Trường hợp tối ưu hóa thiết kế vỏ đạn bảo vệ đầu nối điện áp cao

1.Giới thiệu dự án:

Cấu trúc thiết kế của vỏ che chắn đầu nối điện áp cao như sau: đầu nối được cố định vào tấm lắp bằng bu lông và vỏ che chắn tạo thành một vòng che chắn với tấm lắp thông qua 6 lò xo;

2. Phân tích các trường hợp thiết kế hiện có:

Phân tích tình huống lý tưởng:

Trong điều kiện lý tưởng, cần duy trì tiếp xúc tốt giữa bề mặt đáy của đầu nối và tấm lắp để đảm bảo hiệu quả che chắn và độ ổn định cơ học. Các mảnh vỏ che chắn đóng vai trò quan trọng trong quá trình này, cung cấp lực 400 ~ 700N để đảm bảo khớp chặt giữa đầu nối và tấm lắp.

Vấn đề cài đặt thực tế:

Trong quá trình lắp đặt thực tế, lực đàn hồi do mảnh đạn che chắn cung cấp có thể quá lớn, dẫn đến không thể khớp hoàn toàn giữa vỏ đầu nối và tấm lắp, dẫn đến xuất hiện khe hở. Khe hở này có thể ảnh hưởng đến hiệu suất bịt kín của đầu nối, đặc biệt là trong môi trường cần chống thấm và chống bụi.

Tác động đến hiệu suất bịt kín:

Sự hiện diện của các khoảng trống có nghĩa là bụi, hơi ẩm, v.v. trong môi trường có thể xâm nhập vào bên trong đầu nối, ảnh hưởng đến hiệu suất và tuổi thọ của các bộ phận bên trong nó. Về lâu dài, điều này có thể dẫn đến giảm độ tin cậy của đầu nối.

Vấn đề cài đặt thứ cấp:

Nếu áp lực mạnh tác dụng lên vỏ bọc trong quá trình lắp đặt để căn chỉnh nó với tấm lắp, mảnh vỏ bảo vệ có thể bị biến dạng dẻo khi tháo đầu nối. Biến dạng này có thể làm cho độ đàn hồi của mảnh đạn yếu đi, ảnh hưởng đến hiệu suất tiếp xúc của nó sau khi lắp đặt thứ cấp.

Vấn đề điện trở che chắn:

Sự tiếp xúc kém của mảnh vỏ che chắn có thể khiến điện trở che chắn vượt quá tiêu chuẩn, điều này sẽ làm giảm hiệu suất tương thích điện từ (EMC) của đầu nối, tăng nhiễu điện từ (EMI) và ảnh hưởng đến độ ổn định và bảo mật của việc truyền dữ liệu.

Các biện pháp cải tiến:

Đánh giá lại thiết kế của mảnh đạn che chắn để đảm bảo lực đàn hồi của nó không gây ra ứng suất quá mức lên tấm lắp và vỏ bọc đồng thời đảm bảo đủ lực tiếp xúc.

Hãy cân nhắc việc sử dụng các mảnh đạn che chắn được thiết kế thích ứng để thích ứng với các điều kiện và yêu cầu lắp đặt khác nhau.

Sử dụng vật liệu mềm hơn hoặc đàn hồi hơn để chế tạo các mảnh vỏ che chắn nhằm giảm nguy cơ biến dạng dẻo.

Tối ưu hóa thiết kế có thể bao gồm việc tăng diện tích tiếp xúc giữa vỏ bọc và tấm lắp và cải thiện khả năng chịu khít để cải thiện hiệu suất bịt kín.

3. Kế hoạch tối ưu hóa

● Xem xét những thay đổi nhỏ của khuôn, chỉ thoát ra một phần vỏ bọc, như trong hình bên dưới, để tránh vùng biến dạng của lò xo;

● Mục đích là để mở rộng chiều dài hiệu dụng và diện tích biến dạng của lò xo, giảm lực bật lại, giảm biến dạng và mang lại hiệu suất tiếp xúc tốt hơn.

4. Phân tích sơ đồ tối ưu hóa

Giảm lực hồi phục:

Sơ đồ tối ưu hóa giúp giảm lực bật lại do mảnh đạn vỏ khiên cung cấp xuống khoảng 80N, thấp hơn đáng kể so với 400 ~ 700N của thiết kế hiện có. Sự thay đổi này giúp giảm ứng suất lên vỏ bọc và tấm lắp trong quá trình lắp đặt, từ đó giảm nguy cơ biến dạng hoặc hư hỏng vỏ bọc do lực đàn hồi quá mức.

Cải thiện hiệu suất cài đặt thứ cấp:

Do sự biến dạng vĩnh viễn của mảnh đạn giảm, nguy cơ hỏng tiếp xúc sau khi lắp đặt thứ cấp được cải thiện đáng kể. Điều này có nghĩa là đầu nối vẫn có thể duy trì hiệu suất cơ và điện tốt sau một lần sử dụng và tháo ra, cải thiện khả năng tái sử dụng và độ tin cậy của đầu nối.

Cải thiện hiệu suất niêm phong:

Lực bật lại giảm giúp đạt được sự vừa khít hơn giữa vỏ bọc và tấm lắp, điều này không chỉ giúp cải thiện độ ổn định cơ học mà còn giúp nâng cao hiệu suất bịt kín của đầu nối, từ đó bảo vệ mạch bên trong khỏi môi trường bên ngoài tốt hơn.

Giảm biến dạng dẻo:

Thiết kế mảnh đạn được tối ưu hóa giúp giảm biến dạng dẻo dưới áp suất mạnh, điều đó có nghĩa là mảnh đạn vẫn có thể duy trì hình dạng và chức năng thiết kế sau nhiều lần lắp đặt và tháo dỡ, giảm chi phí bảo trì và kéo dài tuổi thọ của sản phẩm.