平衡力式继电器机械噪音失效分析

平衡力式继电器机械噪音失效分析

杨小波

贵州航天电器股份有限公司 贵州 贵阳 550009

【摘 要】机械噪音失效是平衡力式继电器筛选失效的主要失效模式，机械噪音失效剔除严重影响平衡力式产品的合格率，是平衡力产品生产的瓶颈问题。作者总结分析近两年的平衡力式继电器机械噪音失效案例，对机械噪音失效问题进行深入分析，并提出有效改进措施，从而实现该产品合格率的提升。

【关键词】平衡力式继电器 机械噪音 失效分析 改进措施

1 引言

1.1 机械噪音的定义

在PIND筛选时，除继电器的固有噪声外，若出现检测出现下图1噪声脉冲，波形被掩盖了50%以上的示波器波形，则认定为机械噪音失效，继电器被判定为不合格。

图1 机械噪音失效波形

2 现状及原因分析

2.1 现状

统计平衡力式1.5立方英寸系列继电器筛选失效比例，见图2所示，PIND机械噪音筛选剔除占比高达51.16%，投入产出率仅为65%，同时用户使用过程中由于多余物而产生的外部质量事故也居高不下。影响产品机械噪音的因素众多，包括了从零件配合、产品组装的过程控制以及检测等多方面的影响因素。例如产品设计中绝缘垫片与罩壳的配合、产品装配过程中的引线位置摆放和产品的PIND检测漏判等。

图2 筛选剔除率占比图

2.2 原因分析

2.2.1 失效因果分析

针对平衡力式1.5立方英寸系列继电器内部产生机械噪音的因果，采用头脑风暴法从人、机、料、法、环、测方面分析，制定以下鱼骨图3。

图3机械噪音失效分析鱼骨图

通过对上述机械噪音失效的末端原因进行验证和分析，得出影响机械噪音失效的主要原因是线圈引线未固定要求和绝缘垫片与罩壳碰撞两个要因。

一、线圈引线未固定：将机械噪音失效的产品拆壳后，剪去线圈引线，重新封壳后进行测试，40%的产品PIND测试合格，说明机械噪音失效的产品中部分是由于线圈引线未固定，PIND测试时线圈引线与罩壳碰撞导致。

二、绝缘垫片与罩壳碰撞：将机械噪音失效的产品拆壳后，取消绝缘垫片，重新封壳后进行测试，22%的产品PIND测试合格，说明机械噪音失效的产品中部分是由于PIND测试时绝缘垫片与罩壳碰撞导致。

3 改进措施及效果

根据上述原因分析和定位，可以从线圈引线增加套套管和绝缘垫片预折弯两个方面解决机械噪音失效问题。

3.1 线圈引线增加套管

轭铁的宽度设计尺寸为34.4 mm，支架的厚度设计尺寸为0.7mm，绝缘垫片厚度设计尺寸为0.25mm，产品总装后整个电磁机构的宽度尺寸=（34.4+0.7×2+0.25×4）mm=36.8mm，由于支架内凹尺寸为1mm，线圈引线沿支架内凹槽放置，线圈引线直径为0.24mm，罩壳的宽度尺寸为36.8mm，实际线圈引线与罩壳之间的间隙为36.8-（36.8-1×2+0.24×2）mm=1.52mm，因此PIND冲击测试过程中，导致线圈引线在罩壳内部晃动，与罩壳或电磁机构支架碰撞，产品机械噪音失效波形。为解决线圈引线晃动问题，将线圈引线上穿套管（套管内径为0.24mm，外径为1.2mm），使产品压罩后，罩壳内部挤压套管，从而固定线圈引线不在罩壳内部晃动，此时线圈引线与罩壳的过盈量为36.8-（36.8-1×2+1.2×2）mm=-0.4mm。

图4线圈引线加套管示意图

3.2 绝缘垫片与折弯

经分析，部分产品在压罩后，绝缘垫片中部拱起，见附图5；在PIND测试过程中与罩壳碰撞产生机械噪音。

图5绝缘垫片拱起与罩壳碰撞图示

针对绝缘垫片中部拱起进行改善，零件在加工时，由平整片更改为折弯片，见图6所示，同时在产品压罩时，拉紧绝缘垫片再进行压罩，可彻底避免因绝缘垫片中部拱起引起的机械噪音失效。

图6绝缘垫片改善前后对比图

通过线圈引线加套管和绝缘垫片预折弯改进后，在保证其他参数不变的情况下，改进后共生产12个批次并统计了产品合格率，机械噪音失效占比由51.56%降低至6.16%，产品总体合格率达到77.76%，与改善之前相比较合格率得到了显著提升。

4 结论

本文通过对平衡力式1.5立方英寸系列继电器机械噪音失效的原因进行分析，确定线圈引线晃动和绝缘垫片中部拱起是机械噪音失效的主要因素，针对此问题进行分析并提出线圈引线加套管和绝缘垫片预折弯的改进措施，通过验证改进后不仅该系列产品的合格率得到了显著提升，而且质量可靠性也得到了提升，希望本文可为其他类似结构的继电器提供借鉴。

参 考 文 献

[1] 《小型密封电磁继电器》 罗衣金箸，王蓉芳译.1980.人民邮电出版社

[2] 《继电器制造.工艺.使用》.郑天丕.1996. 电子工业出版社

[3] 《继电器及其应用》.上海无线电八厂编.1978. 上海科学技术出版社

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