电子产品环境机械测试规范V18.docx
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电子产品环境机械测试规范V18
电子产品环境（机械）测试规范V2.0（2018）
电子产品环境（机械）测试规范
一.目的
环境（机械）测试规范，是研发阶段验证产品机械性能是否满足设计要求的验证活
动，通过测试可以发现结构强度、安装、焊接、包装等方面的薄弱点，并通过失效分析、改进、再验证，使产品结构、安装、焊接、包装等方面的性能达到研发预期。
二.概述
本文主要包含随机振动、正弦振动、冲击、碰撞、跌落相关的测试规范。
规范覆盖的产品分为电梯相关产品、通用变频器、伺服产品、机器人产品、车载空调变频器。
三.适用范围
1.新产品
新开发产品。
2.变更产品
变更产品，分为产品设计变更和供应商变更，由研发和测试评估是否需要做相关机械试验；重要变更建议做，如结构、装配工艺、PCB厂家、贴片工艺等重要变更。
四.引用标准和规范
IEC60721-3-3，国际电工电子参考标准，环境条件分类
GB/（IEC6），低压交流变频电气传动系统额定值的规定
GBT16439-2009交流伺服系统通用技术条件
GB/T包装运输包装件试验时各部位的表示方法
GB/T包装运输包装件跌落试验方法
GB/T包装运输包装件编制性能试验大纲定量数据
GB-T电工电子产品环境试验第2部分试验方法试验Fc振动（正弦）
GB-T电工电子产品环境试验第2部分试验方法试验Ed自由跌落
GB-T电工电子产品环境试验第2部分试验方法试验Eb和导则碰撞
GB-T基本环境试验规程第2部分:
试验方法试验Ea和导则：
冲击
GB-T21361-2008汽车空调标准
QCT_413-2002_汽车电气设备基本技术条件
JBT8896-1999工业机器人验收规则
五.定义
1.正弦振动
正弦振动试验使用变化或固定频率和幅值的正弦信号，在每一瞬时仅施加一个频率，试验条件包括频率范围（频带）或固定频率、振幅和试验持续时间。
2.随机振动
未来任一给定时刻的瞬时值不能预先确定的机械振动，无法用确定性函数而须用概率统计方法定量描述其运动规律的振动叫随机振动，如运输过程中汽车上的物品所受的振动。
3.冲击
冲击试验是用来模拟产品在使用或运输时在经受外力冲撞或作用时产品的安全性、可靠性的一种试验方法。
4.碰撞
碰撞试验是用于验证运输包装件在运输过程中承受多次重复性机械碰撞的耐冲击强度及包装对产品的保护能力。
5.跌落
跌落试验用于模拟产品包装后不同的棱、角、面于不同的高度跌落于地面时的情况，从而评估产品受损情况及评估产品包装组件在跌落时所能承受的跌落高度及耐冲击强度。
从而根据产品实际情况进行改进、完善结构设计或完善包装设计。
六.样本选取
通常选取一个样本。
七.试验方法
1.电梯相关、通用变频器、伺服产品
包装类产品
1）包装随机振动，按照发货要求进行包装，测试条件如下图一，功率谱密度，g²/Hz，频率范围5~200Hz，每个方向测试时间3小时。
图一，随机振动条件
2）包装碰撞（可选，根据客户要求），半正弦波，峰值10g，脉宽16ms，X/Y/Z正负6个方向，每个方向冲击100次，共600次。
3）包装跌落，跌落高度根据重量选择，大于20Kg的纸箱包装样品，底面和顶面的面棱角各进行一次跌落；小于20Kg的样品，所有面棱角均进行一次跌落；木质包装只跌底面。
表一包装跌落参考
参考重量（Kg）
跌落高度（mm）
9
760
9-18
660
18-27
600
27-36
450
36-45
380
45-68
300
68-113
250
113
200
.裸机强度试验（电梯专用零部件适用）
1）单板振动，振动频率范围，10~55Hz，振幅，，峰峰值，扫描24个周期，X/Y/Z每个方向测试时间为2小时。
2）模块、电气柜、子系统振动，振动频率范围，10~55Hz，振幅，，峰峰值，扫描24个周期，X/Y/Z每个方向测试时间为2小时。
.安装振动试验
表二升降机类安装振动条件
频率范围（Hz）
振幅（mm）
加速度（m/s²）
扫频时间
扫频速率（oct/min）
2~9
2h（每个方向）
1
9~120
20
注：
包装振动参考GB-T第5节，冲击参考GB-T第5节，碰撞参考GB-T第4节，跌落参考GB-T第8节，正弦振动参考GB-T第5节，OTIS51628-A2、A3。
2.试验方法-机器人产品
包装类产品
1）包装随机振动，按照发货要求进行包装，测试条件如下图一，功率谱密度，g²/Hz，频率范围5~200Hz，每个方向测试时间3小时。
图二，随机振动条件
2）包装碰撞（可选，根据客户要求），半正弦波，峰值10g，脉宽16ms，X/Y/Z正负6个方向，每个方向冲击100次，共600次。
3）包装跌落，跌落高度根据重量选择，大于20Kg的纸箱包装样品，底面和顶面的面棱角各进行一次跌落；小于20Kg的样品，所有面棱角均进行一次跌落；木质包装只跌底面。
表三包装跌落参考
参考重量（Kg）
跌落高度（mm）
9
760
9-18
660
18-27
600
27-36
450
36-45
380
45-68
300
68-113
250
113
200
安装振动试验
模块、电气柜、子系统振动条件如下表四，
表四运动控制类裸机振动参考
试验项目
试验内容
数值
初始和最后振动响应检查
频率范围
5~55Hz
扫频速度
≤1倍频程/min
驱动振幅
定频耐久试验
驱动振幅
（5~25Hz）/（25~55Hz）
持续时间
3min
扫频耐久试验
频率范围
5~55~5Hz
驱动振幅
扫频速度
≤1倍频程/min
循环次数
5次
注：
表中驱动振幅均为峰值
注：
参考JBT8896-1999，第节
3试验方法-车载空调变频器
包装类试验
1）包装随机振动，按照发货要求进行包装，测试条件如下图一，功率谱密度，g²/Hz，频率范围5~200Hz，每个方向测试时间3小时。
图三，随机振动条件
2）包装碰撞（可选，根据客户要求），半正弦波，峰值10g，脉宽16ms，X/Y/Z正负6个方向，每个方向冲击100次，共600次。
3）包装跌落，跌落高度根据重量选择，大于20Kg的纸箱包装样品，底面和顶面的面棱角各进行一次跌落；小于20Kg的样品，所有面棱角均进行一次跌落；木质包装只跌底面。
表五包装跌落参考
参考重量（Kg）
跌落高度（mm）
9
760
9-18
660
18-27
600
27-36
450
36-45
380
45-68
300
68-113
250
113
200
裸机振动试验
裸机振动考验部件结构强度，振动条件如下表六
表六机动车用部件参考振动条件
频率范围（Hz）
振幅（mm）
加速度（m/s²）
扫频周期（小时）
扫频速率（oct/min）
10~25
每个方向各8小时
1
25~500
30
注：
参考QCT_413-2002_汽车电气设备基本技术条件，节
八.环境（机械）试验常见缺陷类型
表七环境（机械）试验常见缺陷类型
缺陷类型
机械应力
随机振动
正弦振动
冲击
碰撞
包装跌落
包装破损
√
√
虚焊、冷焊
√
√
√
√
√
器件松脱
√
√
√
√
√
劣质器件
√
√
√
√
√
紧固件松动
√
√
连接器不匹配
√
√
√
√
√
器件断腿
√
√
√
√
√
接触不良
√
√
√
结构裂缝、撕裂
√
√
√
√
√
线缆擦破、夹断
√
√
√
√
√
接插件松动
√
√
√
√
√
结构件变形
√
√
√
√
√
装配不当
√
√
√
√
√
九.试验流程方法
结合公司现有生产流程图，绘制流程图如下：
图四，环境（机械）试验流程
十.电梯相关产品测试规范与OTIS51628差异及测试时间统计
表八电梯相关测试规范与OTIS51628差异
测试对象
测试项目
此规范
与OTIS51628差异
整机或单板
包装振动
参考OTIS51628
无
包装跌落
参考OTIS51628
无
包装碰撞
10g，16ms，每个方向正负各100次
不涉及
裸机跌落
不涉及
跌落高度10cm
裸机振动
参考OTIS51628
无
表九，电梯相关产品、通用变频器、伺服产品测试时间表
测试对象
测试项目
测试时间（h）
备注
整机或单板
包装振动
9
考虑试验过程中水平垂直台切换机样品固定，测试计划时间，2天
包装跌落
1
包装碰撞
3
考虑试验过程中水平垂直台切换机样品固定，测试计划时间，1天
裸机振动
6
考虑试验过程中水平垂直台切换机样品固定，测试计划时间，1天
表十，车载空调变频器测试时间表
测试对象
测试项目
测试时间（h）
备注
整机
包装振动
9
考虑试验过程中水平垂直台切换机样品固定，测试计划时间，2天
包装跌落
1
包装碰撞
3
考虑试验过程中水平垂直台切换机样品固定，测试计划时间，1天
裸机振动
24
考虑试验过程中水平垂直台切换机样品固定，测试计划时间，4天
表十一，机器人产品测试时间表
测试对象
测试项目
测试时间（h）
备注
整机
包装振动
9
考虑试验过程中水平垂直台切换机样品固定，测试计划时间，2天
包装跌落
1
包装碰撞
3
考虑试验过程中水平垂直台切换机样品固定，测试计划时间，1天
裸机振动
3
考虑试验过程中水平垂直台切换机样品固定，测试计划时间，4天
十一.顺序应力试验
顺序应力试验思路是根据试验先后顺序来安排试验，先后顺序的依据可以是实际应用可能出现的应力顺序，如产品一般先进行包装运输、存储再安装运行，也可以根据试验特点任意安排。
尤其是只有一套样品的情况，这样安排的目的是通过有限的样品尽可能多的发现产品缺陷。
表十二，试验顺序
测试对象
试验顺序
测试项目
备注
测试对象
试验顺序
测试项目
备注
单板
1
高低温冲击试验
一套样品按顺序做所有试验（盐雾试验单独一套样品）
整机
1
包装振动
一套样品按顺序做所有试验
2
裸机振动（安装）
2
包装跌落
3
低温运行
3
裸机振动
4
高温运行
4
高低温存储、运行
5
湿热运行
5
湿热、温度循环运行
6
低温极限
6
低温极限
7
高温极限
7
高温极限
十二.注意事项
1）做振动试验的样机，要按照发货要求进行安装，如插件打胶固定、紧固件力矩控制、包装内衬等；
2）模拟工作振动时，产品要上电运行，并且产品要按照实际安装方式安装，如挂式安装；
3）测试中发现的问题改进后及时进行验证；
4）如果一个产品要做安装振动或工作振动，应该先做包装随机振动试验，再做跌落试验，最后做安装振动或工作振动；
5）特别说明，公司客户指定了测试条件时，应该按照客户指定条件进行试验。
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