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外壳的种类及其设计要点大考究-正航仪器
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外壳的种类及其设计要点大考究
2014-06-04    来源:正航仪器    作者:正航网络  阅读:

 

 

 

一、防护机朋损伤的外壳

此类外壳主要用于保护仪器测量部分,使仪器在工作、运输或保存期间免受外来机械性损伤。防护机械损伤的外壳除了应有足够的强度及造型美观外,在结构上一般没有其他特殊要求。对中、小型仪器来说,可用酚醛塑料制作外完,这种外完具有经济实用、重量轻等优点;对有防冲击性能要求的外完,可用铝合金或钢板制造,并在外壳表面涂以油漆。

二、防护灰尘及大气因素影响的外完

1)防尘及防潮外壳。这种外壳主要用于防止灰尘进入仪器内部,的侵入。灰尘的侵入,将使零件表面形成污垢,并加速运动副的磨损成金属构件的腐蚀、光学零件表面的发霉和电气元件性能的失效。同时阻止潮湿空气潮湿空气则可能造防尘及防潮外壳的防护措施在于切断灰尘和潮气进入仪器的主要通道,要根据不同的防护要求采取相应的防护措施。图151(a)(b)所示为采用弹簧圈压紧橡胶衬垫的结构;图15.1(c)为采用弹性套压紧的结构。这几种结构装拆方便,结构简单,但压紧力较小且不能调节,只适用于一般防尘结构。图151(d)(e)所示为采用螺纹或螺钉压紧衬垫的结构,防护性能好。

 

外壳种类

 

当仪器外壳有电缆入口时,入口处的密封结构亦应采用橡胶垫圈,如图152所示。橡胶垫圈截面形状为梯形,当拧紧螺钉压迫垫圈时,垫圈径向膨胀而包紧圆柱表面,达到密封效果。

2)防护温度影响的外壳

在工作时,若温度变化,将使仪器的机械结构参数和电气元件性能发生改变,因而影响仪器工作的稳定性。这里指的温度变化是由仪器周围环境温度的变化和仪器内部发热元器件产生的热量引起的仪器外壳加上绝热层,可减少外界温度的影响,必要时,还可采用自动温度调节器,使仪器内部温度变化小于规定值。当仪器内部元器件产生的热量过多时,可采用以下几种散热方式

 

外壳设计要点

 

 

 

a.自然对流散热在外壳上开通风孔,依靠冷热空气的密度差,使冷空气由仪器下部进入,经过发热元器件,再从上部流出。图t53所示为几种常见的通风孔形式。

 

外壳种类研究

 

 

 

b.依靠传导散热要形成良好的传导散热,必须使发热元器件和传热零件间形成良好的热接触,亦就是使零件之间在较大的表面间有紧密的机械联接。对密封式外壳可采用具有良好传热性能的铝为外壳材料,并用强制通风措施将仪器内部的空气传到壳外。

c.依靠表面辐射散热为增强辐射作用,发热元器件和外壳表面应喷徐黑色油漆,形成无光泽的辐射面。为减少外界辐射影响,外壳表面应是白色或光滑的反射面。为了提高冷却效果,可在壳体外表面设计散热片,以增加总的冷却面积。图154所示为几种常见的散热片形式。图a)散热片与外壳浇铸成一体;图b)(c澈热片则是由板材冲制成形再焊在外壳上。外壳侧壁上设置散热片时最好垂直布置,以利于空气的自然循环。

 

外壳设计通风口形式

 

 

 

三、防护电磁场影响的外壳

邻近的外电磁场将干扰仪器的正常工作,因此,对产生电磁场的元器件和必须防护的元器件应当采用屏蔽的方法,以消除电磁场的有害影响。静电场的屏蔽较简单,所有接地的金属外壳均具备静电的屏蔽功能。对永久磁铁及直流电磁铁的静磁场屏蔽较困难,应采用铁磁性材料进行屏蔽,形成有害磁场的一个分路,将磁力线偏离被保护的部分。屏蔽的常用材料为软钢,重要的仪器仪表也可用强磁性的铁镍合金作屏蔽材料。

交流电磁场的屏蔽方法与该交流电磁场的频率有关。低频的屏蔽方法可类似静磁场的屏酞中频范围时森蔽材料内将产生涡流涡流产生的磁场能削弱有害磁场的作用,故可采用铁磁性材料作屏蔽;高频时,由于集肤效应会使铁磁性材料失去屏蔽作用,故应采用铜、铝等传导性良好的非磁性材料。防护电磁场影响的屏蔽外壳应当是一个整体的金属构件,若无法满足此要求时,可采用金属丝编成密封条或采用具有良好弹性的金属作密封衬垫,而不能用橡胶等作密封件,因为后考将使金属外壳形成不连贯胖间隙’:这对屏蔽十分有害。屏蔽设计的有关计算,可参阅专门设计手册。

四、防腐蚀外壳

若仪器长期工作在腐蚀性气体环境中,其内部元器件将会受到严重侵蚀,使其过早失去工作能力。因此,工作在腐蚀性介质环境中的仪器仪表,必须考虑防腐蚀问题。从外壳角度来说,防腐蚀主要有两方面的要求;一是外壳的密封问题,即由外壳将仪器内部元器件与外界环境隔绝开来,并根据不同的工作条件提出相应的密封级别要求;二是外壳本身的防腐蚀问题,这就要求应合理选择外壳材料,并在其表面施以适当的金属覆盖或油漆覆盖。

五、防爆外壳

带有电气装置的仪器和仪表,即应采用防爆外壳。若在易燃易爆环境中使用,必须具有可靠的防爆性能‘防爆外壳的基本原理,是在壳体内充满洁净的空气或惰性气体,并采用橡胶或软金属将外壳加以可靠密封,并达到气密性要求,即可具有防爆效果。若不能实现完全密封的要求,可采用隔爆型壳。这种外壳并不要求密封旭外壳与其他零件的结合面有足够的结合长度,如果壳内电气元件产生火花而引起易爆混合物爆炸时,产生的热能不能顺利向外扩散,只能经较长的微小缝隙传到壳外,而传到壳外的气体温度己不致引起壳外爆炸性混合物的爆炸,从而起到隔爆作用。〔壳应有足够的强度,以防万一壳内爆炸时,外壳应能承受爆炸时产生的压力(实验表明各种爆炸性混合物最高爆炸压力不超过0.8Mh)和高温(最高瞬时温度删C)的影响。防爆外壳应严格符合防爆安全技术的要求。(文章来源:正航仪器)http://www.zhenghangyq.net

 

 

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