美军标电连接器典型故障模式及解决途径探讨

摘 要:本文就压接型电连接器在实际使用过程中的一些典型故障模式进行分析,并提出了一些预防和解决措施。

关键词:压接型电连接器 故障模式 解决措施

中图分类号:TM51 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)09(a)-0040-01

连接器是一种能使电路反复分开与连接的元件,主要用于实现电信号的传输和控制,以及电子与电气之间的连接。不但要求其具有良好的电性能、较高的机械强度及接触可靠性,还应适用电子整机小型化发展的要求。连接器按连接方式分为焊接型和压接型及绕接型。随着电子产品的更新换代、连接器的小型化和高可靠性要求,连接器的压接方式应用越来越普遍,逐渐成为主要的连接方式。

JY型连接器符合GJB599A (MIL -DTL -38999K)要求,具有耐环境、高密度、体积小、高可靠、耐环境等特点。使用方便,产品在接触件插合之前,外壳之间先电气接通,并且能保证接触件准确定位,避免操作损伤和意外的电接触。它已广泛应用在航空、航天、兵器和电子等产品上。

JY型连接器品种规格多,适用范围广,技术指标要求高,掌握其故障问题及解决措施可以提高该型连接器在使用过程中的可靠性。下面就几种典型的故障模式进行分析。

1 压接后导线断裂

在某连接器的压接完成后,在对产品进行测试时发现信号不通,将连接器断开后发现,压接接触体无明显外伤,且接触体压痕清晰、完整,不存在裂纹、压穿等现象。断线位置多股芯线分布呈半圆状;断线芯线长度不大于3mm;断线芯线两侧有乳白色绝缘层“拉丝”现象;压接接触体观察孔中可以看到导线芯线。

一般出现导线从压接接触体内脱出的情况,包括以下四种常见原因:(1)导线芯线没送到位;(2)导线下线长度不足;(3)压接欠压;(4)压接过压。

进一步分析可知如下。

压接出现导线没送到位现象时,压接接触体观察孔中应无法看到导线芯线。

压接导线单根线长较短时,单根导线芯线单独受径向拉力较大,容易造成疲劳损伤。

压接出现欠压现象时,压接接触体压痕应比正常情况的压痕略浅;且导线往往是整体脱出。

压接出现过压现象,一般又包括两种可能的情况:原因之一,选用的导线过粗,超过压接接触体使用的最大范围;原因之二,压接时选用的压接档位不合理,压接深度大于标准要求的尺寸,造成导线损伤。

根据故障现象,再综合考虑断线芯线长度不大于3mm、断线芯线两侧均存在乳白色绝缘层“拉丝”现象,本次故障应为绝缘层进入压接筒,造成压接位置局部过压。

本次故障的原因如下:在导线剥线阶段比正常情况下剥线长度略短,造成导线穿套压接接触体时,导线绝缘层被塞入压接接触体,且达到了压接接触体压痕位置,使得压接筒内部导线(含绝缘层)过粗,超过压接接触体使用的最大范围。压接出现局部过压现象,造成导线损伤。

在实际的压接操作时,压接筒经压接后,其变形量应符合下列规定。

插针(孔)工作直径小于等于1.5mm,压接后压接筒的最大直径不超过压接筒外径最大值0.05mm。

插针(孔)工作直径大于1.5mm,压接后压接筒的最大直径不超过压接筒外径最大值0.15mm,如图1所示。

2 连接器对接后缩针缩孔

发现插头上某一点的插孔出现缩孔,从插头端面不易观察到接触体。断开电连接器后发现该点缩孔导致连接器对接后该点接触不良,导致信号断路。该连接器为美军标III系的电连接器。

在绝缘体的孔腔内装有弹元件(卡爪),在使用过程中将接触体由连接器的后端送入连接器的孔腔内,当接触体到达正确位置后,接触体会被牢牢地锁紧于孔腔内。美军标III系列电连接器具有极强的耐环境性能。具有防误插、防斜插,可盲插的特点,因此连接器插头座对接后,电连接器针孔接触的长度仅为2mm左右。如果连接器出现缩针或缩孔,当缩针或缩孔长度大于2mm,即有可能导致电连接器针孔接触不良或接触不上。分析造成连接器缩孔问题的原因有以下几点。

(1)连接器卡爪故障:接触体在连接器孔腔锁定,靠的是连接器内卡爪卡住接触体台阶,防止接触体退缩。当卡爪故障(卡爪错位或损坏)导致卡爪不能卡住接触体,导致接触体在对接时容易移位。

(2)连接器孔腔内多余物:连接器孔腔内如果有多余物会导致接触体台阶无法到达卡爪部位,即接触体送不到位,卡不住。

(3)连接器绝缘体损坏:连接器绝缘体损坏,导致卡爪错位或后缩,可能导致接触体送入到位后对接针孔错位或后缩。

(4)接触体没送到位:连接器加工过程中接触体压接完成后在送入封线体时,没有送到位,在连接器对接时,导致插头插孔轻微移动,多次对接导致插孔缩入量过大,导致插头座对接时针孔接触不良。

3 连接器无法对接或对接不到位

在卡口式(卡钉式)连接器的对接过程中,发现连接器未插合到位。分析其故障原因,主要有以下几种可能情况。

卡口式连接主要通过连接器插座上的卡钉与对应的插头中的螺旋槽配合,将卡钉旋入螺旋槽中,然后卡钉带动插头和插座轴向移动,直至其进入卡钉孔中,且伴有清脆的“咔嚓”声和明显的手感,表明旋合到位,实现整个连接器插头和插座的对接和锁紧。如果连接器配合较紧,连接器未对正就开始操作,就会将扭紧的声音当“咔嚓”声误认为已经插合到位,实际可以从裸套的卡钉孔中看到卡钉才可认为是真正插合到位。

不同厂家控制产品的尺寸公差不同,特别是对锁紧力矩有影响的界面尺寸等位置尺寸,就会对产品的锁紧力产生影响,但是这时虽然未插合度奥维,但是卡钉已经进入紧锁位置,可以实现产品的使用性能。

针对上述情况,在实际操作中,插头座配合时尽量选择为同一个厂家的产品。在对接操作时,保证插头座垂直对正,对接过程中不仅凭手感和声音,还要看螺纹外露部分的尺寸。通过多种手段保证连接器对接正确可靠。

4 结语

JY型连接器品种规格多,适用范围广,技术指标要求高,掌握其故障问题及解决措施可以提高该型连接器在使用过程中的可靠性。本文从压接型电连接器的几种典型故障模式出发,对其故障原因和机理进行了分析,从生产工艺等方面提出了各种改进措施以改进压接型电连接器的工艺方法,降低生产中的故障概率,进一步增强该类电连接器在产品上使用的可靠性。

参考文献

[1] 徐英.JY型连接器压接工艺技术[J].电子工艺技术,2009,30(4).

[2] 圆形电连接器,沈阳兴华航空电器有限责任公司技术资料.