21J28ZWX031Z直流無(wú)刷電機(jī)六性報(bào)告

1、編 號(hào) 密 級(jí) 內(nèi)部階段標(biāo)記 z檔 號(hào)保管期限 長(zhǎng)期名 稱j28zwx031-z直流無(wú)刷電機(jī) “六性”報(bào)告單位技術(shù)部編寫 校對(duì)審核會(huì)簽標(biāo)審批準(zhǔn)河南華中星名 稱名 稱內(nèi)容提要： 本文對(duì)j28zwx031-z直流無(wú)刷電機(jī)的“六性”進(jìn)行分析。主題詞無(wú)刷電機(jī)、六性更改欄更改單號(hào)更改日期更改人更改辦法1 產(chǎn)品概述j28zwx031-z直流無(wú)刷電機(jī)（以下簡(jiǎn)稱電機(jī)）是中國(guó)兵器工業(yè)導(dǎo)航與控制技術(shù)研究所根據(jù)xxxx制導(dǎo)彈藥武器系統(tǒng)的需求提出的，用于制導(dǎo)彈藥飛行姿態(tài)控制系統(tǒng)動(dòng)力供給。本項(xiàng)目具有體積小、重量輕、高可靠性和高動(dòng)態(tài)響應(yīng)的要求。2 引用文件gjb1181-1999 軍用裝備包裝、裝卸、貯存和運(yùn)輸通用大綱g

2、jb1371-1992 裝備保障性分析gjb3872-1999 裝備綜合保障通用要求gjb450a-2004 裝備可靠性工作通用要求gjb368b-2009 裝備維修性工作通用要求gjb2547-1995 裝備測(cè)試性大綱gjb900-90 系統(tǒng)安全性通用大綱gjb451a-2005 可靠性、維修性、保障性術(shù)語(yǔ)gjb899a-2009 可靠性鑒定和驗(yàn)收試驗(yàn)gjb/z1391-2006 故障模式、影響及危害性分析指南gjb4293-2001 裝備環(huán)境工程通用要求3 “六性”分析設(shè)計(jì)3.1 保障性3.1.1 根本制度、規(guī)范上保障從設(shè)計(jì)入手，公司的每一個(gè)員工必須充分重視產(chǎn)品研制、外協(xié)生產(chǎn)的保障條件的建

3、設(shè)和管理，同時(shí)根據(jù)公司的質(zhì)量方針和目標(biāo)，創(chuàng)造并保持使員工能充分參與實(shí)現(xiàn)公司質(zhì)量目標(biāo)的內(nèi)部環(huán)境；質(zhì)量管理部門應(yīng)有明確的職責(zé)、權(quán)限及獎(jiǎng)懲制度，按行政系統(tǒng)和技術(shù)系統(tǒng)把質(zhì)量與可靠性管理的職責(zé)逐級(jí)落實(shí)到各職能部門和相關(guān)個(gè)人，并在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，對(duì)生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品質(zhì)量實(shí)施全面有效的控制。3.1.2 設(shè)計(jì)上保障1）盡可能采用成熟的技術(shù)和簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)；2）實(shí)行通用化、系列化、組合化；3）采用盡可能減少故障的技術(shù)；4）采用方便維修的措施；5）采用片內(nèi)自動(dòng)測(cè)試和隔離故障功能設(shè)計(jì)；6）設(shè)計(jì)上考慮盡可能降低對(duì)使用和維修人員及技術(shù)等級(jí)要求；7）設(shè)計(jì)上保證正常使用時(shí)，方便、快捷地獲得所需能源及其它配套設(shè)施；8）設(shè)計(jì)上保證可以方

4、便快捷的獲得正常使用時(shí)和維修時(shí)所需的檢測(cè)設(shè)備和技術(shù)資料等；9）設(shè)計(jì)上充分考慮未來使用環(huán)境，及在包裝、貯存、運(yùn)輸?shù)冗^程中可能遇到的接口問題。3.1.3 資源上保障1）人員配備j28zwx031-z直流無(wú)刷電機(jī)項(xiàng)目前期投入設(shè)計(jì)人員共4人,在當(dāng)前人力資源配備下，可以完成該項(xiàng)目的設(shè)計(jì)開發(fā)。2）計(jì)算機(jī)軟硬件需求項(xiàng)目組4人需4臺(tái)計(jì)算機(jī)，服務(wù)器一臺(tái)，多人共同在服務(wù)器上進(jìn)行仿真以及繪圖，目前公司資源滿足要求。3）技術(shù)儲(chǔ)備無(wú)刷電機(jī)的設(shè)計(jì)技術(shù)在公司屬于成熟技術(shù)，設(shè)計(jì)當(dāng)中按照公司無(wú)刷電機(jī)的設(shè)計(jì)方法和步驟進(jìn)行，這些方法和步驟經(jīng)前期的試驗(yàn)驗(yàn)證，方法有效、步驟得當(dāng)。4）包裝、裝卸、貯存、運(yùn)輸所需的方法和資源完整可靠。3.

5、1.4、批量供貨保障措施：批生產(chǎn)過程中質(zhì)量與可靠性控制應(yīng)在分析工藝因素與產(chǎn)品失效模式、失效機(jī)理相關(guān)性的基礎(chǔ)上，確定影響產(chǎn)品質(zhì)量與可靠性的關(guān)鍵工序及其工藝參數(shù)控制規(guī)范，采用統(tǒng)計(jì)過程控制（spc）ppm 管理和工藝檢測(cè)圖形（pcm）等有效的過程方法和技術(shù)，建立關(guān)鍵工藝過程控制系統(tǒng)，同時(shí)建立完善的質(zhì)量信息反饋系統(tǒng)及失效報(bào)告、分析和糾正措施系統(tǒng)，以確保產(chǎn)品質(zhì)量一致性與成品率、可靠性穩(wěn)步提高。3.2 可靠性分析3.2.1 可靠性指標(biāo)：產(chǎn)品的技術(shù)協(xié)議和設(shè)計(jì)任務(wù)書未對(duì)可靠性指標(biāo)進(jìn)行明確論述，設(shè)計(jì)當(dāng)中對(duì)可靠性指標(biāo)按照行業(yè)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行考慮。3.2.2 可靠性設(shè)計(jì)3.2.2.1 電路可靠性設(shè)計(jì)電路可靠性設(shè)計(jì)是在完

6、成功能設(shè)計(jì)的同時(shí)，著重考慮產(chǎn)品對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性和功能的穩(wěn)定性。產(chǎn)品的可靠性設(shè)計(jì)是根據(jù)產(chǎn)品中電路可能存在的主要失效模式，盡可能在線路設(shè)計(jì)階段對(duì)原功能設(shè)計(jì)的電路網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行修改、補(bǔ)充、完善，以提高其可靠性。如產(chǎn)品中使用的元器件的使用進(jìn)行降額設(shè)計(jì)，在技術(shù)說明書中明確產(chǎn)品電路部分的電壓使用范圍，以及電路能夠承受的最大電流應(yīng)力，并且設(shè)計(jì)當(dāng)中對(duì)這些指標(biāo)都按照相關(guān)規(guī)范進(jìn)行降額設(shè)計(jì)的應(yīng)用，最大限度的提高電路的應(yīng)用可靠性。3.2.2.2 電磁兼容可靠性設(shè)計(jì)產(chǎn)品的電磁兼容的設(shè)計(jì)也影響產(chǎn)品的可靠使用及可靠性，產(chǎn)品電磁兼容問題必須同時(shí)具備三個(gè)條件：干擾源、敏感源、和耦合路徑，這三個(gè)條件也稱為電磁干擾三要素。改善系統(tǒng)的電磁兼

7、容性能也主要從上述三個(gè)方面采取措施，電磁兼容是一個(gè)非常復(fù)雜的問題，必須在設(shè)計(jì)階段就進(jìn)行充分的分析考慮。環(huán)境復(fù)雜，為了保證系統(tǒng)工作，考慮到產(chǎn)品的功能、作用，主要從以下幾方面開展設(shè)計(jì)：（1）采用屏蔽設(shè)計(jì)。屏蔽是通過金屬制成的殼、盒、板等屏蔽體，將電磁波局限于某一區(qū)域內(nèi)的一種方法。工程中，實(shí)際的輻射干擾源大致分為兩類：非閉合載流導(dǎo)線輻射源和閉合載流導(dǎo)線輻射源。由于電偶極子和磁偶極子是上述兩類源的基本形式，實(shí)際的輻射源在空間某點(diǎn)產(chǎn)生的場(chǎng)，均可由若干基本源的疊加而成；（2）對(duì)電源線、電機(jī)繞組線、信號(hào)線和控制線等易輻射電磁繞和易對(duì)電磁干擾敏感的電線或電纜采取雙絞等措施；（3）濾波設(shè)計(jì)。減小帶寬，即在電源輸

8、入端加濾波，集成芯片加濾波，接去耦電容；（4）印制板設(shè)計(jì)遵循基爾霍夫定律，即時(shí)域信號(hào)由源端到負(fù)載的傳輸都必須構(gòu)成一個(gè)回路，頻域信號(hào)由源端到負(fù)載都必須有一個(gè)最低阻抗；（5）正確布置電源線，以保證電源的完整性；（6）去耦電容的走線盡量短；（7）在印制板布線時(shí)高速信號(hào)線短，信號(hào)線和信號(hào)回路線所形成的面積最小，為了避免信號(hào)之間的相互串?dāng)_，兩條信號(hào)線盡量不平行布線，采取垂直交叉的方式；（8）為了減小數(shù)字信號(hào)對(duì)模擬信號(hào)的干擾，需遵循：盡可能減小電流環(huán)路的面積；數(shù)字地和模擬地采取單點(diǎn)連接方式；數(shù)模電源層不能重疊，否則產(chǎn)生容性耦合，破壞兩者隔離效果；（9）印制板在布置時(shí)進(jìn)行分區(qū)設(shè)計(jì)，即模擬區(qū)，數(shù)字區(qū)，走線時(shí)模

9、擬信號(hào)走模擬區(qū)，數(shù)字信號(hào)走數(shù)字區(qū)；（10）布線時(shí)盡量減少過孔。3.2.3 編制可靠性大綱為保證產(chǎn)品設(shè)計(jì)可靠性設(shè)計(jì)，在研制周期初期，依據(jù)gjb450a-2004、xxxx 項(xiàng)目協(xié)議等文件相關(guān)要求，編制了研制階段具體的可靠性工作項(xiàng)目，并建立了可靠性工作的組織管理機(jī)構(gòu)，大綱和規(guī)范是可靠性設(shè)計(jì)工作的依據(jù)。3.2.4 可靠性分析和預(yù)計(jì)根據(jù)gjb299c-2006的要求,在產(chǎn)品的研制初期對(duì)產(chǎn)品的可靠性指標(biāo)進(jìn)行預(yù)計(jì)。采用電子元器件的計(jì)數(shù)法對(duì)產(chǎn)品的可靠性指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算。按照gjb299c-2006的規(guī)定的方法，旋轉(zhuǎn)電機(jī)的工作失效率模型為：p=beq式中：p工作失效率，10-6/h； b基本失效率，10-6/h；

10、e環(huán)境系數(shù)；q質(zhì)量系數(shù)。按照gjb299c-2006的規(guī)定，產(chǎn)品種類為普通電動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)速范圍為中速，其基本失效率為2.610-6/h，環(huán)境系數(shù)取按照“劇烈地面移動(dòng)”gm2選取，e為10，質(zhì)量系數(shù)按照b1選取，q為0.8，直流無(wú)刷電動(dòng)機(jī)的可靠性預(yù)計(jì)指標(biāo)為：p=2.610-6100.8=2.0810-5/h按照任務(wù)時(shí)間為40min計(jì)算，約為0.67h，所以電機(jī)的可靠性指標(biāo)為：r(t)=e-t=0.999960643.3 測(cè)試性產(chǎn)品的測(cè)試性指的是產(chǎn)品的技術(shù)協(xié)議和設(shè)計(jì)任務(wù)書中的技術(shù)指標(biāo)的測(cè)試和驗(yàn)證，根據(jù)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)任務(wù)書，產(chǎn)品的測(cè)試項(xiàng)目包括：外形及安裝尺寸、重量、引出線和接線端、空載轉(zhuǎn)速和空載電流、額定數(shù)

11、據(jù)、絕緣電阻、絕緣介電強(qiáng)度、定子電阻、機(jī)電時(shí)間常數(shù)等項(xiàng)目和指標(biāo)。所有指標(biāo)中，額定數(shù)據(jù)項(xiàng)目中的效率指標(biāo)通過計(jì)算得到，機(jī)電時(shí)間常數(shù)項(xiàng)目指標(biāo)需要轉(zhuǎn)換和計(jì)算外，其它指標(biāo)可以通過儀器、儀表直接測(cè)量和讀出指標(biāo)數(shù)據(jù)。3.4 維修性由于產(chǎn)品本身使用環(huán)境的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使得產(chǎn)品如在使用過程中出現(xiàn)損壞或者單獨(dú)元器件出現(xiàn)性能偏移無(wú)法進(jìn)行維修更換，所以產(chǎn)品不具有維修性，但在產(chǎn)品設(shè)計(jì)當(dāng)中通過仿真優(yōu)化、降額設(shè)計(jì)、環(huán)境試驗(yàn)篩選等措施，提高產(chǎn)品的可靠性，降低產(chǎn)品產(chǎn)生維修的風(fēng)險(xiǎn)可能性。3.5 安全性在產(chǎn)品安全性方面我們的項(xiàng)目首先從電路設(shè)計(jì)方面入手，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面引入對(duì)產(chǎn)品本身和對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)的保護(hù)措施，通過產(chǎn)品工作特性的調(diào)整，降低過應(yīng)

12、力使用帶來的危害。除此之外，我們?cè)诋a(chǎn)品設(shè)計(jì)的每個(gè)環(huán)節(jié)都貫穿了安全第一的原則，包括所有參數(shù)的設(shè)計(jì)余量增加，布局布線的考慮。產(chǎn)品設(shè)計(jì)中對(duì)安全性設(shè)計(jì)遵循如下原則：（1）應(yīng)通過設(shè)計(jì)（包括器材選擇和代用）消除已判定的危險(xiǎn)或減小有關(guān)風(fēng)險(xiǎn)；（2）在設(shè)計(jì)中無(wú)對(duì)有害物質(zhì)、危險(xiǎn)零部件；（3）應(yīng)盡量減少由惡劣環(huán)境條件（如溫度、壓力、噪聲、毒性、加速度、沖擊、振動(dòng)等）所導(dǎo)致的危險(xiǎn)；（4）應(yīng)盡量減少系統(tǒng)在使用和保障中因可能的人為差錯(cuò)所導(dǎo)致的危險(xiǎn)；（5）應(yīng)采取安全性設(shè)計(jì)措施，如連鎖、冗余、故障、安全設(shè)計(jì)、系統(tǒng)防護(hù)，使不能消除的危險(xiǎn)所導(dǎo)致的風(fēng)險(xiǎn)降低到可接受的水平；（6） 安全設(shè)計(jì)應(yīng)使可能發(fā)生的意外事故造成人員傷害、產(chǎn)品損壞

13、或設(shè)備損壞的嚴(yán)重程度降低到最低水平；（7）采取絕緣等級(jí)高的材料開展設(shè)計(jì)，提升系統(tǒng)的絕緣等級(jí)；3.6 環(huán)境適應(yīng)性因電機(jī)在使用過程中，將承受不同的環(huán)境條件的考驗(yàn)，特別是振動(dòng)、沖擊、加速度等力學(xué)試驗(yàn)，為保證電機(jī)在各種規(guī)定條件下均能正常工作，在電機(jī)設(shè)計(jì)中，主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮，以提高電機(jī)工作的穩(wěn)定性和可靠性：（1）采用成熟的設(shè)計(jì)方法，對(duì)磁電機(jī)的電磁方案進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，選取效率高、損耗小的方案，采取有效措施，改善電機(jī)運(yùn)行平穩(wěn)性；（2）電機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)采用經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證、可靠、加工簡(jiǎn)便的結(jié)構(gòu)形式，對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行力學(xué)環(huán)境試驗(yàn)?zāi)M和測(cè)試。在試驗(yàn)中，按照型號(hào)工作力學(xué)環(huán)境進(jìn)行轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)力學(xué)試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果滿足型號(hào)的需求；（3）選用高性能的稀土鈷磁鋼，這種磁鋼除了具有較高磁性能外，還具有高居里溫度、低溫度系數(shù)的特性，不僅能夠保證磁鋼在起動(dòng)和運(yùn)行過程中不會(huì)發(fā)生不可逆退磁