電子設(shè)備的隔振挑戰(zhàn)

螺旋隔振器可抑制和消散沖擊和振動(dòng)能量，最大限度地減少所有三個(gè)軸上的沖擊和振動(dòng)：壓縮、剪切和滾動(dòng)。

今天，電子設(shè)備處于大多數(shù)行業(yè)的前沿。無論是管理石油或天然氣運(yùn)營、導(dǎo)航運(yùn)輸平臺(tái)、跟蹤貨物還是任何其他類型的運(yùn)營活動(dòng)，電子設(shè)備都有助于完成工作。不幸的是，電子設(shè)備對(duì)外部條件很敏感，并不總是以最佳狀態(tài)運(yùn)行。因此，正確的設(shè)備對(duì)于使電子系統(tǒng)能夠承受振動(dòng)至關(guān)重要。

在許多情況下，電子設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造必須能夠承受惡劣的環(huán)境。例如，飛機(jī)的導(dǎo)航設(shè)備不會(huì)因空氣湍流而出現(xiàn)故障。設(shè)計(jì)工程師經(jīng)常使用隔振器來應(yīng)對(duì)環(huán)境挑戰(zhàn)。兩個(gè)經(jīng)常用于隔振和隔振的部件是彈性體支架/阻尼器和螺旋隔振器。

振動(dòng)挑戰(zhàn)

電子設(shè)備可能很脆弱，因?yàn)樗鼈儼罅烤芙M件，即使是輕微的物理沖擊或持續(xù)振動(dòng)也很容易損壞這些組件。此外，許多部件（例如數(shù)據(jù)存儲(chǔ)驅(qū)動(dòng)器）需要受控環(huán)境才能正常運(yùn)行。簡而言之，突然和持續(xù)的振動(dòng)都會(huì)對(duì)電子設(shè)備造成嚴(yán)重?fù)p壞。

根據(jù)奧本大學(xué)研究極端環(huán)境下車輛電子設(shè)備的CAVE3 的說法，幾乎所有電子設(shè)備都會(huì)在某個(gè)時(shí)候受到?jīng)_擊和振動(dòng)。即使是能夠承受一定程度沖擊的堅(jiān)固電子設(shè)備，最終也會(huì)在惡劣的環(huán)境中出現(xiàn)故障。因此，對(duì)于電子設(shè)備克服沖擊和振動(dòng)挑戰(zhàn)，需要外部阻尼。

振動(dòng)會(huì)大大降低零件的壽命和耐用性。由于過度的壓力，一些組件會(huì)在物理上變?nèi)酢?duì)于電子產(chǎn)品，這通常涉及大量更換成本。有限的產(chǎn)品壽命通常會(huì)顯著影響底線。

許多電子系統(tǒng)是關(guān)鍵任務(wù)。例如，即使在極端情況下，軍用和應(yīng)急車輛上的控制和導(dǎo)航電子設(shè)備也需要發(fā)揮作用。振動(dòng)引起的故障可能導(dǎo)致的負(fù)面結(jié)果遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過任何維修或更換成本。設(shè)備故障導(dǎo)致停機(jī)時(shí)間延長或出現(xiàn)不安全狀況，因此有效的隔振至關(guān)重要。

將隔振器與電子

設(shè)備配合使用隔振器可與各種電子設(shè)備配合使用，以有效保護(hù)其免受物理沖擊。它們可用于防止突然的沖擊脈沖以及常見的操作振動(dòng)。

運(yùn)輸、航空航天、軍事、采礦和天然氣/石油鉆井等行業(yè)已使用這些隔振器來保護(hù)敏感的關(guān)鍵設(shè)備。重工業(yè)應(yīng)用的一些例子如下：

• 工控計(jì)算機(jī)及電子系統(tǒng)

• 阻尼飛機(jī)和船上的機(jī)載計(jì)算機(jī)

• 軍令計(jì)算機(jī)

• 集裝箱運(yùn)輸中的電子設(shè)備

• 采礦/鉆井支持車輛的電子和儀器

一些可能損壞電子設(shè)備的物理沖擊類型包括爆炸性爆炸、持續(xù)的低頻振動(dòng)、動(dòng)蕩的天氣、地震、共振頻率、機(jī)械振動(dòng)以及撞擊或碰撞。使用合適的隔離器可以有效地抑制和減少所有這些形式的物理沖擊。

在理想情況下，電子設(shè)備的基本內(nèi)部組件可以單獨(dú)隔離。這有助于保護(hù)關(guān)鍵、敏感的組件免受振動(dòng)。他們用鋼絲繩隔振器對(duì)此進(jìn)行了測(cè)試，并在阻尼方面取得了顯著改善。

彈性體支架和隔離器

一種常用的阻尼沖擊和振動(dòng)的方法是使用彈性體支架。它們由橡膠或其他彈性聚合物制成，主要利用材料的特性來防止能量傳遞到設(shè)備。

彈性體支架的好處是它們的成本，因?yàn)樗鼈兿鄬?duì)便宜。然而，彈性體支架通常會(huì)隨著時(shí)間、環(huán)境暴露和使用而退化。在某些應(yīng)用中，這些安裝座在減少可能損害機(jī)器的日常振動(dòng)方面做得很好，但它們可能無法有效抵御更高強(qiáng)度的物理沖擊。根據(jù)應(yīng)用，彈性體支架可能不適合大型重型設(shè)備、極端溫度、臭氧或化學(xué)品暴露。

螺旋隔振器 螺旋隔振器

是應(yīng)對(duì)電子設(shè)備和其他機(jī)械振動(dòng)挑戰(zhàn)的最有效和最穩(wěn)健的解決方案之一。這些使用飛機(jī)質(zhì)量的不銹鋼鋼絲繩螺旋纏繞在金屬固定桿中以抑制物理沖擊。

這種形式的隔離器用作諧波振蕩器。螺旋形電纜組件可抑制和消散沖擊和振動(dòng)能量。雖然沒有隔離器可以完全消除振動(dòng)，但螺旋振動(dòng)隔離器顯著減少了從安裝表面到機(jī)械或電路的振動(dòng)傳遞。螺旋隔振器能夠最大限度地減少所有三個(gè)軸上傳遞的沖擊和振動(dòng)：壓縮、剪切和滾動(dòng)。

此外，螺旋隔振器中使用的堅(jiān)固材料使它們能夠在極端環(huán)境中有效工作。堅(jiān)固耐用的結(jié)構(gòu)和高效的設(shè)計(jì)相結(jié)合，使螺旋隔振器成為優(yōu)于彈性體隔振器的選擇。

螺旋隔振器可最大限度地減少所有三個(gè)軸上的沖擊和振動(dòng)：壓縮、剪切和滾動(dòng)。（來源：springcompany.com）

螺旋隔振器的優(yōu)點(diǎn)

盡管比彈性體的價(jià)格更昂貴，但螺旋隔振器具有幾個(gè)顯著的優(yōu)點(diǎn)。您可能想要考慮此解決方案的一些原因如下：

堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)：它們的金屬結(jié)構(gòu)使螺旋隔振器特別堅(jiān)固。它們幾乎不受惡劣環(huán)境的影響，包括高溫和沖擊。

低維護(hù)要求：它們堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為低維護(hù)要求。此外，與彈性體支架不同，材料在正常使用下不會(huì)顯著降解，因此很少需要更換。

實(shí)質(zhì)性隔離：螺旋隔振器在阻尼沖擊脈沖方面非常有效。這包括所有三個(gè)軸：壓縮、剪切和滾動(dòng)。該屬性在船舶和飛機(jī)等高度動(dòng)態(tài)的環(huán)境中尤為重要。

所有軸上的隔離：特別令人感興趣的是它們可以同時(shí)抑制所有軸上的運(yùn)動(dòng)，從而提供保護(hù)，防止所有方向的破壞性沖擊輸入。

COTS 設(shè)備：這種安排允許設(shè)計(jì)人員/工程師使用更容易獲得的現(xiàn)成組件 (COTS) 設(shè)備（即電子設(shè)備、計(jì)算機(jī)硬件、光學(xué)設(shè)備等），而不是更昂貴的專用加固電子設(shè)備。

綜合起來，這些特性使螺旋隔振器特別有效地處理電子設(shè)備的各種沖擊和振動(dòng)挑戰(zhàn)。雖然不同類型的隔離器適用于不同的情況，但這種類型通常是最敏感和任務(wù)關(guān)鍵型設(shè)備的最佳選擇。


文章來源：eeweb 愛德華·瓊斯

編輯：ymf