢、坡莫合金等。同时屏蔽物要和屏蔽体分隔越远越好，屏蔽体的厚度越厚越好，在开孔尺寸和接缝上尽可能的越小越好。电子电气产品的屏蔽体主要是依照反射和吸收的电磁波，来对电磁波起着衰减效果。据权威数据计算，电导率以及吸收的损耗数值，是根据电子电气产品的屏蔽材料的磁导率的数值影响，并且通过散热的方式进行释放。

（3）结构材料的选择

对电子电气产品的材料上，应选择符合电磁波干扰的频率来选择。反射损耗的数值，和低频电磁干扰屏蔽的效果有关。所以材料尽量使用例如铜、铝、镍等高导电性或低电阻材料。用有着高导热率和高磁导、低磁阻的材料，在外壳涂抹屏蔽层，如果是不考虑成本，也可以选择雷达吸波等效果更好但是更加昂贵的材料。

在处理搭接问题方面，电子电气产品外壳的制造上，对结合处要保障金属在接触面没有其他杂物，接触电阻越小越好。对于出现松动、晃动的触点，可以用导线垫圈进行搭接，对于材料的不同，需要确保材料有电化学的相容性。

在电子电气产品的开口处理上方面，为了保障电子电气产品有较好的散热和通风，要在外壳进行开口处理。孔径大小、波阻抗都影响着电磁泄露的结果。对于需要开孔的部位，可以选择波导衰减设置，以增强屏蔽的效果。

结束语：随着新时代的飞速发展，社会和科技的不断进步，科技的发展有了巨大的突破，人们对电子电器产品的要求也日益增长，对质量的要求和产品的实用性舒适性要求也逐渐增加。要保障电子电气产品的质量和实用性，就一定要对电子电气产品的机械结构做好设计。对电子电气产品做好优化设计改进，才能调高电子电气产品的质量安全和人们满意度，使得电子电气产品更好的为人们服务。

参考文献：

[1]高维，现代电子技术指南[M]，北京：科学技术文献出版社，2018

[2]张兴臣，姚望奇，电工电子产品机械结构设计概论[J]，内燃机及配件，2019（07）：87-88

作者简介：赖建明，男，助理工程师，主要从事雷达结构设计与科研管理工作;覃勐，男，助理工程师，从事雷达信号处理研究及科研管理工作