机电设备可靠性设计准则1000条.docx

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机电设备可靠性设计准则1000条

机电设备可靠性设计准则1000条

A2       在方案论证时，一定要进行可靠性论证。

A3       在确定产品技术指标的同时，应依照需要和实现可能确定可靠性指标与修理性指标。

A4       对己投入使用的相同（或相似）的产品，考察其现场可靠性指标，修理性指标及对这两种备标的阻碍因素，以确定提高当前研制产可靠性的有效措施。

A5       应对可靠性指标和修理性指标进行合理分配，明确分系统（或分机）、不见、以至元器件的的可靠性指标。

A6       依照设备的设计文件，建立可靠性框图和数学模型，进行可靠性估量。

随着研制工作深入地进行，估量于分配应反复进行多次，以保持其有效性。

A7       提出整机的元器件限用要求及选用准则，拟订元器件优选手册（或清单）

A8       在满足技术性要求的情形下，尽量简化方案及电路设计和结构设计，减少整机元器件数量及机械结构零件。

A9       在确定方案前，应对设备将投入使用的环境进行详细的现场调查，并对其进行分析，确定阻碍设备可靠性最重要的环境及应力，以作为采取防护设计和环境隔离设计的依据。

A10       尽量实施系列化设计。

在原有的成熟产品上逐步扩展，抅成系列，在一个型号上不能采纳过多的新技术。

采纳新技术要考虑继承性。

A11       尽量实施统一化设计。

凡有可能均应用通用零件，保证全部相同的可移动模块、组件和零件都能互换。

A12       尽量实施集成化设计。

在设计中，尽量采纳固体组件，使分立元器件减少到最小程度。

其优选序列为：

大规模集成电路-中规模集成电路-小规模集成电路-分立元器件

A13       尽量不用不成熟的新技术。

如必须使用时应对其可行性及可靠性进行充分论证，并进行各种严格试验。

A14       尽量减少元器件规格品种，增加元器件的复用率，使元器件品种规格与数量比减少到最小程度。

A15       在设备设计上，应尽量采纳数字电路取代线性电路，因为数字电路具有标准化程度高、稳固性好、漂移小、通用性强及接口参数易匹配等优点。

A16       依照经济性及重量、体积、耗电约束要求，确定设备降额程度，使其降额比尽量减小，便不要因选择过于保守的组件和零件导致体积和重量过于庞大。

A17       在确定方案时，应依照体积、重量、经济性与可靠性及修理性确定设备的冗余设计，尽量采纳功能冗余。

A18       设计设备时，必须符合实际要求，不管在电气上或是结构上，提出局部过高的性能要求，必将导致可靠性下降。

A19       不要设计比技术规范要求更高的输出功率或灵敏度的线路，然而也必须在最坏的条件下使用而留有余地。

A20       在设计初始时期就要考虑小型化和超小型化设计，但以不阻碍设备的可靠性与修理性为原则。

A21       关于电气和结构设计使用公差需考虑设备在寿命期内显现的渐变和磨损，并保证能正常使用。

A22       加大电路使用状态的公差安全系数，以排除临界电路。

A23       假如有容易获得而行之有效的一般工以能够解决问题，就不必要过于追求新工艺。

因为最新的不一定是最好的，同时最新的花样没有通过时刻的考查；应以费用、体积、重量、研制进度等方面权衡选用，只有为了满足特定的要求时才宜采纳。

A24       为了尽量降低对电源的要求和内部温升，应尽量降低电压和电流。

如此可把功率损降低到最低限度，幸免高功耗电路，但不应牺牲稳固性或技术性能。

A25       应对设备电路进行FMEA及FTA分析，查找薄弱环节，采取有效的纠正措施。

A26       在设备研制的早期时期应进行可靠性研制试验。

在设计定型后大批投产前应进行可靠性增长试验，以提高设备的固有可靠性和任务可靠性。

A27       对设备和电路应进行潜在通路分析、找出潜在通路、绘图错误及设计问题。

幸免显现不需要功能和需要受到抑制。

A28       对稳固性要求高的部件、电路，必须通过容差分析进行参数漂移设计，减少电路在元器件承诺容差范畴内失效。

A29       正确选择电路的工作状态，减少温度和使用环境变化对电子元器件和机械零件特性值稳固性的阻碍。

A30       注意分析电路在暂态过程中引起的瞬时过载，加强暂态爱护电路设计，防止元器件的瞬时过载造成的失效。

A31       要紧的信号线、电缆要选用高可靠连接。

必要时对继电器、开关、接插件等可采纳冗余技术，如采取并联接或将余外接点全部利用等。

A32       在设计时，对关键元器件、机械零件已知的缺点应给予补偿和采取专门措施。

A33       分机、电路必须进行电磁兼容性设计，解决设备与外界环境的兼容，减少来自外界的天电干扰或其它电气设备的干扰解决产品内部各级电路间的兼容。

克服设备内部、各分板及各级之间由于器件安装不合理、连线不正确而产生的辐射干扰和传导干扰。

A34       采纳故障--安全装置。

尽量幸免由于部件故障而引起的不安全状态，或使得一系列其他部件也发生故障甚至引起整个设备发生故障。

A35       在设计时应选用其要紧故障模式对电路输出具有最小阻碍的部件及元器件。

A36       在设计电路及结构设计时和选用元器件时，应尽量降低环境阻碍的灵敏性，以保证在最坏环境下的可靠性。

A37       选择接触良好的继电器和开关，要考虑截断峰值电流，通过最小电流，以及最大可同意的接触阻抗。

A38       在电路设计中应尽量选用无源器件，将有源器件减少到最小程度。

A39       假如可变电阻器有一端未与线路相接，应将滑臂接上，以防止开路。

应确保调至最小电阻时，电阻器和额定功率仍旧适用。

A40       使用具有适当额定电流的单个连接插头，幸免将电流分布到较低额定电流的插头上。

A41       调整电子管灯丝电流以减低初始浪涌，减小故障率。

A42       幸免使用电压调整要求高的电路，在电压变化范畴较大的情形下仍能稳固工作。

A43       在关键性观看点应配备两套或更多的并联照明光源。

A44       采纳必要措施幸免采取某些故障模式导致设备重复失效。

A45       选择最简单、最有效的冷却方法，以排除全部发热量的百分之八十。

A46       考虑经济性、体积及重量等，应最大限度地利用传导、辐射、对流等差不多冷却方式，幸免外加冷却设施。

A47       冷却方法优选顺序为：

自然冷却→强制风冷→液体冷却→蒸发冷却。

A48       采纳高效能零件（例如：

采纳半导体器件而不用电子管）和电路。

A49       尽量保持热环境近似恒定，以减轻因热循环与热冲撞而引起的突然热应力对设备的阻碍。

A50       必须假定所设计的设备会靠近比环境温度更高的其它设备。

A51       在设计的初期时期，应预先研究哪些部件可能产生电磁干扰和易受电磁干扰，以便采取措施，确定要使用哪些抗电磁干扰的方法。

A52       设备内测试电路应作为电磁兼容性设计的一部分来考虑；假如事后才加上去就可能破坏原先的电磁兼容性设计。

A53       在设计上要保证设备同其他设备中意地共同工作。

A54       尽量压缩设备工作频率带宽，以抑制干扰的输入。

A55       在设备中，尽量操纵脉冲波形前沿上升速度和宽敞，以减少干扰的高频重量，（在满足电气性能的情形下）。

A56       尽量减少电弧放电，为此尽量不用触点闲合器件。

A57       在设备电路中设置各种滤波器以减少各种干扰。

A58       保险丝和线路等过载爱护器件应该使于使用（最好就在前面板上）。

除非为了安全上的需要，应不要求使用专门工具。

A59       假如要求电路在过载时也要工作，在要紧的部件上应安装过载指示器。

A60       在前面板上应安装指示器，以指示保险丝或线路截断器差不多将某一电路断开。

保险丝板上应标出每一保险丝的额定值，并标出保险丝爱护的范畴。

A61       对所使用的每一类型保险丝都要有一个备用件，并保证备用件许多于总数的10%。

A62       选择线路截断器，应能人工操纵至断开或接通位置。

A63       使用自动断路截断器，除非使用时要求自动断路机构应急过载（不断路）。

A64       必须记住，最有效的电磁干扰操纵技术，应在设计部件和系统的最初时期加以采纳。

A65       对设备中失效率较高及重要的分机、电路及元器件要采取专门降额措施。

A66       集成电路对结温顺输出负载进行降额应用。

A67       晶体三极管除结温外，对其集电极电流及任何电压予以降额应用。

A68       晶体二极管除结温外，对其正向电流及峰值反向电压予以降额应用。

A69       电阻器除外加功率进行降额应用外，在应用中要低于极限电压及极限应用温度。

A70       电容器除外加电压进行降额应用外，在应用中要注意频率范畴及温度极限。

A71       线圈、扼流圈除工作电源进行降额应用外，对其电压也要进行降额。

A72       变压器除工作电流，电压进行降额应用外，对其温升按绝缘等级作出规定。

A73       继电器的接点电流按接负载地降额应用外，对其温度按绝缘等级作出规定。

A74       接插件除了电流进行降额应用外，对其电压也要进行降额，依照触点间隙大小、直流及交流要求不同而进行适当降额。

A75       关于电缆、导线除了对电流进行降额应用外（铜线每平方毫米截面流过电流不得超过7安培），要注意电缆电压，关于多芯电缆更要注意其电压降额。

A76       电子管应对板耗功率和总栅耗功率进行降额应用。

A77       关于开关器件除对开关功率降额外，对接点电流也要进行进行降额应用。

A78       关于电动机应考虑轴承负载降额和绕阻功率降额。

A79       结构件降额一样指增加负载系数和安全余量，但也不能增加过大，否则造成设备体积、重量、经费的增加。

A80       对电子元器件降额系数应随温度的增加而进一步降低。

A81       关于电子管灯丝电压和继电器的线包电流不能降额，而应保持在额定值左右（100±5%）；否则会降低电子管寿命和阻碍继电器的可靠吸合。

A82       电阻器降低到10%以下对可靠性提高差不多没有成效。

A83       对电容器降额应注意，对某些电容器降额水平太大，畅引起低电平失效，交流应用要比直流应用降额幅度要大，随着频率增加降额幅度要随之增加。

A84       关于磁控管降额的使用，假如阳极电流不加到规定值，降低灯丝电压使用，不仅不能提高可靠性，恰恰相反，正是牺牲了可靠性。

A85       为了保证设备的稳固性，电路设计时，要有一定功率裕量，通常应有20-30%的裕量，重要地点可用50-100%的裕量，要求稳固性、可靠性越高的地点，裕量越大。

A86       要认真设计电路的工作点，幸免工作点处于临界状态。

A87       在设计电路时，应对那些随温度变化其参数也初之变化的元器件进行温度补偿，以使电路稳固。

A88       电子元器件往往随环境条件变化而变化，了此，应说设备和电路采取环境操纵和隔离。

A89       正确选用那些电参数稳固的元器件，幸免设备和电路产生飘逸失效。

A90       进行传动部件强度和刚度裕度设计，要保证在恶劣环境条件下与其他电子部件同时进入“浴盆效应”的磨损期。

A91       对摩擦位置以及机械关节进行密封设计。

A92       选择耐磨损和抗振疲劳的材料。

A93       采取抗磨损性能的专门工艺。

A94       电子设备的元器件，机械零件存在着贮存失效，在设计上应有减少这种失效措施，同时采取正确储备方法。

A95       电路设计应容许电子元器件和机械零件有最大的公差范畴。

A96       电路设计应把需要调整的元器件（如：

半可变电容器、电位器、可变电感器及电阻器等）减少到最小程度。

A97       要尽量选用有足够温度要求和温度系数小的电容器。

A98       当电源电压和负荷在通常可能显现极限变化的情形下，电路仍能正常工作。

A99       用任意选择的电子元器件电路仍能正常工作。

A100       电路和设备应能在过载、过热和电压突变的情形下，仍能安全工作。

A101       设计设备和电路时，应尽量放宽对输入及输出信号临界值的要求。

A102       电路应在半导体器件手册上规定的β值范畴内正常工作。

A103       努力降低元器件失效阻碍程度，力求把电路的突然失效降低为性能退化。

A104       使用反馈技术来补偿（或抑制）参数变化所带来的阻碍，保证电路性能稳固。

例如，由阻容网络和集成电路运算放大器组成的各种反馈放大器，能够有效地抑制在因元器件老化等缘故性能产生某些变化的情形下，仍旧能符合最低限度的性能要求。

A105       关于重要而又易出故障的分机，电路和易失效的元器件在体积、重量、经费、耗电等方面承诺的条件下，经可靠性估量和分配后，采纳冗余设计技术。

A106       接插件、开关、继电器的触点要增加冗余接点，并联工作。

插头座、开关、继电器的余外接点全部利用，多点并接。

A107       每个接线板应有10%的接线柱或接线点作为备用。

A108       当转换开关的可靠性小于单元可靠度50%时，则应采纳工作储备。

A109       当体积、重量非关重要，而可靠性及耗电至关重要时则应采取非工作贮备，非工作贮备有利于修理。

A110       贮备设计中功能冗余是专门可取的，当其中冗余部件失效时并不阻碍要紧功能；而同时工作时，又收到降额设计的成效。

A111       关于易失效的元器件应采取工作储备（热储备）。

A112       假如信息传递不承诺中断应采取工作储备。

A113       假如对设备的体积、重量等有严格要求，而提高单元的可靠性又有可能满足执行任务要求的话就不必采纳储备设计；同时应考虑经济性。

A114       尽管“并串”比“串并”可靠性高，但考虑便于修理，“串并”也是可取的。

A115       关于设备（或系统）中的可靠性薄弱环节进行储备设计而采取混合储备设计措施是专门可取的。

这是通过可靠性、经济性及重量和体积的权衡结果。

A116       在冷贮备设计中，应尽量采纳自动切换转置。

A117       运动状态下的非工作贮备（冷贮备）能够缩短信号中断时刻，在贮备设计中能够依照具体情形加以说明。

A118       保证热流通道尽可能短，横截面要尽量大。

A119       在需要传热性能高时，可考虑采纳热管。

热管散热量可比实之铜导体高数百倍。

A120       利用金属机箱或底盘散热。

A121       力求使所有的接头都能传热，同时紧密地安装在一起以保证最大的金属接触面。

必要时，建议加一层导热硅胶以提高产品质量传热性能。

A122       将需散热一瓦以上的器件安装在金属底盘上，或安装传热通道通至散热器。

A123       器件的方向及安装方式应保证最大对流。

A124       将热敏部件装在热源下面，或将其隔离。

A125       安装零件时，应充分考虑到周围零件辐射出的热，以使每一器件的温度都不超过其最大工作温度雨幸免对准热源。

A126       对靠近热源的热敏部件，要加上光滑的涂上漆的热屏蔽。

A127       确保热源具有高辐射系数。

假如处于嵌埋状态，须用金属传热器通至冷却装置。

A128       玻璃环氧树脂线路板式不良散热器，不能全靠自然冷却。

A129       假如玻璃环氧树脂印制线路板不能足以散发所产生的热量，则应考虑加设散热网络和金属总印制电路板。

A130       选用导热系数大材料制造热传导零件。

例如：

银、紫铜、氧化铍陶瓷及铝等。

A131       加大热传导面积和传导零件之间的接触面积。

在两种不同温度的物体相互接触时，接触热阻是至关重要的。

为此，必须提高接触表面的加工精度、加大接触压力或垫入软的可展性导热材料。

A132       在热传导路径中不应有绝热或隔热元器件。

A133       适当采纳物理隔离法或绝热法。

A134       使用通风机进行风冷，俩电子元器件温度保持在安全的工作温度范畴内。

通风口必须符合电磁干扰、安全性要求，同时应考虑防淋雨要求。

A135       气冷系统需依照散热量进行设计，并应依照下列条件：

在封闭的设备内压力降低时应通入的空气量、设备的体积，在热源出保持安全的工作温度，以及冷却功率的最低限度（即使空气在冷却系统内运动所需的能量）。

A136       设计时应注意使风机马达冷却。

A137       用以冷却内部部件的空气须通过滤，否则大量污物将积在敏锐的线路上，引起功能下降或腐蚀（在潮湿环境中会更加速进行），污物还能阻碍空气流通和起绝热作用，使部件得不到冷却。

A138       设计时注意使强制通风和自然通风的方向一致。

A139       不要重复使用冷却空气。

假如必须使用用过的空气或连续使用时，空气通过各部件的顺序必须认真安排。

要先冷却热敏零件和工作温度低的零件，保证冷却剂有足够的热容量来将全部零件坚持在工作温度以内。

A140       设计强制风冷系统应保证在机箱内产生足够的正压强。

A141       设置整套的冷却系统，以免在底盘抽出修理时不能抗高温的器件被高温热致失效。

A142       进入的空气和排出的空气之间的温差不应超过14℃

A143       保证进气与排气间有足够的距离。

A144       非经专门承诺，不可将通风孔及排气孔开在机箱顶部或面板上。

A145       尽量减低噪音与振动，包括风机与设备箱间的共振。

A146       使用无刷交流电机驱动的风扇、风机和泵，或者适当屏蔽的直流电动机。

A147       注意勿使可伸缩的单面式组合抽屉阻碍冷却气流。

A148       在运算空气流量时，要考虑因空气通道布线而减少的截面积。

A149       若设备必须在较高的环境温度下或高密度热源下工作，以致自然冷却或强制风冷法均不使用时，能够使用液冷或蒸发冷却法。

A150       假如必须用液冷法，最好用水作冷却剂。

A151       设计时注意使冷却剂能自由膨胀，而机箱则须承担冷却剂的最大蒸汽压力。

A152       注意管道必须合乎要求，设备必须严封，严防气塞。

A153       吸气孔与过滤塞必须装置适当。

A154       注意冷却系统的吸气孔应在较低部位而排气阀应在较高部位。

在每一个断开处安装检验阀。

A155       要确保冷却剂不致再最高的工作温度以下沸腾（如有必要，应安装温度操纵器件），还应确保冷却剂不致在最低温度以下结冰。

上述任一情形都会导致管道破裂。

A156       要幸免蒸汽在设备内冷凝。

A157       设计冷却系统时，必须考虑到修理。

要从整个系统的现点动身来选择热交换器、冷却剂以及管道。

冷却剂必须对交换器和管道没有腐蚀作用。

A158       布置未经屏蔽的电子管时，其间隔至少应为直径的1～0.5倍。

幸免阳极过热。

A159       为幸免电子管辐射热阻碍热敏器件、屏蔽罩的内面的辐射能力要强（涂黑），而别处则应是光滑的，并能将热传导到底盘上。

A160       不要把传热的屏蔽罩安装在塑料底盘上。

A161       当激振频率专门低时，应增强结构的刚性，提高设备及元器件的固有频率与激振频率的比值，使隔振系数接应于1，以使设备和元器件的固有频率远离共振区。

A162       尽量提高设备的固有振动频率，电子设备机柜的固有振动频率应为最高强迫频率的两倍，电子组件应为机柜的两倍。

如舰船和潜水艇的振动频率普遍范畴在12～33赫，机柜固有振动频率不低于60赫，组件的固有振动频率不低于120赫。

A163       应将导线编织在一起，并用线夹分段固定，电子元器件的引线应尽量短以提高固有有频率。

A164       电子器件（直径超过1.3cm或每一引头重量超过7克）应夹定或用其它方法固定在底盘上或板上，以防止由于疲劳或振动而引起的断裂。

A165       焊接到同一端头的绞合铜线必须加以固定，使其在受振动时，使导体在靠近各股铜线焊接在一起处不致发生弯曲。

A166       连结引头处不可没有支撑物。

A167       使用软电线而不宜用硬导线，因后者在挠曲与振动时易折断。

A168       使用具有足够强度的对准销或类似装置以承担底盘和机箱之间的冲击或振动。

不要依靠电气连接器和底盘滑板组件来承担这种负荷。

A169       抽斗或活动底盘须至少在前面和后面具有两个引销。

配合零件须十分严密以免振动时互相冲击。

A170       在门和抽斗上安装锁定装置，以各冲击或振动时打开。

A171       幸免悬臂式安装器件。

如采纳时，必须通过认真运算，使其强度能在使用的设备最恶劣的环境条件下满足要求。

A172       繁重的部件应尽量靠近支架，并尽可能安装在较低的位置。

假如设备专门高，要在顶部安装防摇装置或托架，则应将繁重的部件尽可能地安装在靠近设备的后壁。

A173       设备的机箱不应在50赫以下发生共振。

A174       大型平面薄壁金属零件，应加折皱、弯曲、或支撑架。

A175       模块和印制电路板的自然频率应高于农们的支撑架（最好在60赫以上）。

可采纳小板块或加支撑架以达到那个目的。

A176       所有调谐元件应有固定制动的装置，使调谐元器件在振动和冲击时可不能自行移动。

A177       在使用一个继电器的地点可同时使用两个功能相同而频率不同的继电器。

A178       继电器安装应使触点的动作方向同衔铁的吸合方向，尽量不要同振动方向一致，为了防止纵向和横向振动失效可用两个安装方向相垂直的继电器。

A179       实施振动、冲击隔离设计，对发射系统一些关键电真空器件，要采取专门减震缓冲措施，要使元器件受震强度低于0.2m/s²（加速度）。

A180       加速力传到机柜内部时，它会逐步变小，能够经受高加速应力的零部件应要机柜内安装，不能经受高加速应力的零部件应在机柜中心处安装。

A181       不使用钳伤和裂纹导线，在两端具有相对运