产品防水设计-经验篇.ppt

IP等级（防尘防水）定义等级（防尘防水）定义数数字字第一位数字第一位数字防尘防尘第二个数字第二个数字防水防水0没有防护没有防护1可抵御超过的固体物质。如：手部意外触摸可经受垂直落下的水点。2可抵御直径超过直径、长度不超过的固体物质。如：手指可经受呈15垂直角的水花的直接喷射。3可抵御直径超过的固体物质。如：工具或金属丝可经受呈60垂直角的水花的直接喷射。4可抵御直径超过的固体物质。如：细小金属丝可经受任何方向射来的水花允许有限的进入。5防尘，有限进入（无有害堆积物）。可经受来自任何方向的低压水柱喷射允许有限的进入。6灰尘难以进入，完全防尘。可经受来自任何方向的强力水柱喷射允许有限的进入。7不适用。允许短暂放入深的水中，时间可长达30分钟。8不适用。可经受压力下长期浸泡。IP等级IP是Ingress Protection的缩写，IP等级是针对电气设备外壳对异物侵入的防护等级，来源是国际电工委员会的标准IEC 60529，这个标准在2004年也被采用为美国国家标准。在这个标准中，针对电气设备外壳对异物的防护，IP等级的格式为IPXX，其中XX为两个阿拉伯数字，第一标记数字表示接触保护和外来物保护等级，第二标记数字表示防水保护等级，具体的防护等级可以参考下面的表格。IP等级防水方法和条件等级防水方法和条件IP等级防水方法和条件等级防水方法和条件IP等级防水方法和条件等级防水方法和条件IP等级防水方法和条件等级防水方法和条件IP等级防水方法和条件等级防水方法和条件IP等级防水方法和条件等级防水方法和条件防水设计一般思路防水设计一般思路防水设计一般思路防水设计一般思路防水设计一般思路防水设计一般思路防水设计一般思路防水设计一般思路防水设计一般思路防水设计一般思路2.55.5防水结构设计实例防水结构设计实例防水结构设计实例防水结构设计实例防水结构设计实例防水结构设计实例防水结构设计实例防水结构设计实例防水结构设计实例防水结构设计实例防水结构设计实例防水结构设计实例上、下盖上、下盖设计设计防水结构设计实例防水结构设计实例线套防水线套防水设计设计防水结构设计实例防水结构设计实例螺丝防水设计螺丝防水设计1.螺丝柱上套一个塑料套；螺丝柱上套一个塑料套；2.螺丝柱上套螺丝柱上套O型圈或软垫型圈或软垫其他其他防水结构设计实例防水结构设计实例防水结构设计防水结构设计O型圈的使用型圈的使用密封所用密封所用衬垫衬垫的材料必的材料必须须具具备备三防（防湿三防（防湿热热、防霉菌、防、防霉菌、防盐雾盐雾腐腐蚀蚀）特性，并根据）特性，并根据环环境剖面提出相适境剖面提出相适应应的耐候性要求；的耐候性要求；如果要兼如果要兼顾顾EMCEMC对对材料就又有新的要求。密封材料就又有新的要求。密封衬垫衬垫的形状的形状选择选择也直接影响密封的效果。也直接影响密封的效果。密封密封衬垫衬垫材料要求材料要求:低的吸水率：所用低的吸水率：所用衬垫衬垫和密封材料吸水率和密封材料吸水率应应低于低于0.50.5。使用温度：由使用温度：由环环境剖面境剖面给给出的极端温度（最高和最低）下，出的极端温度（最高和最低）下，材料不材料不龟龟裂，裂，发发脆或降解脆或降解变变性（如返原，性（如返原，变变稀）。稀）。稳稳定性：在使用温度范定性：在使用温度范围围内，没有有害气体内，没有有害气体释释放。放。相容性：在装配中和其它材料相容性好。相容性：在装配中和其它材料相容性好。耐燃性：耐燃性和抗耐燃性：耐燃性和抗电电弧性好。弧性好。耐候性：室外（耐候性：室外（I I型面）型面）产产品需耐紫外品需耐紫外线线。抗霉性：抗霉性：0 01 1级级。防水结构设计防水结构设计O型圈的使用型圈的使用材料（优选）主要特点用途硅橡胶(FG型高抗撕)1.耐候性好，抗大气老化50年；2.无有害物释放；3.材料性能的可设计性好；4.使用温度60200；5.硬度3070度；6价格较贵。适用于没有耐油要求的所有密封件，尤其是耐候性要求高的密封件。电子设备防水密封件，如隔膜、O型圈、衬垫、保护罩、防水套等；高频器件的绝缘、密封。三元乙丙橡胶1密封性能与硅橡胶相仿；2耐老化性能优；3粘接性差；4价格便宜。室外型机柜的防水密封。防水结构设计防水结构设计O型圈的使用型圈的使用O O型密封圈是典型的挤压型密封。型密封圈是典型的挤压型密封。O O型圈截面直径的压缩率和拉伸量是密封设计的主要内型圈截面直径的压缩率和拉伸量是密封设计的主要内容，对密封性能和使用寿命有重要意义。容，对密封性能和使用寿命有重要意义。O O型密封圈有良好的密封效果很大程度上取决于型密封圈有良好的密封效果很大程度上取决于O O型圈尺寸与沟槽尺寸的正确匹配，形成合理的密封圈压缩量与拉伸量。型圈尺寸与沟槽尺寸的正确匹配，形成合理的密封圈压缩量与拉伸量。压缩率压缩率压缩率压缩率W通常用下式表示：通常用下式表示：W=（d0-h）/d0 100%式中式中d0-O型圈在自由状态下的截面直径型圈在自由状态下的截面直径(mm);h-O型圈槽底与被密封表面的距离（沟槽深度），即型圈槽底与被密封表面的距离（沟槽深度），即O型圈压缩后的截面高度型圈压缩后的截面高度(mm)在选取在选取O形圈的压缩率时形圈的压缩率时,应从如下应从如下3方面考虑：方面考虑：1要有足够的密封接触面积；要有足够的密封接触面积；2摩擦力尽量小；摩擦力尽量小；3尽量避免永久变形。尽量避免永久变形。静密封：圆柱静密封装置和往复运动式密封装置一样，一般取静密封：圆柱静密封装置和往复运动式密封装置一样，一般取W=10%W=10%15%15%；平面静密封装置取；平面静密封装置取W=15%W=15%30%30%。防水结构设计防水结构设计O型圈的使用型圈的使用拉伸量拉伸量O O型圈在装入密封沟槽后，一般都有一定的拉伸量。与压缩率一样，拉伸量的大小对型圈在装入密封沟槽后，一般都有一定的拉伸量。与压缩率一样，拉伸量的大小对O O型圈的密封型圈的密封性能和和使用寿命也有很大的影响。拉伸量大不但会导致性能和和使用寿命也有很大的影响。拉伸量大不但会导致O O型圈安装困难，同时也会因截面直径型圈安装困难，同时也会因截面直径d d0 0发生变化而使压缩率降低，以致引起泄漏。拉伸量发生变化而使压缩率降低，以致引起泄漏。拉伸量a a可用下式表示：可用下式表示：=(d+d0)/(d1+d0)=(d+d0)/(d1+d0)式中式中d-d-轴径（轴径（mmmm）；）；d d1 1-O-O形圈内径（形圈内径（mmmm）。）。拉伸量的取值范围为拉伸量的取值范围为1%-5%1%-5%。如表给出了。如表给出了O O型圈拉伸量的推荐值，可根据轴径的大小，按表选型圈拉伸量的推荐值，可根据轴径的大小，按表选限取限取O O型圈的拉伸量。型圈的拉伸量。O O型圈压缩率与拉伸量的先取范围型圈压缩率与拉伸量的先取范围密封形式密封介质拉伸量（%）压缩率w（%）静密封液压油1.031.041525 空气1.011525 往复运动液压油1.021217空气衬垫的截面积。此设计有利于衬垫压缩后能完全容纳在槽内（平垫除外），使槽的沿和盖衬垫的截面积。此设计有利于衬垫压缩后能完全容纳在槽内（平垫除外），使槽的沿和盖板紧密接触，其作用是：限位：防止衬垫过压，有利于衬垫使用寿命；板紧密接触，其作用是：限位：防止衬垫过压，有利于衬垫使用寿命；2槽深：槽深的尺寸是由衬垫的外形和压缩量决定的。影响衬垫压缩量的因素主要由：槽深：槽深的尺寸是由衬垫的外形和压缩量决定的。影响衬垫压缩量的因素主要由：衬垫衬垫的外形（截面形状）的外形（截面形状）接合面不平度公差愈大，接合面不平度公差愈大，压缩压缩量量应应增大；增大；螺孔的螺孔的间间距愈大，距愈大，压缩压缩量量应应增大。增大。常用的常用的O O形、形、D D型圈型圈衬垫压缩衬垫压缩量控制在量控制在18182525，最大不超，最大不超过过3030（低温（低温环环境使用境使用时压缩时压缩量尽量尽量量设计设计到到30%30%，压缩压缩量的量的设计设计要考要考虑虑槽及槽及O O型圈的公差型圈的公差问题问题。空心。空心结结构和泡沫构和泡沫衬垫压缩衬垫压缩量通常在量通常在5050）。以）。以O O形圈形圈为为例：例：槽深槽深H H衬垫衬垫直径（或高度）直径（或高度）（1-1-衬垫压缩衬垫压缩率）率）简简化成：化成：H HO O形圈直径形圈直径0.750.753、槽宽：当槽深、槽宽：当槽深H确定后，槽宽确定后，槽宽W是是H的函数，通常变化不会太大。由于槽宽将影响到模块的函数，通常变化不会太大。由于槽宽将影响到模块外形尺寸，设计师对外形尺寸，设计师对W尺寸会精打细算。尺寸会精打细算。槽槽宽宽W WO O形圈截面形圈截面积积/H/H（槽深）（槽深）（110110120120）系数系数110110120120是控制槽的裕量以保是控制槽的裕量以保证衬垫证衬垫能完全容能完全容纳纳在槽内。在槽内。防水结构设计防水结构设计O型圈的使用型圈的使用常用常用 O O型密封圈静态使用时之相对槽尺寸表（仅供参考）型密封圈静态使用时之相对槽尺寸表（仅供参考）密封圈线径C/S槽深 t槽宽 b密封圈线径C/S槽深 t槽宽 b1.000.801.305.004.006.141.501.101.905.334.306.481.601.202.105.504.506.601.781.302.305.704.656.861.901.402.406.004.807.362.001.502.606.505.207.982.401.803.106.995.608.602.501.903.207.005.608.602.622.003.367.506.009.202.702.103.408.006.409.813.002.303.848.406.7210.303.502.704.458.506.8010.433.532.704.459.007.2011.053.602.804.549.507.6011.664.003.155.0010.008.2011.974.503.605.52防水结构设计防水结构设计O型圈的使用型圈的使用O O形橡胶密封圈泄漏原因及改进意见形橡胶密封圈泄漏原因及改进意见常见疵病产 生 原 因改 进 意 见泄 漏1、安装时损坏即配偶件的棱角过孔时划伤；2、压缩量过小；1、安装时将壳体的端部加工为倒角，以保证安装时O形橡胶密封圈不受剪切而损坏；2、适当的增加压缩量；大 泄 漏1、O形橡胶密封圈失去弹性；2、O形橡胶密封圈表面遭受严重磨擦损坏；3、O形橡胶密封圈过度收缩；4、O形橡胶密封圈受密封介质腐蚀、溶胀；5、间隙值过大，O形橡胶密封圈被挤出；6、O形橡胶密封圈断面直径单边粗细不一致，造成运动时扭曲破坏；1、提高O形橡胶密封圈材料性能，延长使用使用寿命；2、适当提高O形橡胶密封圈胶料硬度，减少磨擦系数；3、动态使用时，O形橡胶密封圈内径应比轴径稍大；4、提高O形橡胶密封圈胶料的耐油性；5、减小间隙值6、加强O形橡胶密封圈模型的尺寸控制和产品检验；O形橡胶密封圈早期损坏1、O形橡胶密封圈过度拉伸，过早发生断裂2、安装时损坏3、压缩量过大，严重磨擦或剪切4、选用O形橡胶密封圈或沟槽尺寸不妥1、动态使用时，O形橡胶密封圈内径应比轴径稍大；2、安装时才用金属导套3、减小压缩量；4、正确选用O形橡胶密封圈和沟槽的配合低温泄漏 O形橡胶密封圈在低温下失去弹性提高O形橡胶密封圈胶料的耐寒性过度磨擦1、压缩量过大；2、O形橡胶密封圈溢出或耐油差，过度溶胀；1、减少压缩量或矫正沟槽尺寸提高金属表面的光洁度2、采用挡圈防止O形橡胶密封圈溢出或提高O形橡胶密封圈材料的耐油性；手机防水处理实例手机防水处理实例整机外观整机外观整机拆解整机拆解(1)(1)整机拆解整机拆解(2)(2)LENSLENS的防水结构的防水结构镜片厚度2.0mm，背胶+胶水贴在前壳上面按键的防水结构按键的防水结构按键硅胶周圈长围骨，宽度1.2mm，dome片表面有覆盖胶膜防水（注意螺丝位覆膜处理也做到防水），按键通过按键支架锁螺丝固定于前壳，硅胶围骨压缩量0.3mm左右dome偏通过B-B连接器从底部壳体开孔穿过去，连接到主板上硅胶围骨Rec围骨底部贴防水膜（特殊材料，防水且不影响出音）+黄色硅胶支架，保证rec防水RECEIVERRECEIVER的防水结构的防水结构侧键的防水结构侧键的防水结构前壳采用双色注塑工艺，侧键位置壳体采用橡胶材料，壳体本身做出侧键键帽并保证按压手感，内部做硅胶通过结构定位加背胶粘合USBUSB接口的防水结构接口的防水结构Usb塞子采用双色注塑工艺，和前壳usb孔配合面长软胶围骨，使用过盈配合的方式来防水，主板usb插座加硅胶支架做保护，usb塞子最后打螺丝锁在壳体上micmic的防水结构的防水结构前壳mic孔底部覆膜（同rec处覆膜）+泡棉贴住，保证防水SPKSPK、CAMCAM、闪光灯，的防水结构、闪光灯，的防水结构Spk出音孔底部加覆膜（同rec覆膜材质）贴住防水，底壳长围骨包住spk，再加图示白色防水胶做密封处理闪光灯背胶在壳体上，周圈加报色密封胶处理Cam做装饰件热熔在壳体上，中间镜片背胶在底壳上，热熔孔加密封胶处理电池盖的防水结构（电池盖的防水结构（1 1）电池仓与电池盖配合面加硅胶，硅胶通过定位柱+背胶的方式固定，硅胶厚度0.6mm，电池盖配合面位置周圈长围骨，围骨高度0.6mm宽度0.8mm，通过头部3插骨，底部两个螺丝锁住的方式定位电池盖的防水结构（电池盖的防水结构（2 2）底壳头部3个插孔底部加密封胶防水处理底壳两电池盖螺丝孔底部加密封胶防水处理A A、B B壳配合的防水结构（壳配合的防水结构（1 1）A壳长公止骨，宽度1.2，高度2.0，底壳做凹槽，底部装硅胶绳硅胶绳直径1.0mm，硅胶绳压缩密封防水，压缩量0.8mm左右A A、B B壳配合的防水结构（壳配合的防水结构（2 2）底壳外观面6个螺丝+电池仓内2个螺丝锁A、B壳，螺丝要加软胶垫圈密封防水，螺丝孔再做螺丝塞与螺丝孔过盈配合防水，这里螺丝塞头部与底壳配合为底壳软胶配合螺丝塞软胶，能起到更好的防水效果