1, Anàlisi del mecanisme de dany de la vibració a LCD
Danys per impacte mecànic
La força inercial generada per la vibració pot provocar que el substrat de vidre LCD es separi del mòdul de retroil·luminació o que el connector FPC i les juntes de soldadura de la placa base es trenquin. Per exemple, un sistema de navegació d'un cotxe va experimentar errors intermitents de la pantalla negra a causa del mal contacte del cable LCD causat per la vibració mentre conduïa per carreteres amb accidents.
Falla per fatiga estructural
La vibració a llarg termini pot causar fatiga metàl·lica en cargols fixos, sivelles i altres components, reduint la força de precàrrega. Després de 3 anys de funcionament, un determinat equip de control industrial es va tancar a causa de la inclinació de la pantalla LCD causada per cargols solts, activant el mecanisme de protecció de seguretat.
Deteriorament del rendiment òptic
La vibració pot provocar que els components òptics, com ara plaques de guia de llum i pel·lícules brillants, es desplacin, provocant una brillantor de la pantalla o un color desigual. Un cert monitor mèdic va experimentar punts brillants locals a causa de la vibració durant el transport, que van afectar la lectura de les dades clíniques.
2, principis bàsics del disseny fix antivibració
Disseny d'acoblament flexible rígid
Introducció d'elements amortidors elàstics en estructures de suport rígides per absorbir l'energia de vibració mitjançant la deformació. Per exemple, omplir un coixinet de silicona entre la pantalla LCD i el marc metàl·lic pot reduir la taxa de transmissió de vibracions en un 60%.
Fixació de restriccions multipunt
Adopció d'un mètode de fixació compost de "cargol + sivella + adhesiu" per formar una restricció direccional tridimensional. Un cert LCD d'instruments d'aviació està fixat amb 4 cargols M2,5, 2 jocs de sivelles en forma de L-i adhesiu estructural, i ha passat una prova de vibració amb un valor G de 15.
Optimització de la distribució de la qualitat
Alineeu el centre de qualitat del component LCD amb el punt fix per reduir el parell de vibració. Un determinat sistema HUD muntat en cotxe va ajustar el gruix del mòdul de llum de fons per moure el centre de massa cap avall 12 mm, reduint l'angle de deflexió causat per la vibració en un 45%.
3, Explicació detallada de les tecnologies fixes clau
Innovació en estructures fixes mecàniques
Disseny de doble femella anti afluixament
Afegiu una rondella de molla entre el cargol i la femella per contrarestar l'afluixament de la vibració mitjançant la força de precàrrega elàstica. Una determinada pantalla de maquinària de construcció utilitza cargols d'acer inoxidable M3 combinats amb volanderes de molla DIN127B per mantenir una atenuació de la precàrrega inferior al 15% en freqüències de vibració de 20-2000 Hz.
Estructura de sivella en forma de falca
Dissenyeu una estructura que coincideix amb "solc de cua de mil+bloc de falca" i aconseguiu una fixació sense cargols mitjançant el principi d'auto-bloqueig inclinat. Un detector de mà adopta aquest esquema i la pantalla LCD no mostra cap desplaçament durant la prova de caiguda d'1,5 metres.
Suport d'instal·lació flotant
S'instal·len braços de suport elàstics entre la pantalla LCD i la carcassa del dispositiu, permetent un lleuger desplaçament per dissipar l'energia de vibració. Una determinada pantalla de trànsit ferroviari estava recolzada per quatre jocs de plaques d'acer de molla i va mostrar una funcionalitat normal durant una prova de simulació de terratrèmols de 8 magnituds.
Selecció de materials i tractament superficial
Aplicació de materials amortidors
Enganxeu 3M VHB a la superfície de contacte fixa ™ La cinta o l'escuma de silicona, amb un factor de pèrdua de 0,8 o superior, poden atenuar eficaçment les vibracions d'alta-freqüència. Un cert LCD de cardan de drone utilitza un coixinet de silicona de 0,5 mm de gruix, reduint el soroll de vibració en 20 dB.
Tractament de superfícies metàl·liques
Apliqueu el recobriment Dacromet a components com ara cargols i suports per millorar la resistència a la corrosió i augmentar el coeficient de fricció. Un determinat equip d'exploració oceànica ha ampliat el temps de manteniment de la força d'apretament del cargol d'1 any a 5 anys mitjançant aquest processament.
Reforç adhesiu estructural
Utilitzeu un adhesiu estructural de resina epoxi (com ara Loctite EA9497) per omplir els buits, amb una resistència a tall de 25MPa, que pot substituir el 30% dels punts de fixació mecànica. Una determinada pantalla d'endoscopi mèdic es va fixar amb FPC mitjançant adhesiu i va passar 100.000 proves de flexió.
Optimització del procés de muntatge
Control de la força prèvia al tensió
Utilitzeu una clau de torsió per estrènyer els cargols en una seqüència alternant diagonal, amb una tolerància de precàrrega controlada dins del ± 5%. La línia de muntatge del tauler d'instruments d'un determinat vehicle d'energia nova ha reduït la taxa de soltesa de la pantalla LCD del 8% al 0,3% mitjançant aquest procés.
Posicionament orientació comercial
Configureu un passador de posicionament cònic de Φ 2 mm a la superfície del muntatge, combinat amb un forat de guia amb un espai de 0,1 mm, per garantir una alineació precisa entre la pantalla LCD i la carcassa. Un determinat dispositiu semiconductor adopta aquest esquema, que millora l'eficiència del muntatge en un 40%.
Procés de curat per mantenir la pressió
Apliqueu una pressió de 0,5 MPa als components d'unió adhesiva estructural i mantingueu-lo durant 24 hores per curar completament la capa adhesiva. Un cert LCD de càrrega útil de satèl·lit s'ha sotmès a proves de vibració de l'entorn de buit mitjançant aquest procés.
4, Proves de validació i millora contínua
Normes d'assaig de vibracions
Prova d'escombrat sinusoïdal: apliqueu una acceleració de 5 g en el rang de freqüències de 5-500 Hz segons la norma ISO 16750-3 durant 8 hores.
Prova de vibració aleatòria: simula les condicions de treball reals i apliqueu una densitat espectral de potència de 0,04 g²/Hz dins de la banda de freqüència de 20-2000 Hz durant 2 hores.
Prova d'impacte: apliqueu una acceleració màxima de 50 g i un impacte d'ona sinusoïdal mitja d'11 ms segons el mètode MIL-STD-810G per comprovar la integritat estructural.
Anàlisi del mode de fallada
Captureu la trajectòria de desplaçament de la pantalla LCD durant el procés de vibració mitjançant càmeres{0}}d'alta velocitat i optimitzeu l'estructura fixa mitjançant l'anàlisi d'elements finits (FEA). Una determinada pantalla de maquinària de construcció va utilitzar aquest mètode per augmentar la freqüència de ressonància de 120 Hz a 350 Hz.
Prova d'acceleració de la vida
Executeu contínuament durant 1000 hores sota 3 vegades les condicions de vibració nominals per detectar característiques de fallada primerenca, com ara l'atenuació de la precàrrega del cargol i l'esquerda de l'adhesiu. Una determinada pantalla de trànsit ferroviari ha superat aquesta prova i es preveu que tingui una vida útil de 15 anys.
5, Cas de la indústria: solució fixa LCD per a un equip de mineria-de gamma alta
Un grup miner internacional ha encarregat el desenvolupament d'una pantalla de visualització de mineria a prova d'explosió-que compleixi els requisits següents:
Adaptar-se a les fluctuacions de temperatura que van des dels -30 graus fins als 60 graus
Per suportar el 8è nivell de vibració especificat a l'estàndard MT/T 818 (acceleració màxima de 50 m/s²)
Grau de protecció IP66
Solució:
Innovació estructural: adoptant una estructura composta de "marc d'aliatge d'alumini + sivella d'acer inoxidable + amortidor de silicona", l'angle de pendent de la sivella està dissenyat per ser de 15 graus, aconseguint la funció d'auto-bloqueig.
Actualització del material: els cargols estan fets d'acer inoxidable A2-70 i tenen una superfície d'aliatge de níquel galvanitzat; El coixí està fet de silicona amb una duresa Shore de 40 i una taxa de compressió inferior al 10%.
Optimització del procés: apliqueu primer l'adhesiu de bloqueig de rosca Loctite 243 durant el muntatge, després utilitzeu una clau de torsió elèctrica per estrènyer amb una força de tensió prèvia de 5 N · m i, finalment, fixeu la sivella mitjançant soldadura làser.
Verificació de la prova: després de superar la prova d'arrencada a temperatura baixa de -40 graus-, la prova de vibració de 8 nivells i la prova de caiguda d'1 metre, la pantalla LCD no té cap soltació, esquerdes o pantalla anormal.
Aquest pla permet que l'equip funcioni contínuament durant 2 anys sense cap mal funcionament a la zona minera australiana, reduint els costos de manteniment en un 75% en comparació amb el pla original.
