1防水接插件端子在護(hù)套中的保持力不合格
端子在護(hù)套中的保持力是指沿軸向使端子與護(hù)套分離所需的力。為避免出現(xiàn)端子退針的現(xiàn)象,防水接插件的性能試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)對端子在護(hù)套中的保持力做了嚴(yán)格規(guī)定:①規(guī)格不大于2.8的防水接插件保持力大于40N;②規(guī)格大于2.8的防水接插件保持力大于60N。實(shí)踐中較多端子退針現(xiàn)象的產(chǎn)生都是因?yàn)楸3至Σ粷M足規(guī)定。一般來說,端子在護(hù)套中的保持力不合格的原因有:結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題及材料選擇問題。
1.1結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問題主要是指端子和護(hù)套的掛接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。這種掛接結(jié)構(gòu)一般是一種彈性結(jié)構(gòu),分為護(hù)套上采用彈性結(jié)構(gòu)和端子上采用彈性結(jié)構(gòu)。
1.1.1護(hù)套上采用彈性結(jié)構(gòu)
護(hù)套上采用彈性結(jié)構(gòu),將端子和護(hù)套裝配所需要的彈性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在護(hù)套上,在端子和護(hù)套裝配過程中,通過護(hù)套彈舌(設(shè)計(jì)在護(hù)套上的彈性結(jié)構(gòu))受力變形,實(shí)現(xiàn)端子和護(hù)套的裝配。在端子和護(hù)套裝配到位后,護(hù)套彈舌由于受力解除而恢復(fù)至原始狀態(tài)。該護(hù)套彈舌和設(shè)計(jì)在端子上的掛臺結(jié)構(gòu)的配合,保證護(hù)套對端子的有效定位。護(hù)套彈舌的剪切強(qiáng)度決定了端子在護(hù)套中的保持力。剪應(yīng)力計(jì)算公式如下:
式中:τ
材料所受的剪應(yīng)力;F
材料剪切方向受力;A
剪切面積;[τ]
材料的許用屈服剪應(yīng)力。
由公式(1)可知:材料剪切方向承受的最大力與材料的剪切面積成正比,與材料的許用剪應(yīng)力成正比。護(hù)套彈舌設(shè)計(jì)時(shí),當(dāng)材料選定后,材料的許用屈服剪應(yīng)力即固定不變,要保證產(chǎn)品滿足端子在護(hù)套中的保持力(剪切方向受力)要求,需保證護(hù)套彈舌的剪切面積滿足要求值。實(shí)踐中由于考慮到端子和護(hù)套的設(shè)計(jì)間隙,因此剪切面積應(yīng)按極限惡劣情況計(jì)算。端子和護(hù)套的設(shè)計(jì)間隙應(yīng)能保證在極限惡劣情況下計(jì)算出的剪切面積所能承受的屈服剪應(yīng)力大于要求的端子在護(hù)套中的保持力。
1.1.2端子上采用彈性結(jié)構(gòu)
端子上采用彈性結(jié)構(gòu)是指將端子和護(hù)套裝配所需要的彈性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在端子上,在端子和護(hù)套裝配過程中,通過端子彈舌(設(shè)計(jì)在端子上的彈性結(jié)構(gòu))受力變形,實(shí)現(xiàn)端子和護(hù)套的裝配。在端子和護(hù)套裝配到位后,端子彈舌由于受力解除而恢復(fù)為原始狀態(tài)。該端子彈舌和設(shè)計(jì)在護(hù)套上的掛臺結(jié)構(gòu)的配合,保證護(hù)套對端子的有效定位。
端子彈舌的屈服強(qiáng)度決定了端子在護(hù)套中的保持力。由公式(1)可知:端子彈舌設(shè)計(jì)時(shí),當(dāng)材料選定后,材料的許用剪應(yīng)力即固定不變,要保證產(chǎn)品滿足端子在護(hù)套中的保持力(剪切方向受力)要求,需保證端子彈舌的剪切面積滿足要求值。實(shí)踐中由于考慮到端子和護(hù)套的設(shè)計(jì)間隙,除考慮端子彈舌的剪切面積(材料厚度和彈舌寬度)外,應(yīng)保證極限惡劣情況下,端子彈舌與設(shè)計(jì)在護(hù)套上的掛臺結(jié)構(gòu)具有完整的配合。
1.2材料選擇問題
1.2.1護(hù)套材料選擇防水接插件護(hù)套常用材料有:聚酰胺(俗稱尼龍)、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、ABS等。對于護(hù)套彈舌結(jié)構(gòu),一般主要考慮材料的韌性,根據(jù)滿足韌性要求的材料的許用屈服剪應(yīng)力設(shè)計(jì)彈舌結(jié)構(gòu)的尺寸。需要強(qiáng)調(diào)的是,材料的許用屈服剪應(yīng)力應(yīng)按材料經(jīng)受防水接插件可能存在的高溫老化、溫度-濕度循環(huán)、化學(xué)液體腐蝕等試驗(yàn)后的允許值計(jì)算。如果按試驗(yàn)后的許用屈服剪應(yīng)力值設(shè)計(jì)彈舌結(jié)構(gòu)無法滿足要求,則應(yīng)考慮更換材料或使用二次鎖結(jié)構(gòu)(圖2)來解決。當(dāng)防水接插件初始保持力正常,試驗(yàn)后保持力不合格出現(xiàn)退針時(shí),一般是因?yàn)榘词褂貌牧系某跏荚S用屈服剪應(yīng)力設(shè)計(jì)了彈舌結(jié)構(gòu)造成的。
1.2.2端子材料選擇防水接插件端子常用材料有:紫銅、黃銅、青銅。根據(jù)它們的硬度情況又可分為軟、半硬、硬3種狀態(tài)。這3種材料中,紫銅應(yīng)用較少,一般用于接地孔式或叉式接頭等。黃銅和青銅應(yīng)用較多。黃銅的導(dǎo)電性能比青銅好,而青銅的硬度和彈性比黃銅好。當(dāng)使用端子彈舌結(jié)構(gòu)時(shí),一般應(yīng)使用青銅。使用黃銅材料經(jīng)常會出現(xiàn)保持力不足的現(xiàn)象。