一种新型蜂鸣器的设计.pdf

第6期
机电元件
2013年12月
ELECTROMIECHANCAL COMIPONEN'S
Dec.2013
研究与设计
种新型蜂呜器的设计
陈汉宁,王永怀
陕西群力电工有限责任公司,陕西宝鸡721300)
摘要:该文主要阐述一种新型蜂鸣器的设计,特别是有针对性地进行防振动、防冲击可靠性设计,以及在
结构上针对声压指标进行回音増效设计。
关键词:蜂鸣器;振动;沖击;声压
Doi:10.3969/j.issn.1000-6133.2013.(06.002
中图分类号:TN784
文献标识码:A文章编号:1000-6133(2013)06-00070-(04
1概述
回音腔室
随着应用地域的扩大和整车性能的不断提高,
支装螺母
特别是在矿山、戈壁滩等恶劣路况、恶劣环境条件
下,要求车载声响报警系统用蜂呜器貝备抗强振
动、冲击能力,同时有较高的可靠性;特別是,在噪
声较大特殊环境情况下,普通蜂鸣器声压只有80
分贝左右,极易淹没在周围的环境噪声之中,听不
清或者听不到,在此情况下,有针对性地提出了需
要研制一种新型蜂鸣器。
图1蜂鸣器示意图
该新型蜂鸣器是一种声响报警用汽车电器元
器件,具有体积小(38mmx38m)、重量轻(58g)
结构紧凑、易交装、声压大(120分贝)的特点,环境
适应性能力强,特别适合矿山、野外作业的越野车
重型汽车和履带车以及其它报警设备作为声响报
警使用。
产品外形示意图如下(图1)。
图2蜂鸣
图3峰鸣器》图4蜂鸣器C
2设计方案的确定
这几款蜂鸣器是目前国内较常见的车载蜂鸣
2.1设计分析( FMIEA)
器,通常路况应用不存在问题。若要使用在矿山
现有蜂鸣器潜在失效分析,我们先看几张蜂鸣戈壁滩等恶劣路况下的重型车辆上或履带车上,其
器的图片
耐振动、冲击能力就存在不足;同时,矿山、戈壁滩
收稿日期:2013-11-10
机电元件
2013年
等恶劣路况下,环境噪声大,普通峰鸣器蜂鸣声基TD=19ms。三个正交轴的每一轴的两个方向上进
木上听不此。
行三次沖击
失效现象a:蜂鸣器不响
1.1.5P
失效分析:图2、图3、图4结构的蜂鸣器其元器
埋想的后峰锯齿波
件主要是悬空焊接在印制电路板上,无减振设计
允差限
在振动、冲击情况下易引起元器件在印制电路板上
0.15l
0.2P
皆振。同时,当在矿山、戈壁滩等恶劣路况下出现
0.05P
铰强的牛鞆颠籔时,强烈的振动和冲击会加剧谐振
ーー
0.15P
出现,容易造成元器件管脚断裂或焊点开裂,导致
0).05P
0.3Tn
T
).3P
蜂鸣器不响,形成失效
?5后峰锯齿形参数和允差
失效现象b:蜂呜器蜂呜声音变音
失效分析:图2、图3、图4结构蜂鸣器中蜂鸣
通过指标对比可以看出,新型蜂鸣器的振动
片(或鸣响器)焊接于印制电路板之上,在强烈的振冲击指标是针对恶劣路况下的矿山、野外作业的越
动和冲击作用下,印制电路板对谐振有放大作用,野车、重型汽车和履带车制定的。
造成图2、图3、?4结构蜂鸣器中蜂鸣片(或鸣响
2.2.2抗振动和冲击可靠性设计
器)部位出现强振动,导致蜂鸣器蜂鸣声音出现哑
针对以上普通蜂鸣器在抗振动和冲击方面的
音或变音。
不足,该新型蜂鸣器的设计主要从以下几个方面去
2.2可靠性设计
加强实现可靠性
2.2.1蜂鸣器的指标
数计方案:采取分区设计、缓冲减震设计,提高
温度范围:-45℃85℃C、工作电压:28vd.c、声
抗振动、冲击性能
压:120AB、冲击:40m/s2、振动:10Hz-3000H
?売
294m/3、寿命:1000
?壳
2.2.1.1普通蜂鸣器的指标
回音胶室-
3蜂鸣片
安装螺烀
根据S/T10660-1995《声响器和蜂鸣器通用音响振荡区
下罩壳
6集成块
技术条件》标准,蜂鸣器的振动要求如表1所示
中心控制
表1普通蜂呜器振动要求
7印制板
余胶固定
座
频率范団单振幅一次扫描时间总试验时间
r
输人引线
10~30~10
0.75
30
30~50~30
0.15
30
图6新型蜂呜器结构示意图
S/T10660-1995《声响器和蜂吗器通用技术2.2.2.1分区设计
条件》标准中没有规定冲击指标。
新型蜂鸣器内部结构上总共分成三个区(见图
2.2.1.2新型蜂鸣器要达到的指标
6):中心控制区、音响振荡区和回音腔室。三室彼
a、振动指标如下:加速度294m/3,频率范围此隔离,经组装后采取分层、分区、分次装配后灌封
10Hz~3000Hz,
粘接成一体。
个正交轴的每一轴的两个方向,各向扫描3
a、音响振荡区:音响振荡区内放置蜂鸣片。将
次,时间15min
蜂鸣片压人下罩壳特制卡台中,然后在蜂鸣片的周
b、冲击指标如下:冲击为后峰锯齿脉冲波,波边用橡胶固定。蜂鸣片与印制电路板在两个单
形要求如图5,峰偵加速度P=392m/s,持续时间独区域,互不影响,避免印制电路板谐振影响蜂鸣