В допълнение към общите изисквания за производителност, електрическите конектори имат три критични основни изисквания: отлични контактни характеристики, стабилна работа и лесна поддръжка. Тяхната експлоатационна надеждност пряко определя нормалното функциониране на цялата верига на оборудването и е свързана с безопасността на цялото основно устройство. Съответно, електрическите вериги налагат изключително строги стандарти за качеството и надеждността на електрическите конектори.
Като основни вътрешни компоненти, отговорни за електрическия контакт в електрическите конектори, контактите играят решаваща роля за надеждността на конекторите. Надеждността на контактите се влияе от множество фактори, включително структурен дизайн, технология на обработка, производство, управление на производството, свойства на суровините и работна среда.
Съществуват множество параметри, влияещи върху надеждността на електрическия контакт, като те обхващат главно свойствата на контактните материали, работните условия, околните газове и други аспекти. За да се осигури надеждността на електрическия контакт чрез разработване на решения срещу повреда на контакта, е важно да се изследва и анализира механизмът на повреда на контактните точки. Съответните изследвания се фокусират главно върху следните области:
Материално изследване
Свойствата на всички материали се влошават с времето. Следователно, приоритет трябва да се даде на високоефективни материали, които могат да поддържат дългосрочна надеждност, последвано от оценка на експлоатационните среди, за да се гарантира, че материалите са способни да издържат на тежки работни условия.
Изследвания в областта на преработката и производството
Производствените дефекти са широко разпространени сред произвежданите в Китай конектори в момента. Недостатъчният производствен капацитет създава значителна разлика в производителността между действително готовите конектори и идеалните проектни спецификации, което от своя страна подкопава цялостната надеждност.
Изследване на факторите на околната среда
Когато контактите корозират под въздействието на атмосферни условия, геометрията на повърхността на контактните зони ще се промени. В сравнение с идеалното състояние, всички съответни параметри се променят не само с времето, но и при различни работни условия. Това влошава характеристиките на електрическия контакт и в крайна сметка води до повреда на електрическия контакт.
Въз основа на трите основни фактора, причиняващи повреди в електрическите контакти, споменати по-горе, тази статия разглежда главно структурата, характеристиките и процедурите за проектиране на специфична коронна пружина, така че да се постигне превъзходна експлоатационна производителност и да се предотвратят преждевременни повреди в електрическите контакти.
1. Структура на коронната пружина
Коронните пружини се разделят на вътрешни коронни пружини и външни коронни пружини. Външната коронна пружина е известна още като фенерче-контакт, която е монтирана върху външната цилиндрична повърхност на щифта и образува контактна двойка с цилиндричния щифт, както е показано на Фигура 1. Вътрешната коронна пружина е монтирана във вътрешния отвор на щифта и образува контактна двойка с цилиндричния щифт, както е показано на Фигура 2.
2. Характеристики на коронната пружина
Структура на гнездото на пружината на короната и надеждност на контакта
Както може да се види от структурата на коронната пружина, когато е използвана външна коронна пружина, действителната контактна повърхност на контактния елемент е външната сферична повърхност на главата на фенера, която осъществява контакт с цилиндричната повърхност на гнездото. При вътрешните коронни пружини вътрешната сферична повърхност на вътрешната коронна пружина е в контакт с цилиндричната повърхност на щифта. И двете конфигурации се характеризират с точков контакт.
При идентични параметри на нормалната сила, материала и структурата, контактът между точките и повърхностите осигурява по-ниско съпротивление на натиск и съпротивление на филма в сравнение с контакта между повърхности, което води до относително ниско действително контактно съпротивление за конструкциите с коронкови пружини.
Освен това, коронните пружини разчитат на еластична деформация за заключване, което налага умерени изисквания за прецизност на контактните компоненти. Съответно, вложките/щифтовете с коронни пружини предлагат плавно свързване и разединяване, стабилен и надежден контакт, отлична устойчивост на вибрации и удари, както и висок живот на циклите на свързване. В сравнение с вложките с телени пружини, те са по-подходящи за масово производство и демонстрират превъзходна производителност при приложения с висок ток, преодолявайки недостатъка на недостатъчната токовоносимост на вложките с телени пружини, като същевременно поддържат ниска цена.
Пружинните вложки с коронка се отличават с плавно свързване и разединяване, както и с надежден контакт. Като един от широко използваните контактни елементи, те генерират по-ниска сила на вкарване и изваждане и осигуряват по-мека работа в сравнение с еластичните вложки с шлиц, и се прилагат главно за многожилни и високоплътни електрически конектори.
Когато щифтовете се съединят с гнездата, нормалната сила, генерирана от еластичната деформация на контактните пръстени, осигурява стегнат контакт между тях за предаване на сигнала. Схемата на съединяване на гнездата с корончата пружина и мъжките щифтове е показана на Фигура 1.
Многобройни фактори влияят върху надеждността на контакта на електрическите конектори. Два показателя, а именно сила на разделяне на един контакт и контактно съпротивление, обикновено се използват за оценка на надеждността на контакта на конектора.
3. Процедури за проектиране и ключови моменти на коронната пружина
Гнездата са основните компоненти, които осъществяват електрическа връзка в конекторите, а пружините на короната, като ключова част от гнездата (щифтовете), играят жизненоважна роля. Следователно, правилният избор на пружини на короната и рационалното проектиране на гнездата (щифтовете) на пружините на короната са от решаващо значение за отговаряне на изискванията за електрически характеристики на контактните двойки, включително контактно съпротивление, сила на свързване и повишаване на температурата. Трябва да се обърне голямо внимание на избора на пружини на короната и на проектирането на гнездата (щифтовете) на пружините на короната.
DПроцедури за проектиране на вътрешни и външни коронни пружини
l Определете специфичната структурна форма: използвайте вътрешна или външна пружина на короната. Изберете подходящата структура на пружината на короната според условията на приложение на продукта, за да прецените дали вътрешната или външната пружина на короната отговаря по-добре на изискванията.
Определете диаметъра на щифтовете или вложките. Изберете подходящ диаметър на щифта за вътрешната пружинна конструкция на короната и подходящ диаметър на вложката за външната пружинна конструкция на короната въз основа на максималния ток на натоварване по време на работа на продукта.
Определете други размерни параметри. Проектирайте останалите размери на коронната пружина според диаметъра на щифта или втулката.
Определете размерите на свързващите части за коронната пружина. Съпоставете размерите на щифта с финалната вътрешна коронна пружина и съпоставете размерите на гнездото с финалната външна коронна пружина.
Ключови моменти при проектирането
Едностранното свиване на коронната пружина след свързване трябва да се контролира в диапазона от 0,15～0,25 мм.
Структурните размери на коронната пружина пряко влияят върху силата на разделяне на контактната двойка. При непроменени всички други параметри, по-големият сферичен радиус R и по-голямата дължина на сферичното сечение S на средната част на коронната пружина, както и по-малката ширина на прореза P на сферичната част, съответно ще намалят силата на разделяне на контактната двойка. Прекалено големият сферичен радиус R и дължината на сферичното сечение S или прекалено тясната ширина на прореза обаче не са благоприятни. Необходимо е разумно проектиране на тези три параметъра, за да се постигне подходяща сила на разделяне и отлично контактно съпротивление. Освен това, ширината на прореза не може да бъде твърде тясна, за да се улесни обработката на матрицата и да се удължи експлоатационният живот на матрицата.
За улесняване на проектирането и обработката на матрицата трябва да се изготви разширен чертеж на коронната пружина с отворени краища.
Всички размери, посочени в процедурите за проектиране, се отнасят до размерите на коронната пружина в работно състояние на свързване.
4. Заключение
В обобщение, вътрешните и външните пружини на короната, заедно с техните съединителни щифтове и гнезда, са критични възли на електрическите конектори, които пряко определят надеждността на конекторите. Експлоатационните характеристики на конструкциите на пружините на короната зависят не само от процеса на проектиране, но и от материала и технологията на обработка на съединителните щифтове и гнезда.
Обикновено щифтовете и вложките са изработени предимно от медна сплав или чиста мед, за да отговарят на изискванията за проводимост в практическа употреба, и се произвеждат чрез механична обработка. За постигане на превъзходни експлоатационни характеристики е необходима последваща обработка на повърхността на вътрешните и външните пружини на короната. Подробни процедури за проектиране на конструкциите на вътрешните и външните пружини на короната ще бъдат завършени в последващи изследвания.
Конекторът Amass High current използва коронната пружина, която може да ви помогне да поддържате стабилни връзки в сценарии на приложение, като вибрации с висока интензивност, повтарящи се удари при висока и ниска температура, малък обем и висок ток.
Продуктите от четвърто поколение на Amass изцяло използват технологията на контактните пружини с корона, което драстично удължава експлоатационния живот и подобрява оперативната стабилност. Те осигуряват надеждна защита за оборудване, работещо при ограничения с компактни размери, интензивни вибрации и повтарящи се термични удари между високи и ниски температури.
Време на публикуване: 04 юли 2026 г.