Environmental Requirements for Electromechanical and Electrical Equipment pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Newnes

作者:Ray Tricker (MSc IEng FIET FCIM FIQA FIRSE)

出品人:

页数:416

译者:

出版时间:1999-3-2

价格:USD 240.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780750639026

丛书系列:

图书标签:

• Electromechanical Equipment
• Electrical Equipment
• Environmental Testing
• Reliability Engineering
• Harsh Environments
• Equipment Qualification
• Standards & Specifications
• Design Engineering
• Maintenance Engineering
• Corrosion Protection

《环境因素对机电设备与电气设备性能影响研究》 内容梗概 本书深入剖析了环境因素如何全方位地影响机电设备和电气设备的可靠性、性能表现以及预期寿命。全书围绕着“环境”这一核心概念展开，系统地梳理了各种常见环境因素，详细阐述了其作用机制、可能造成的损害，并在此基础上提出了相应的防护措施、设计原则和维护策略。本书旨在为工程师、技术人员、产品设计师以及设备管理者提供一套全面而实用的理论框架和实践指导，以期在复杂多变的环境条件下，最大程度地保障机电设备与电气设备的稳定运行，提升整体效能，降低故障率，并最终延长设备使用寿命，节约运营成本。 第一章：引言——环境因素的战略性考量 本章首先明确了环境因素在设备设计、选型、安装、运行和维护全生命周期中的关键性作用。强调了在技术日益精密、应用领域日益广泛的当下，忽视环境因素可能带来的灾难性后果，包括但不限于设备失效、生产中断、安全事故以及经济损失。通过引入“环境适应性设计”和“可靠性工程”等概念，为后续章节的研究奠定理论基础。本章还概述了本书的章节安排和研究方法，并呼吁业界高度重视环境因素的系统性研究与应用。 第二章：温度——无处不在的能量操控者 本章将温度作为首个重点研究的环境因素。首先，详细分析了高温和低温对机电设备与电气设备的影响。 高温效应： 探讨了高温如何加速材料老化（如塑料、橡胶、绝缘材料的硬化、脆化、龟裂），降低导体的导电性能，增加电路的电阻，导致功率损耗增加。深入研究了过高温度对电子元器件（如半导体、电容器、电阻器）的性能退化，甚至瞬时损坏的机制，例如热击穿、参数漂移、焊点疲劳等。分析了高温如何影响机械部件的润滑性能，导致摩擦增加、磨损加剧，甚至发生热膨胀变形，影响精密配合。此外，高温还会影响风扇等散热系统的效率，形成恶性循环。 低温效应： 阐述了低温对设备的影响，包括材料的脆性增加（特别是金属和塑料），可能导致断裂；润滑油的粘度急剧升高，影响运动部件的顺畅运动，增加启动扭矩；电池性能在低温下显著下降；集成电路中的元件可能因为温差产生应力而失效。同时，低温可能导致空气湿度凝结成霜或冰，对电气绝缘造成威胁，并可能冻结液压或气动系统中的流体。 温度变化（温差与瞬变）： 重点分析了温度的剧烈变化和快速波动对设备造成的损害，如热胀冷缩引起的应力集中，导致连接松动、焊点开裂、结构变形。分析了不同材料热膨胀系数的差异如何导致内部应力，加速疲劳损伤。 第三章：湿度与水分——无声无息的侵蚀者 本章聚焦湿度和水分对设备的影响。 湿度效应： 详细阐述了高湿度环境对电气设备的危害，包括降低绝缘电阻，增加漏电流，导致短路、接地故障甚至火灾。分析了湿气在金属表面形成一层水膜，加速电化学腐蚀，尤其是存在盐雾或污染物时。研究了湿度对印刷电路板（PCB）的影响，如焊盘氧化、基板吸湿膨胀变形、器件封装失效。探讨了湿度对机械部件的影响，如金属锈蚀、轴承润滑失效、橡胶件老化加速。 水分（液态水、蒸汽、凝结水）： 深入分析了直接接触液态水、高压蒸汽或设备表面凝结水的破坏力。例如，水可能直接导致电气短路，腐蚀金属部件，堵塞精密通道。蒸汽可能渗透到设备内部，导致组件受潮损坏。凝结水则是在温度变化过程中产生，其过程与前一章的温差效应结合，危害更为复杂。 防护措施： 介绍了提高设备耐湿能力的常见方法，如采用防潮涂层、密封设计、吸湿材料、烘干设备以及使用加热器预热等。 第四章：污染物——从颗粒到化学腐蚀 本章系统地研究了各类污染物对设备的影响。 颗粒物（灰尘、沙粒、纤维）： 分析了固体颗粒物如何堆积在设备表面，阻碍散热，导致过热。研究了细小颗粒物如何进入机械缝隙，增加磨损，导致卡滞。阐述了颗粒物在电气设备中引起的危害，如沉积在PCB上，降低绝缘电阻，引起短路；进入风扇和散热片，降低冷却效率。 腐蚀性气体（酸、碱、硫化物、氧化物）： 详细分析了这些气体如何与设备材料发生化学反应，导致表面腐蚀、材料强度降低、电气接触不良。例如，硫化氢会腐蚀铜触点，形成绝缘层；氯化物会加速金属氧化腐蚀。 油污与化学品： 探讨了油污和各种化学品对设备的影响，如渗透到密封件中导致其膨胀或收缩失效，溶解或软化塑料部件，影响润滑，甚至对敏感电子元件造成永久性损坏。 盐雾： 重点分析了盐雾环境对金属部件的电化学腐蚀，尤其是在沿海地区或工业环境中，其破坏力远大于普通湿度的腐蚀。 防护与净化： 提出了针对不同污染物的防护策略，包括使用过滤器、密封外壳、防腐蚀材料、定期清洁维护等。 第五章：振动与冲击——动态应力的考验 本章关注动态环境因素，即振动和冲击。 振动： 详细分析了不同频率和幅值的振动对设备的影响。研究了振动如何导致零部件松动、连接件失效、焊点疲劳断裂。阐述了振动对精密机械系统的影响，如测量精度下降、运动不稳定性。分析了共振现象可能造成的严重损坏。 冲击： 探讨了突发性冲击（如跌落、碰撞）对设备的破坏力，包括结构变形、内部元件的物理损坏、连接器的断裂。 减振与缓冲： 介绍了常用的减振和缓冲技术，如使用减振器、隔振垫、弹簧，以及合理的结构设计来分散冲击力。 第六章：电磁干扰（EMI）与射频干扰（RFI）——无形的信号干扰 本章专门探讨电磁环境对电气和电子设备的影响。 EMI/RFI 的来源： 分析了各种电磁干扰源，包括电源线、开关电源、电机、无线通信设备、雷电等。 影响机制： 详细解释了电磁干扰如何通过传导、辐射等方式耦合到设备内部，干扰敏感电路的正常工作，导致数据错误、通信中断、功能失效，甚至设备损坏。 抗干扰设计： 介绍了提高设备电磁兼容性（EMC）的措施，如屏蔽、滤波、接地、布局优化、电缆选择等。 第七章：其他环境因素——压力、辐射与生物因素 本章涵盖了除前述因素外的其他重要环境影响。 大气压力： 分析了低压（高海拔）和高压（深水）环境对设备的影响，如密封性能、散热效率、材料的物理特性。 辐射： 探讨了不同类型的辐射（如紫外线、X射线、伽马射线）对材料老化、电子元件性能退化、甚至操作人员健康的影响。 生物因素： 涉及了昆虫、霉菌、细菌等生物对设备造成的潜在危害，如堵塞散热通道、腐蚀电路板、破坏绝缘层。 环境控制与监测： 介绍了针对这些因素的防护和管理措施。 第八章：环境因素的综合影响与系统性防护 本章强调了环境因素并非孤立存在，而是相互关联、相互作用的。例如，高温环境会加速湿度引起的腐蚀；振动可能加剧因材料老化而产生的断裂风险。因此，必须采用系统性的思维来评估和应对环境挑战。本章总结了全书的研究成果，并提出了一个框架性的环境适应性设计流程，包括： 环境评估： 准确识别设备将要运行的实际环境及其潜在变化。 风险分析： 评估各种环境因素对设备的关键功能和寿命的潜在风险。 设计与选型： 在设备设计和部件选型阶段充分考虑环境适应性。 测试与验证： 在模拟环境中对设备进行严格的测试，确保其满足预期的环境性能要求。 安装与部署： 确保设备在实际运行环境中得到正确的安装和部署。 运行与维护： 建立有效的环境监测和维护计划，以应对环境变化并及时处理潜在问题。 第九章：案例研究与实践应用 本章通过一系列具体的案例研究，展示了本书所论述的理论在实际工程中的应用。这些案例将涵盖不同行业（如航空航天、汽车、工业自动化、医疗设备、消费电子）和不同复杂程度的环境挑战，通过分析真实设备在特定环境下的失效模式、故障分析过程以及所采取的解决方案，来加深读者对环境因素影响的理解，并提供可借鉴的实践经验。 第十章：结论与未来展望 本章总结了本书的核心观点，重申了环境因素在机电设备与电气设备可靠性方面的战略性意义。同时，对未来环境因素研究的趋势进行了展望，例如智能环境监测技术、新型防腐蚀和耐候性材料的开发、以及环境适应性设计在物联网和人工智能时代的深化应用等，为相关领域的研究者和实践者提供未来的发展方向。 本书结构严谨，内容翔实，通过理论分析与实践案例相结合的方式，为读者提供了一部全面而深刻的环境因素影响研究的参考。它不仅是技术人员提升设备可靠性和性能的宝贵工具，也是推动行业技术进步的重要学术贡献。

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