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产品制造中的防水外壳设计

尽管水是生命,但制造商讨厌将某些产品(尤其是电子产品)周围的水带走。许多产品的直接环境要求产品具有坚固性和防水能力。因此,您会发现制造商在其制造过程中使用了防水外壳设计。

发表于2021-05-24 08:07:26,通过 cyanbat发布 | 点击数:0


防水外壳设计附带许多知识。作为该行业的外行或初学者,您应该了解评估系统,如何制作防水外壳以及必要的材料。因此,本文将介绍前面提到的因素。您应该继续阅读以熟悉评级系统的工作原理,防水盖密封设计以及如何制作水密密封。

防水等级如何划分?

评级系统是一个术语,可以根据其坚固性来鉴定许多电子产品。与这种材料有关,理想的是根据其防水能力对它们进行划分。如果没有评级系统,则使用耐用性和防水性能是一个简单的营销术语。例如,不可能知道产品在浸入水中能承受的程度。但是,使用评级系统,您可以了解此类属性的范围。我们将讨论的两种流行的评级系统是IP和NEMA评级系统。

IP评级系统

使用电子产品的人会熟悉IP评级系统。很有可能在他们的设备上看到带有IPxx的铭文。此铭文是制造商用来判断电子产品水封设计是否有效及其有效性程度的标志。

IP等级代表Ingress Protection(IP)等级,在上面的示例中,它具有两个字母“ IP”和两个数字,例如IP67。第一个数字表示可以抵御灰尘和污垢等物理物体。第二个数字表示针对液体环境的防护。

 

IP等级越高,密封设计越好。例如,与具有IP67防护等级的相同产品相比,具有IP32防护等级的产品的防护性较低。

NEMA评分系统

NEMA是美国国家电气制造商协会(National Electrical Manufacturer Association)的首字母缩写,其评级系统还显示了产品的保护程度。与IP评级系统不同,NEMA评级系统主要用于工业产品。IP评级系统估计产品对水和诸如水和灰尘等物理参数的保护。但是,NEMA评级系统在处理暴露于冰,腐蚀剂,油等参数时会走得更远。

在使用NEMA评分系统之前,您应该了解以下内容:

  • 产品是室内还是室外
  • 元素暴露
  • 如果用软管将其压扁
  • 是否有机会接触到腐蚀性介质,机油和冷却液

NEMA评级系统可以在室内和室外使用。对于室内使用,我们的等级为1-13,表明对灰尘和电击的防护等级有所提高,即,防护等级越高,防护效果越好。对于室外使用,我们有NEMA 3、3R和3S。NEMA 4用于在高压水等条件下使用的产品。

防水外壳密封设计

使用水封设计需要了解完成工作的各种方式。您可以通过以下几种方法来制作防水密封。

O型圈

O形圈在水封设计和维修中都很重要。它们非常受欢迎,表明它们已被广泛使用。它们具有一种形状,但大小不同。O形圈有两个数字,分别表示其内径和外径。O形圈易于安装,分为两种类型:静态O形圈和动态O形圈。

·         静态O形圈

如果您的水封设计是用于圆形产品,则使用静态O形圈是理想的选择。静态O形圈是一种密封件,配合的压盖部件不会彼此相对移动。因此,在密封表面上没有运动。

·         动态

动态O形圈与静态类型不同,它们的配合压盖部分会移动。因此,该材料需要更多的润滑。该材料还必须比用于制造静态O形圈的材料坚硬。

  • 静态和动态O形圈之间的主要区别

了解静态或动态密封环的用法会附带它们的区别。以下是可以帮助您在使用两个密封件时制作防水密封件的主要区别。

  • 由于动态O形圈会不断移动,因此制造中使用的材料必须更坚硬。
  • 动态O形密封圈必须具有不具有研磨性能的表面光洁度。如果它们具有磨蚀性表面,则可能导致磨损的发展。但是,这在静态O形圈中是无关紧要的,因为它不会移动。
  • 动态O形环比静态O形环需要更多的维护。
  • 即使两个密封件需要润滑,动态O形圈也应更润滑。

垫片

用作密封剂的垫圈是用于将机械接头固定在一起的胶水,糊剂或喷剂。它可以与其他类型的密封剂一起使用,也可以不一起使用,并且可以在有或没有其他密封剂的情况下减少部件摩擦在一起时机械损坏的可能性。

垫圈是涉及多个腔体的复杂面对面密封的理想选择。这是他们比O形圈更擅长的领域。但是,必须考虑诸如压缩,厚度和要配合使用的接头的公差之类的因素。通常,垫圈是定制的。因此,您不必担心常数计算。

按钮

按钮用于方向键,触发器,面板开关,对于那些担心接口的人来说,它们是理想的密封剂。它们也便宜又容易。

根据它们的用途,按钮可以由不同的材料制成。例如,对于低压防水按钮设计,使用模制橡胶按钮作为密封剂。但是,对于耐用的防水按钮设计,该按钮可以由较硬的材料制成。

防水按钮设计很多,通常与动态O形圈配合使用。但是,最好谨慎使用它们,因为许多密封都会导致密封失效。

材料选择

了解和选择正确的材料需要了解在选择正确的材料之前应考虑的必要因素。这将分为两个部分。一个将与有助于选择的因素有关,而另一个将与您可以使用的常用材料有关。

材料选择要考虑的因素

  • 发展阶段

开发阶段决定了您所使用的材料。例如,在原型开发阶段,使用廉价的低级材料来获得合适的贴合度,功能和美观度。因此,您不必担心水封的有效性,并且可以轻松了解错误。完成后,您可以使用原始材料。

  • 使用和设计指南

您在制造产品时使用的设计指南决定了您选择的材料类型。例如,高压产品外壳设计需要CNC加工以控制表面质量。

  • 耐用性与环境

耐用性与使用该材料的环境有关。对于要求高耐用性的环境,应使用金属防水外壳材料。材料的选择还取决于材料将在室外还是室内使用。

防水外壳常用材料

基于上述因素,产品外壳设计中使用的两种主要材料是塑料和金属。

塑胶制品

塑料作为外壳材料的用途更广泛,因为它们的要求不高。它们还耐腐蚀,可用于可能存在金属材料问题的地方。但是,与金属外壳相比,它们不是很坚固。

金属制品

常见的金属防水外壳材料是钢,铝和不锈钢。

当钢材不易腐蚀时,可使用钢材。在极有可能发生腐蚀的条件下,钢不是理想的,因为当表面受损时,钢变得更容易受到腐蚀。钢铁也坚固耐用。因此,它是制造耐刮擦或污染表面性能的外壳的理想选择。

对于那些在盐水中寻求稳定性的人来说,铝是更好的外壳。它耐腐蚀,具有更好的物理特性。例如,它具有重量轻。但是,由于它容易与强碱发生反应,因此对于含强碱的环境而言并不理想。

  • 不锈钢

对于在钢中遇到的相同情况,不锈钢是理想的选择。但是,它更适合于腐蚀可能性很高的环境,例如盐水。它们是最耐用的防水外壳,这很明显,因为它们可以比其他材料耐用。

尖端

水封设计尽管是一个高性能的过程,但其简单性却是其黄金法则。这是非常重要的,特别是在您不熟悉密封的情况下。以下是可以帮助您简化设计的一些技巧:

完全密封东西是不好的

尽管您可能希望完全密封产品,但您应该知道这是一个坏主意。产品的完全密封消除了空气进入和排出的方式。因此,由于空气压力的变化,产品很容易鼓起。

利用圆形

圈子是您可以使用的最简单的开口。原因是可以使用许多防水外壳。这些外壳易于使用,流行且便宜。例如,您可以使用标准的O形圈和坚固的径向型密封件来获得均匀的密封力。

尽可能避免复杂的密封

除非有必要,否则应避免使用复杂的密封件。最好确保需要密封的组件不超过三个。原因是需要密封的零件数量越多,实现均匀密封的难度就越大。

垫片需要支持

如果使用独立垫圈,则需要全方位支撑。如果不这样做,则由于垫圈从收缩区域中拉出而喷出,可能会导致密封失效。


作者:@青蝠科技   信息来源:@青蝠科技