軍用電磁繼電器失效分析研究

摘要：軍用電磁繼電器的可靠性要求極高，任何失效情形必須找出失效原因，進(jìn)行失效歸零?？偨Y(jié)了軍用電磁繼電器的失效分析方法，并對(duì)貯存和使用過(guò)程中常見(jiàn)的失效模式及失效機(jī)理進(jìn)行分析。針對(duì)杌械變形、環(huán)境應(yīng)力等影響電磁繼電器失效的典型因素及其作用機(jī)理進(jìn)行詳細(xì)探討。在此基礎(chǔ)上，完成了兩個(gè)軍用電磁繼電器失效的實(shí)際案例研究。最后，結(jié)合失效機(jī)理研究提出電磁繼電器的可靠性改進(jìn)措施。
關(guān)鍵字：電磁繼電器；失效分析；失效模式；失效機(jī)理

0 引言
電磁繼電器是一種由控制電流通過(guò)線圈時(shí)產(chǎn)生的電磁吸力來(lái)驅(qū)動(dòng)磁路中的可動(dòng)部分，從而實(shí)現(xiàn)出點(diǎn)的開(kāi)、閉或轉(zhuǎn)換功能的控制元件，電磁繼電器具有轉(zhuǎn)換深度高、多路同步切換、輸入／輸出比大、抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)，常作為控制元件被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代國(guó)防軍事、工業(yè)自動(dòng)化、交通運(yùn)輸及農(nóng)業(yè)機(jī)械等領(lǐng)域中。

1 電磁繼電器的結(jié)構(gòu)
電磁繼電器結(jié)構(gòu)(如圖1所示)較為復(fù)雜，既有電路、磁路，也有可動(dòng)的機(jī)械部件，其可靠性較低。在實(shí)際的生產(chǎn)、貯存、運(yùn)輸和使用過(guò)程中，電磁繼電器容易發(fā)生失效，進(jìn)而影響整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)作，甚至導(dǎo)致災(zāi)難性的后果。如2002年3月23日某型號(hào)火箭發(fā)射前，發(fā)現(xiàn)地面發(fā)控設(shè)備8C14．3-2F出現(xiàn)故障，定位于某型航天繼電器功能不正常，經(jīng)分析為批次失效，檢測(cè)替換掉三分之一的繼電器，造成重大政治影響和經(jīng)濟(jì)損失。

對(duì)電磁繼電器進(jìn)行全面的失效物理分析，剖析失效機(jī)理與失效模式，可以發(fā)現(xiàn)電磁繼電器的固有質(zhì)量問(wèn)題，也可能發(fā)現(xiàn)因不按規(guī)定條件使用而失效的使用質(zhì)量問(wèn)題。
通過(guò)向有關(guān)方面反饋，促使責(zé)任方采取糾正措施，提高電磁繼電器的固有質(zhì)量或使用質(zhì)量。在工程實(shí)踐中，可以根據(jù)本文總結(jié)的失效情形，提前預(yù)防失效以提高電磁繼電器產(chǎn)品的可靠性，或在失效分析中對(duì)這些失效模式進(jìn)行逐條檢查與排除，進(jìn)而確定失效原因。

2 電磁繼電器的失效分析方法
電磁繼電器由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，各個(gè)組成部件以及連接處都可能發(fā)生失效。另外考慮到其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的特性，其失效檢測(cè)與失效分析往往較為復(fù)雜。一般而言，對(duì)電磁繼電器進(jìn)行失效分析時(shí)，首先要從現(xiàn)場(chǎng)搜集信息，了解失效發(fā)生的環(huán)境和背景；然后使用各種技術(shù)手段對(duì)失效件進(jìn)行失效檢測(cè)，進(jìn)而確定失效模式與失效特征；最后根據(jù)得到的相關(guān)信息，結(jié)合失效件的設(shè)計(jì)、材料和制造工藝等特點(diǎn)，得到失效模式對(duì)應(yīng)的失效機(jī)理和失效原因。完整的失效分析流程如圖2所示。

在進(jìn)行外觀檢查時(shí)，引腳玻璃絕緣子等處應(yīng)重點(diǎn)檢查，而電測(cè)試主要是要得到接觸電阻，電接觸壓降等參數(shù)，開(kāi)封檢查則重點(diǎn)檢查機(jī)械部件有無(wú)變形，支架間隙是否合理，線圈有無(wú)損壞，觸頭污染情況等。最后，經(jīng)過(guò)檢測(cè)確定失效點(diǎn)，并根據(jù)物理分析來(lái)確定失效機(jī)理，找出失效原因，得出失效結(jié)論。