车用电线束插接器端子正向力探讨.pdf

工芝材料3TcoM
车用电线朿插接器端子正向力探讨
王武军
(河南天海电器有限公司,河南鹩壁458030)
摘要:车用电线束插接器端子是决定插接器电力和信号传输性能的关键零件,端子的正向力是决定端子性能的
一个重要因素。分析影响端子正向力的主要因素,探讨端子正向力对插接器机械性能、电性能及磨损寿命的影响
关键词:插接器端子;接触电阻;插拔力;磨损寿命
中图分类号:U463.61文献标识码:A文章编号:1003-8639(2012)12-0036-02
Discussion on Positive Force of Auto Wire Connector Terminal
(Henan THB Electric Co, Ltd, Hebi, Henan 458030, China
Abstract: The auto wire connector terminal is the key component that determines the power and the
transmission performance of the connector. The positive force of terminal is an important factor to the terminal
performance. The author analyzes the main factors to affect the terminal positive force and discusses the influences of
Key words: connector terminal; contact resistance; plug power; wear l sf connector terminals
positive force on the mechanical property, electrical property and the wear life of connector terminals
早期车用电线東插接器的设计,严重依赖工程
dxxx
设计人员的工作经验,并采用“试错逼近”法则,
4×L3
通过不断调整、修正工装样件,来达到产品性能
式中:F插接器端子的正向力;d一端子
周期长,费用高。随着我国汽车工业的快速发展和弹性结构的偏转位移量:E一材料的弹性模量
汽车电气系统的日益强盛,对车用电线束插接器的
端子弹性结构宽度;
端子材料厚度
精细化和可靠性要求越来越高。插接器端子是决定
Lー端子悬臂长度。
插接器电力和信号传输性能的关健零件,插接器端
由公式(1)可知:插接器端子正向力的大小
子的精细化和可靠性越来越引起人们的重视。
与端子材料的弹性模量、材料宽度、弹性结构的偏
车用电线東插接器口端子正向力是指产生在插转位移量成正比,与材料厚度的立方成正比,与弹
接器的公端子和母端子接触表面并垂直于该接触表性结构悬臂长度的立方成反比。产品设计时,当材
面的力。它是影响插接器性能的一个重要指标。实料选定后,材料厚度、材料的弹性模量即固定不
际使用时,合适的正向力从几牛到几十牛不等,设变,只能通过改变端子弹性结构的宽度叱和端子悬
计人员往往难以正确把握。本文通过建立悬臂梁模臂长度L来调整正向力F的大小
型,分析髟响端子正向力的主要因素,提出端子正
端子在正向力作用下会发生弹性变形,产生内
向力的设计思路。同时,探讨端子正向力对插接器应力,内应力计算公式如下
机械性能、电性能及磨损寿命的形响。
nm=(3×dxE×t)/(2×L
2
式中:r~-端子工作状态的最大内应力。
1插接器端子正向力分析
如果端子承受的内应力超过了端子材料的许用
研究车用电线束插接器端子的正向力时,可根应力,应力集中处端子材料产生塑性变形,从而使
据端子使用时的受
端子弹性结构产生水久变形导致端子正向力变化,
力状况,将端子简
甚至有可能导致端子功能失效。由公式(2)可知,
化为悬臂梁模型,?
材料选定后,材料厚度、材料的弹性模量E固定不
如图1所示。根据
变,端子工作状态的理论最大内应力び…不能满足
悬壁梁理论,可得
要求时,可通过降低端子弹性结构的偏转位移量d
到端子的正向カ计
F
或增大端子悬臂长度L,使端子工作状的最大内
算公式如下2
图1端子正向力设计示意图
应力o降低
收稿日期:2012-04-10
作者简介:王武军(1969-),男,河南偃师人,高级工程师,硕士,主要从事汽车用连接器、电器盒开发和推广工作
36《汽车电器》2012年第12期
Tecbnologyema
エ艺。材料
2插接器端子正向力对插接器性能的影响
根据 Rabinowitz:提出的接触面摩擦理论,摩擦
插接器使用时,其接触可靠性与正间カ成正力可看作是分离两表面间连接的必需力量。摩擦力
比,提高正向カ可以减小接触电阻,可以改善插接可以从下面公式中,由接触界面强度而进行简单的
器震动时电信号瞬断问题。但正向力过大,将使插估计。
接器的插拔力变大,端子变形产生的内应力对其疲
(5)
劳寿命也将产生不利影向
H=(んxF)/A。
(6
2.1端子正向力对插接器接触电阻的影响
式中
摩擦力;、一计算系数;H-
根据QC/T417-2001车用电线東插接器的拠端子材料的硬度;ん一计算系数,与接触面的粗糙
定,插接器的接触电阻是指参考点之间的电阻,见度、润滑状、接触面形状、表面镀层等有关;Fー
图2。插接器的接触电阻由公端子和母端子的固有端子的正向力;A一端子接触面的点接触面积
电阻、导体压接电阻、参考点间的导线电阻、公端
由公式(5)和公式(6)可得到端子插拔时的
子和母端子接触面间的电阻4部分组成。端子材料摩擦力公式
固有电阻由端子材料的电导率和端子的尺寸决定
(ァxんxF)/A。
压接电阻由压接品质决定,参考点间的导线电阻由
插接器插按时主要是克服端子接触面的摩擦阻
所使用导线的材料及线径决定。本节主要讨论公端カ,因此,插接器插拔力的大小主要由端子接触面
子和母端子接触面间的电阻。接触面间的电阻计的摩擦阻力决定。根据公式(7),端子接触面的摩
算公式如下
擦阻カ大小与端子的正向力成正比。
R=k× PXVH/F
2.3端子正向力对插接器磨损寿命的影响
式中:R一一公端子和母端子接触面间的电阻;
插接器在使用时一般需要承受多次捕拔,每次
ん一一计算系数;
端子材料的电阻率;H
插拔都会磨损端子的接触面。根据长期实践经验,
端子材料的硬度;F端子的正向力
每行程的磨损量可化为经验公式
V=(んxFxF)/L
绝缘压接导体压接接触面公端子导体压接绝缘压接
式中:Vーー单次行程的磨损量;ん一暦损系
数;F一端于的正向力;H端子材料的硬度
参考点
导体母端子
导体
2mm
导体绝缘层
导体绝缘层参考点
插接器插拔行程
2 mm
根据公式(8)可知:端子材料和插拔行程确
图2端子配合示意
定的条件下,端子的正向力越大,表面摩损程度越
严重。因此,正向力越