1, Titreşimin LCD'ye Zarar Mekanizmasının Analizi
Mekanik darbe hasarı
Titreşimin oluşturduğu eylemsizlik kuvveti, LCD cam alt katmanının arka ışık modülünden ayrılmasına veya FPC konnektörü ile anakart lehim bağlantılarının kırılmasına neden olabilir. Örneğin, bir arabanın navigasyon sisteminde, engebeli yollarda sürüş sırasında titreşimin neden olduğu LCD kablosunun zayıf teması nedeniyle aralıklı siyah ekran arızaları yaşandı.
Yapısal yorulma hatası
Uzun süreli titreşim, sabit vidalarda, tokalarda ve diğer bileşenlerde metal yorgunluğuna neden olarak ön yük kuvvetini azaltabilir. 3 yıllık çalışmanın ardından, gevşek vidaların neden olduğu LCD'nin eğilmesi ve güvenlik koruma mekanizmasının tetiklenmesi nedeniyle belirli bir endüstriyel kontrol ekipmanı kapatıldı.
Optik performansın bozulması
Titreşim, ışık kılavuzu plakaları ve parlaklaştırıcı filmler gibi optik bileşenlerin kaymasına neden olarak eşit olmayan ekran parlaklığına veya renk gölgesine neden olabilir. Belirli bir tıbbi monitörde, taşıma sırasındaki titreşim nedeniyle klinik verilerin okunmasını etkileyen yerel parlak noktalar görüldü.
2, Titreşim önleyici sabit tasarımın temel prensipleri
Sert esnek kaplin tasarımı
Titreşim enerjisini deformasyon yoluyla absorbe etmek için sert destek yapılarına elastik tamponlama elemanlarının eklenmesi. Örneğin LCD ile metal çerçeve arasına silikon ped doldurulması titreşim iletim oranını %60 oranında azaltabilir.
Çok noktalı kısıtlama sabitlemesi
Üç-boyutlu bir yön kısıtlaması oluşturmak için "vida+toka+yapıştırıcı" kompozit sabitleme yönteminin benimsenmesi. Belirli bir havacılık enstrümanı LCD'si, 4 adet M2,5 vida, 2 takım L-şekilli toka ve yapısal yapıştırıcı ile sabitlenmiştir ve G değeri 15 olan bir titreşim testinden geçmiştir.
Kalite dağıtım optimizasyonu
Titreşim torkunu azaltmak için LCD bileşeninin kalite merkezini sabit noktayla hizalayın. Araca monte edilen belirli bir HUD sistemi, kütle merkezini 12 mm aşağı hareket ettirecek şekilde arka ışık modülünün kalınlığını ayarlayarak titreşimin neden olduğu sapma açısını %45 oranında azalttı.
3, Temel sabit teknolojilerin ayrıntılı açıklaması
Mekanik sabit yapılarda yenilik
Çift somunlu gevşeme önleyici tasarım
Elastik ön yük kuvvetini kullanarak titreşim gevşemesini önlemek için vida ve somun arasına bir yaylı rondela ekleyin. Belirli bir inşaat makinesi ekranı, 20-2000Hz titreşim frekanslarında %15'ten daha az bir ön yük zayıflamasını korumak için DIN127B yaylı rondelalarla birleştirilmiş M3 paslanmaz çelik vidalar kullanır.
Kama şeklindeki toka yapısı
Bir "kırlangıç kuyruğu+kama bloğu" eşleştirme yapısı tasarlayın ve eğimli kendi kendine kilitleme ilkesi sayesinde vidasız sabitleme elde edin-. Elde taşınır bir dedektör bu şemayı benimser ve LCD, 1,5 metreden düşme testi sırasında herhangi bir yer değiştirme göstermez.
Yüzer kurulum braketi
LCD ile cihaz kasası arasına elastik destek kolları yerleştirilmiştir ve titreşim enerjisini dağıtmak için hafif yer değiştirmeye izin verilir. Belirli bir demiryolu ulaşım ekranı dört set yaylı çelik plaka ile desteklendi ve 8 büyüklüğündeki deprem simülasyon testi sırasında normal işlevsellik gösterdi.
Malzeme seçimi ve yüzey işleme
Sönümleme malzemelerinin uygulanması
3M VHB'yi sabit temas yüzeyine yapıştırın ™ Bant veya silikon köpük, kayıp faktörü 0,8 veya daha yüksek olan, yüksek-frekanslı titreşimleri etkili bir şekilde azaltabilir. Belirli bir drone gimbal LCD'si, titreşim gürültüsünü 20dB kadar azaltan 0,5 mm kalınlığında bir silikon ped kullanır.
Metal yüzey işlemi
Korozyon direncini arttırmak ve sürtünme katsayısını arttırmak için vida ve braket gibi bileşenlere Dacromet kaplama uygulayın. Belirli bir okyanus arama ekipmanı, bu işlem sayesinde vida ön sıkma kuvvetinin bakım süresini 1 yıldan 5 yıla çıkarmıştır.
Yapısal yapıştırıcı takviyesi
Boşlukları doldurmak için mekanik sabitleme noktalarının %30'unun yerini alabilecek 25MPa kesme mukavemetine sahip epoksi reçine yapısal yapıştırıcı (Loctite EA9497 gibi) kullanın. Belirli bir tıbbi endoskop ekranı FPC ile yapıştırıcı ile sabitlendi ve 100000 bükülme testinden geçti.
Montaj süreci optimizasyonu
Ön sıkma kuvveti kontrolü
Vidaları çapraz olarak değişen bir sırayla sıkmak için bir tork anahtarı kullanın ve ön yük toleransı ± %5 dahilinde kontrol edilir. Yeni enerji kullanan bir aracın gösterge paneli montaj hattı bu işlem sayesinde LCD gevşeklik oranını %8'den %0,3'e düşürmüştür.
Satış odaklı konumlandırma
LCD ile mahfaza arasında hassas hizalama sağlamak için montaj yüzeyine 0,1 mm boşluklu bir kılavuz deliğiyle eşleşen Φ 2 mm'lik konik bir konumlandırma pimi yerleştirin. Belirli bir yarı iletken cihaz, montaj verimliliğini %40 oranında artıran bu şemayı benimser.
Basınç tutma kürleme işlemi
Yapısal yapışkan bağlama bileşenlerine 0,5 MPa'lık bir basınç uygulayın ve yapışkan tabakanın tamamen kürlenmesi için bunu 24 saat boyunca muhafaza edin. Belirli bir uydu faydalı yük LCD'si, bu işlem yoluyla vakum ortamı titreşim testinden geçirilmiştir.
4, Test doğrulama ve sürekli iyileştirme
Titreşim test standartları
Sinüzoidal tarama testi: 8 saat boyunca ISO 16750-3 standardına göre 5-500Hz frekans aralığında 5g ivme uygulayın.
Rastgele titreşim testi: Gerçek çalışma koşullarını simüle edin ve 2 saat boyunca 20-2000 Hz frekans bandında 0,04 g ²/Hz güç spektral yoğunluğunu uygulayın.
Darbe testi: Yapısal bütünlüğü kontrol etmek için MIL-STD-810G yöntemine göre 50 g tepe ivmesi ve 11 ms yarım sinüs dalgası darbesi uygulayın.
Arıza Modu Analizi
Titreşim süreci sırasında LCD'nin yer değiştirme yörüngesini yüksek-hızlı kameralar aracılığıyla yakalayın ve sabit yapıyı sonlu elemanlar analizi (FEA) aracılığıyla optimize edin. Belirli bir inşaat makinesi ekranı, rezonans frekansını 120Hz'den 350Hz'e çıkarmak için bu yöntemi kullandı.
Yaşam Hızlandırma Testi
Vida ön yükleme zayıflaması ve yapışkan çatlaması gibi erken arıza özelliklerini tespit etmek için nominal titreşim koşullarının 3 katı altında 1000 saat boyunca sürekli olarak çalıştırın. Belirli bir demiryolu ulaşım ekranı bu testi geçmiştir ve 15 yıllık bir hizmet ömrüne sahip olduğu tahmin edilmektedir.
5, Sektör örneği: Üst düzey-madencilik ekipmanı için sabit LCD çözümü
Uluslararası bir madencilik grubu, aşağıdaki gereksinimleri karşılayan, patlamaya- dayanıklı bir madencilik ekranının geliştirilmesini görevlendirdi:
-30 dereceden 60 dereceye kadar sıcaklık dalgalanmalarına uyum sağlayın
MT/T 818 standardında belirtilen 8. seviye titreşime dayanacak (50m/s² tepe ivme)
IP66 koruma seviyesi
Çözüm:
Yapısal yenilik: "Alüminyum alaşımlı çerçeve+paslanmaz çelik toka+silikon tampon" kompozit yapısını benimseyen toka eğim açısı 15 derece olacak şekilde tasarlanmıştır ve kendi kendini-kilitleme işlevine ulaşır.
Malzeme yükseltmesi: Vidalar A2-70 paslanmaz çelikten yapılmıştır ve galvanizli nikel alaşımlı yüzeye sahiptir; Yastık, Shore sertliği 40 ve sıkıştırma ayarlanma oranı %10'dan az olan silikondan yapılmıştır.
Proses optimizasyonu: Montaj sırasında ilk önce Loctite 243 diş kilitleme yapıştırıcısını uygulayın, ardından elektrikli bir tork anahtarı kullanarak 5N · m'lik bir ön sıkma kuvvetiyle sıkın ve son olarak tokayı lazer kaynakla sabitleyin.
Test doğrulaması: -40 derece düşük-sıcaklık başlatma testini, 8 seviyeli titreşim testini ve 1 metreden düşme testini geçtikten sonra LCD'de herhangi bir gevşeklik, çatlak veya anormal görüntü görülmez.
Bu plan, Avustralya maden sahasında ekipmanın 2 yıl boyunca herhangi bir arıza olmadan sürekli olarak çalışmasını sağlayarak bakım maliyetlerini orijinal plana göre %75 oranında azaltıyor.
