Okrem splnenia všeobecných výkonnostných požiadaviek majú elektrické konektory tri kľúčové požiadavky: vynikajúci kontaktný výkon, stabilnú prevádzku a jednoduchú údržbu. Ich prevádzková spoľahlivosť priamo určuje normálne fungovanie celého obvodu zariadenia a súvisí s bezpečnosťou celého hlavného zariadenia. Obvody preto kladú mimoriadne prísne štandardy na kvalitu a spoľahlivosť elektrických konektorov.
Ako základné vnútorné komponenty zodpovedné za elektrický kontakt v elektrických konektoroch zohrávajú kontakty rozhodujúcu úlohu v spoľahlivosti konektorov. Spoľahlivosť kontaktov je ovplyvnená viacerými faktormi vrátane konštrukčného návrhu, technológie spracovania, výroby, riadenia výroby, vlastností surovín a prevádzkového prostredia.
Spoľahlivosť elektrického kontaktu ovplyvňuje množstvo parametrov, ktoré zahŕňajú najmä vlastnosti kontaktného materiálu, prevádzkové podmienky, okolité plyny a ďalšie aspekty. Na zabezpečenie spoľahlivosti elektrického kontaktu vývojom riešení proti poruche kontaktu je nevyhnutné preskúmať a analyzovať mechanizmus poruchy kontaktných bodov. Relevantný výskum sa zameriava najmä na nasledujúce oblasti:
Výskum materiálov
Vlastnosti všetkých materiálov sa časom zhoršujú. Preto by sa mala uprednostniť vysokovýkonné materiály, ktoré si dokážu zachovať dlhodobú spoľahlivosť, po ktorých by nasledovalo hodnotenie prevádzkového prostredia, aby sa zabezpečilo, že materiály sú schopné odolávať náročným pracovným podmienkam.
Výskum v oblasti spracovania a výroby
V súčasnosti sú medzi konektormi vyrábanými v Číne rozšírené výrobné chyby. Nedostatočná spracovateľská kapacita vytvára značný rozdiel vo výkone medzi skutočne hotovými konektormi a ideálnymi konštrukčnými špecifikáciami, čo následne znižuje celkovú spoľahlivosť.
Výskum environmentálnych faktorov
Keď kontakty korodujú v atmosférických podmienkach, geometria povrchu kontaktných plôch sa zmení. V porovnaní s ideálnym stavom sa všetky relevantné parametre menia nielen v priebehu času, ale aj s meniacimi sa prevádzkovými podmienkami. To zhoršuje výkon elektrického kontaktu a v konečnom dôsledku vedie k jeho poruche.
Na základe troch hlavných faktorov spôsobujúcich poruchy elektrických kontaktov uvedených vyššie sa tento článok zaoberá najmä štruktúrou, charakteristikami a postupmi návrhu špecifickej korunkovej pružiny, aby sa dosiahol vynikajúci prevádzkový výkon a zabránilo sa predčasným poruchám elektrických kontaktov.
1. Štruktúra korunnej pružiny
Korunkové pružiny sa delia na vnútorné korunkové pružiny a vonkajšie korunkové pružiny. Vonkajšia korunková pružina je tiež známa ako lucernový kontakt, ktorý je namontovaný na vonkajšom valcovom povrchu čapu a tvorí kontaktný pár s valcovou objímkou, ako je znázornené na obrázku 1. Vnútorná korunková pružina je namontovaná vo vnútri vnútorného otvoru objímky a tvorí kontaktný pár s valcovou objímkou, ako je znázornené na obrázku 2.
2. Charakteristika korunnej pružiny
Štruktúra objímky s korunkovou pružinou a spoľahlivosť kontaktov
Ako je zrejmé zo štruktúry korunovej pružiny, keď je použitá vonkajšia korunová pružina, skutočnou kontaktnou plochou kontaktného prvku je vonkajší guľový povrch hlavy lucerny, ktorý sa dotýka valcového povrchu objímky. Pri vnútorných korunových pružinách sa vnútorný guľový povrch vnútornej korunovej pružiny dotýka valcového povrchu čapu. Obe konfigurácie sa vyznačujú bodovým kontaktom.
Pri rovnakých normálových silách, materiálových a štrukturálnych parametroch poskytuje bodový kontakt povrchu nižší odpor v tlaku a odpor filmu v porovnaní s kontaktom povrch-povrch, čo vedie k relatívne nízkemu skutočnému kontaktnému odporu pre konštrukcie s korunovými pružinami.
Okrem toho sa korunkové pružiny pri zaisťovaní spoliehajú na elastickú deformáciu, čo kladie mierne požiadavky na presnosť kontaktných komponentov. Objímky/kolíky korunkových pružín preto ponúkajú plynulé spájanie a rozpájanie, stabilný a spoľahlivý kontakt, vynikajúcu odolnosť voči vibráciám a nárazom a vysokú životnosť cyklov spájania. V porovnaní s objímkami s drôtenými pružinami sú vhodnejšie na hromadnú výrobu a vykazujú vynikajúci výkon vo vysokoprúdových aplikáciách, čím prekonávajú nevýhodu nedostatočnej prúdovej zaťažiteľnosti objímok s drôtenými pružinami a zároveň si zachovávajú nízke náklady.
Pružinové objímky s korunkou sa vyznačujú plynulým zasúvaním a odsúvaním, ako aj spoľahlivým kontaktom. Ako jeden z bežne používaných kontaktných prvkov generujú nižšiu silu pri zasúvaní a vysúvaní a poskytujú mäkší chod v porovnaní s drážkovanými elastickými objímkami a používajú sa hlavne pre viacžilové a vysokohustotné elektrické konektory.
Keď sa kolíky dotýkajú objímok, normálová sila generovaná elastickou deformáciou kontaktných krúžkov zaisťuje tesný kontakt medzi kontaktnými krúžkami a kolíkmi pre prenos signálu. Schéma párovania objímok s korunkovou pružinou a samčích kolíkov je znázornená na obrázku 1.
Spoľahlivosť kontaktu elektrických konektorov ovplyvňuje množstvo faktorov. Na hodnotenie spoľahlivosti kontaktu konektora sa bežne používajú dva ukazovatele, a to sila oddeľovania jednotlivých kontaktov a odpor kontaktov.
3. Postupy návrhu a kľúčové body korunovej pružiny
Objímky sú kľúčovými komponentmi, ktoré realizujú elektrické pripojenie v konektoroch, a pružiny korunky ako kľúčová časť objímok (kolíkov) zohrávajú dôležitú úlohu. Preto je správny výber pružín korunky a racionálny návrh objímok korunky (kolíkov) rozhodujúci pre splnenie požiadaviek na elektrický výkon kontaktných párov vrátane kontaktného odporu, spojovacej sily a nárastu teploty. Výberu pružín korunky a návrhu objímok korunky (kolíkov) treba prikladať veľký význam.
DPostupy návrhu vnútorných a vonkajších korunových pružín
Určenie špecifického konštrukčného tvaru: použitie vnútornej alebo vonkajšej korunovej pružiny. Vyberte vhodnú štruktúru korunovej pružiny podľa podmienok použitia produktu, aby ste posúdili, či vnútorná alebo vonkajšia korunová pružina lepšie spĺňa požiadavky.
l Určte priemer kolíkov alebo objímok. Vyberte správny priemer kolíkov pre vnútornú pružinovú štruktúru korunky a správny priemer objímky pre vonkajšiu pružinovú štruktúru korunky na základe maximálneho zaťažovacieho prúdu počas prevádzky produktu.
Určte ďalšie rozmerové parametre. Navrhnite zvyšné rozmery korunkovej pružiny podľa priemeru čapu alebo objímky.
Určte rozmery spojovacích častí pre korunkovú pružinu. Zhodujte rozmery čapu s finálnou vnútornou korunkovou pružinou a zhodujte rozmery objímky s finálnou vonkajšou korunkovou pružinou.
Kľúčové body dizajnu
Jednostranné stlačenie korunovej pružiny po spojení sa musí kontrolovať v rozsahu 0,15～0,25 mm.
Konštrukčné rozmery korunkovej pružiny priamo ovplyvňujú oddeľovaciu silu kontaktného páru. Pri nezmenených všetkých ostatných parametroch väčší guľový polomer R a dlhšia guľová dĺžka prierezu S strednej časti korunkovej pružiny, ako aj menšia šírka drážky P na guľovej časti, zodpovedajúcim spôsobom znížia oddeľovaciu silu kontaktného páru. Príliš veľký guľový polomer R a dĺžka guľového prierezu S alebo príliš úzka šírka drážky však nie sú priaznivé. Na dosiahnutie vhodnej oddeľovacej sily a vynikajúceho kontaktného odporu je potrebný rozumný návrh týchto troch parametrov. Okrem toho šírka drážky nemôže byť príliš úzka, aby sa uľahčilo obrábanie formy a predĺžila sa životnosť formy.
Pre uľahčenie návrhu a spracovania formy sa nakreslí rozšírený výkres korunovej pružiny s otvorenými koncami.
Všetky rozmery uvedené v konštrukčných postupoch sa vzťahujú na rozmery korunovej pružiny v pracovnom stave.
4. Záver
Stručne povedané, vnútorné a vonkajšie pružiny korunky spolu s ich zodpovedajúcimi kolíkmi a objímkami sú kritickými zostavami elektrických konektorov, ktoré priamo ovplyvňujú spoľahlivosť konektorov. Prevádzkový výkon konštrukcií korunkových pružín závisí nielen od konštrukčného procesu, ale aj od materiálu a technológie obrábania zodpovedajúcich kolíkov a objímok.
Kolíky a objímky sa vo všeobecnosti vyrábajú väčšinou zo zliatiny medi alebo čistej medi, aby spĺňali požiadavky na vodivosť v praktickej prevádzke, a vyrábajú sa mechanickým spracovaním. Na dosiahnutie vynikajúceho prevádzkového výkonu je potrebná dodatočná povrchová úprava povrchu vnútorných a vonkajších pružín koruny. Podrobné postupy návrhu pre konštrukcie vnútorných a vonkajších pružín koruny budú dokončené v následnom výskume.
Konektor Amass High current používa korunkovú pružinu, ktorá vám pomôže udržiavať stabilné pripojenia v aplikačných scenároch, ako sú vibrácie s vysokou intenzitou, opakované nárazy pri vysokých a nízkych teplotách, malý objem a vysoký prúd.
Produkty štvrtej generácie od spoločnosti Amass plne využívajú technológiu kontaktov s korunovou pružinou, čím výrazne predlžujú životnosť a zvyšujú prevádzkovú stabilitu. Poskytujú spoľahlivú ochranu pre zariadenia pracujúce v podmienkach kompaktných rozmerov, intenzívnych vibrácií a opakovaných tepelných šokov medzi vysokými a nízkymi teplotami.
Čas uverejnenia: 4. júla 2026