提高温度继电器可靠性的几种措施
来源:用户上传
作者:
[摘 要]本文通过对温度继电器装配流程的介绍，简要分析总结出提高温度继电器可靠性的几种措施和方法。
[关键词]继电器；可靠性；措施
中图分类号：E231 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）06-0384-01
一、概述
温度继电器被广泛应用在航空、航天、通信、家用电器、电源、电机以及集成电路等领域作温度控制和过热保护用。随着现代工业技术的飞速发展，对系统的可靠性的要求越来越高，更加体现了高可靠性温度继电器的重要性。因此本文就如何提高温度继电器的可靠性：如改善继电器接触电阻、控制多余物和提高继电器抗振动能力等，提出了一些措施及建议。
二、温度继电器装配流程
温度继电器的装配过程，同其他工业产品一样，首先是由各种不同的单一零件如：触点、簧片、引出端、基座等零件通过铆装、点焊（钎焊）等过程将其装配成接触系统；在再接触系统中装入推动杆、推动杆导向盘、热双金属元件和外罩进行调试，使其满足继电器的基本特性要求；最后进行封壳得到成品温度继电器。
三、继电器可靠性失效模式
温度继电器一般的失效模式表现为如下几个方面：
1. 继电器出现偶然不通现象；
2. 继电器的动作温度值超出规定范围；
3. 继电器内部存在多余物；
4. 继电器的接触电阻过大，超出要求；
5. 继电器的抗振性能不能满足要求。
从我厂多年生产温度继电器的经验来看，继电器的可靠性主要表现为静态条件下的触点偶然不导通现象。正常情况下，当温度达到继电器的动作温度后，继电器动作使其触点断开；当其温度降至继电器的回复温度后，继电器再次动作使其触点接通。所谓继电器出现偶然不导通现象，就是继电器在工作过程中，出现的该接通而没有导通的现象，当继电器受到外力（如振动、冲击）或其他作用（如温度升高或降低）时，继电器又恢复正常的现象。
四、影响继电器可靠性的原因及措施
1、结构对产品可靠性的影响
温度继电器常用的两种接触系统形式，我们通常称为推断式接触系统，为推合式接触系统。这两种接触系统都是把推动杆设置在簧片的中间部分，借助杠杆原理，使簧片的作用距离大于推动杆的距离。
推断式接触系统靠簧片自身的变形，使簧片在触点上产生一个的触点压力并保证具有足够的超行程，此时推动杆一般正好接触到簧片，但还没有给力于簧片（最佳状态下，推动杆与簧片间还未接触到，而有一定得间隙）。触点间的压力和超行程是在装配过程中，通过对动、静接触片进行调整，由簧片自身的变形来保证的。只要在调整后采取适当的去应力处理措施，就可以保证触点压力和超行程均保持在一个较稳定的值。同时由于这种结构在通常情况下，推动杆对簧片没有施加作用力，因此热双金属元件不会因受到外力的作用而产生温度漂移，这不但有利于提高温度继电器的温度精度，还能够很好的保证继电器温度稳定性的要求。该接触系统由于在触点闭合时，触点间的压力和超行程都是由簧片自身的变形保证的，在这种状态下的抗振动性能也特别好；在触点断开时，通过热双金属元件的作用使推动杆顶住簧片的中央，在振动状态下，相当于簧片的有效长度减小了一半，这大大提高了继电器的抗振动能力。推合式接触系统其触点间的压力和超行程是依靠凸起的热双金属片通过推动杆顶住簧片来保证的。一般热双金属元件的升程是非常有限的，这就使得触点间的压力和超行程的保证受到一定的限制。尽管继电器在调整后采取了去应力处理的措施，但不管怎样，继电器零部件内部的残余应力还是存在，只要有应力释放，就会直接影响到继电器触点压力和超行程的改变，使得本身有限的触点压力和超行程变得更加恶劣，导致继电器触点间的接触电阻增大，超出规定范围，更严重者使其触点出现不导通得现象。由于该结构是依靠凸起的热双金属片通过推动杆顶住簧片来使触点接通的，这样热双金属元件由于受到外力的作用，其温度将产生一定漂移，给温度继电器控温精度的保证带来一定的困难，由于受力的作用的影响，其稳定性也相对较低。
2、继电器内部多余物的存在对产品可靠性的影响
由于在继电器的装配过程中需要经过铆装、点焊（钎焊）和总装、蠕变调试等过程，在这一过程中，继电器的各个零部件，如果在工作环境中放置不当。只要工作环境不是专用的超净装配厂房，流通的空气中总是有游离状的细微的物质存在，这些游离状的细微物质就有可能附着在继电器的零部件上，成为继电器内部的多余物；同时由于在继电器的蠕变调试过程中，一般都是用电炉等加热装置对继电器产品的加热来进行的。即使是用封闭式的电炉，其表面也会因长期过热而产生氧化层，脱落的氧化层在热量的作用下极易飘起来，形成流动的物质，这种流动的物质容易驻留在继电器内部形成多余物。当继电器通电时，由于电场力的作用，其内部的多余物，极易吸附在继电器触点的接触面上。如果多余物正好吸附在两触点的接触部位时，就会造成继电器的不导通现象。当继电器受到外力（如振动、冲击）或其他（如温度升高或降低）的作用，使继电器的触点及簧片动作后，两触点的接触部位发生改变而不在吸附多余物的部位时，继电器又恢复了正常。
针对产生继电器多余物的原因可采取如下措施进行预防：在进行每一步操作的前后，均应将继电器的零部件用带盖的容器来盛装，这样可以尽可能的减少空气中游离状的物質吸附在继电器的零部件表面上。做到操作前洗手的良好习惯，可以避免因就餐等造成的油渍、汗渍等对继电器零部件的污染；最好是做到每隔一定的时间如半小时（按照出汗的程度不同，可因人而异）用酒精棉球将手擦洗一次。
另外，在继电器零部件加工过程中，采取适当的措施严格控制零部件的毛刺，对控制继电器内部的多余物也起作非常重要的作用。
3、零部件内部残余应力对产品可靠性的影响
装配过程中，铆装、点焊、钎焊等零部件的连接过程均会使继电器的零部件材料内部产生应力。而在调试过程中，不可避免的要对继电器簧片进行适当的调整。其调整的过程，就是使继电器簧片受到外力作用的过程，这些外力使簧片内部产生应力。如果其内部的应力未得到很好的消除，将会随着继电器存放时间的增加而缓慢释放，使簧片上触点间的接触压力和超行程产生变化。触点压力和超行程的变化，会使继电器触点间的接触电阻变大，当应力的释放使触点间的压力减小到零时，其接触电阻变成无穷大，从而导致继电器触点的不导通。同时由于继电器零部件内部应力的释放，还可能导致继电器的动作温度值及同步特性发生变化，超出规定的要求。
我们知道，高温处理、低温处理、运行（老练）和机械振动的方法是消除材料内部应力的比较有效的措施。因此可以通过如下一些措施使其尽可能的消除：在继电器的接触系统装配后，采用随炉升降温的高温焙烘工序，尽可能消除因装配造成的继电器零部件材料内部的应力；在装配调试后增加高温、低温去应力处理工序和继电器运行老练工序；另外在增加低频振动筛选以加速继电器零部件材料内部应力的释放。通过采取如上措施可以最大限度地减少残余应力的存在，提高继电器的稳定性。
五、结论
综上所述，提温度高继电器的可靠性，首先需要有高质量的设计作保证。在此前提下，应加强对产品装配过程中的多余物控制，同时采取相应的去应力处理措施。我厂的某温度继电器在采取上述措施后，其产品的可靠性得到了明显的提高，较好地满足了用户的要求。
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-15331819.htm
