電子產(chǎn)品高性能、小型化、輕型化的需求,使低頻電纜組裝件朝著集成化、小型化、標準化、高可靠、長壽命的方向發(fā)展。特別是在航空、航天、兵器、艦艇等軍用武器裝備中,要求設備具有更好的環(huán)境適應性,能在強振動沖擊、高低溫交變、鹽霧腐蝕等環(huán)境下使用。因此,對裝備用低頻電纜組裝件的性能要求也不斷提高,要求其具有較嚴格的加工和裝配精度、堅固可靠的結(jié)構(gòu),并能經(jīng)受高等級的試驗等。
為保證裝備用低頻電纜組裝件的制造質(zhì)量,在設計過程中,應充分考慮設計的工藝性,避免因設計的工藝性缺陷造成生產(chǎn)質(zhì)量隱患。設計工藝性的好壞主要體現(xiàn)在電纜組裝件的可生產(chǎn)性、可操作性、可靠性和安全性等方面。
設計裝備用低頻電纜組裝件時,一般應遵循以下原則:
① 電連接器、導線、電纜線及相關(guān)材料的選用,應符合相關(guān)設計標準和工藝技術(shù)標準的要求。在同一系統(tǒng)中,應盡可能減少電連接器、導線和電纜線的品種、規(guī)格,盡量減少轉(zhuǎn)接次數(shù)。
② 導線、電纜線的芯線應與電連接器接觸件焊槽(杯)或壓接端子相匹配,電纜外徑應與電連接器尾罩出線口內(nèi)徑匹配。
③ 首次采用的新技術(shù)、新型電連接器和導線、電纜線及材料及當前尚不成熟的設計工藝性要求與工藝技術(shù),都必須經(jīng)過充分的工藝試驗和環(huán)境試驗,予以驗證和確認。
④ 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的布局,應充分考慮電纜的敷設、安裝、防護與加固所需要的合理路線、位置、空間和距離,同時應保證電連接器插拔所必需的安全操作空間及安全敷設距離,嚴禁形成電連接器插拔與檢驗盲區(qū)。
⑤ 應選取抗干擾的電連接器、導線和電纜線等,并采用合理的防護、屏蔽和接地措施,以保證良好的電磁兼容性。
⑥ 應盡可能滿足電纜輕量化和經(jīng)濟性的設計要求。
⑦ 應保證電纜設計的可生產(chǎn)、可維修、可安裝和可靠。
裝備用低頻電纜組裝件(也稱電纜網(wǎng))的設計內(nèi)容主要包括電連接器和導線的選擇、導線與電連接器焊槽的匹配、電纜束與電連接器尾罩出線口的匹配、電連接器接點分配、電纜網(wǎng)的結(jié)構(gòu)設計及敷設、防護、加固等方面的內(nèi)容。
一、電連接器的選用
裝備用低頻電纜組裝件與整機配合使用,為適應各種軍事環(huán)境和軍用場合,通常要求電連接器具有較寬的工作溫度范圍(-55~125℃甚至-65~200℃),并具有良好的抗腐蝕、耐潮濕、耐高沖擊和振動、耐高低溫交變、耐低氣壓、耐鹽霧、防沙塵和防霉菌性能,同時還應具有低而穩(wěn)定的接觸電阻,保證電信號不中斷。
一般使用時,裝備上單機與單機間的連接,大都選用圓形電連接器,一小部分選用矩形電連接器。矩形電連接器更多地用于單機內(nèi)部電路板之間或電路板與單板I/O接口之間的連接。
進行電連接器選擇時,一般應注意以下要素:
(1)規(guī)格型號選擇
① 電參數(shù):優(yōu)先考慮系統(tǒng)使用電壓、電流的要求,電連接器的耐電壓和額定電流應滿足系統(tǒng)要求;電連接器接觸件應與使用的導線相匹配;對于低阻抗電路,還應考慮電連接器的接觸電阻不能影響系統(tǒng)工作。
② 尺寸:電連接器所占據(jù)的空間和尺寸限度首先要滿足系統(tǒng)需要,在此基礎上優(yōu)選接觸件間距小的電連接器,以減少空間占用,并減輕質(zhì)量。
③ 結(jié)構(gòu):系統(tǒng)工作時有劇烈振動和沖擊時,容易引起電連接器的絕緣安裝板出現(xiàn)裂紋、導線與接觸件連接處斷裂,甚至引起接觸對分離等現(xiàn)象。為防止振動和沖擊引起電連接器的分離,優(yōu)選有安全、可靠鎖緊方式的電連接器(如可選擇絕緣安裝板與外殼間有膠圈、彈性絕緣安裝板有減振或緩沖作用的電連接器);為防止線纜與電連接器連接處的過度受力,可選擇有夾緊線束功能的線夾式尾罩附件;為便于安裝、維修,可選用能快速插拔的電連接器等。
④ 接觸件端接方式:電連接器中最常用的接觸件端接方式有焊接和壓接兩種。導線與接觸件的焊接質(zhì)量與操作者的技能密切相關(guān),同時其焊接可靠性檢測相對較難,因此在條件允許的情況下,應盡量選擇接觸件端接方式為壓接式的電連接器,利用壓接設備、工具及檢測儀器保證產(chǎn)品質(zhì)量,減小個人技能差別對產(chǎn)品質(zhì)量造成影響。
⑤ 安裝方式:電連接器的法蘭盤有前安裝型和后安裝型兩類。前安裝是將插座尾端從安裝面板前面穿過安裝孔予以安裝,當插座連接電纜后,由于尾端有電纜束,前安裝不易實現(xiàn)。而采用后安裝的插座,則不存在這個問題。前安裝較為方便。后安裝方式要求設備面板的厚度與插座相匹配,因此,需要進行專門的設計。在選用時,可根據(jù)系統(tǒng)安裝要求和電連接器特點進行綜合考慮。
⑥ 環(huán)境參數(shù):在使用和運輸過程中,所處環(huán)境對電連接器的性能有顯著影響。使用環(huán)境惡劣時,應盡量選用耐受能力強的電連接器;需要考慮潮濕、防水、密封等要求時,應選擇密封性好的電連接器;在空氣稀薄的高空使用時,電連接器的耐電壓值會下降,選型時應注意系統(tǒng)使用環(huán)境及對電連接器的耐電壓要求。
⑦ 盡量選用標準化的電連接器,使產(chǎn)品具有通用性。
(2)載流量選擇
載流量是電纜組件能否可靠使用的重要參數(shù)之一,載流量一般用額定工作電流表示,影響電纜組件載流量的因素包括導線和電連接器接觸件的載流量。
電連接器接觸件的端接方式主要分焊接和壓接兩種,不同型號的電連接器適配了不同代號的接觸件,而不同代號的接觸件對應的工作電流是不一樣的,選用時注意不能超載工作。表1列舉了幾款常用電連接器接觸件的額定電流值。不同生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品,由于結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝的差別,在具體數(shù)值上會存在一些差異。
審核編輯:符乾江
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