Как да изберете правилния конектор за вашата сглобка на кабелни жици?

Съединителят, посочен с определен ток на контакт, не разказва цялата история. Тази стойност обикновено се получава при единично зареден контакт, поставен в неподвижния въздух при стайна температура и свързан с дебела жица. Поставете същия контакт в уплътнен корпус до дузина други заредени пина и термичната картина се променя напълно. Топлината не може да се отведе по начина, по който се правеше на работната маса. Съседните контакти се затоплят взаимно. Корпусът става капан за топлина, а не топлоотвод.

Това е първата клопка при избора на съединител за харнес: третирането на номиналната токова мощност от каталога като допустим ток на един контакт и умножаването ѝ по броя контакти. Изчислението изглежда интуитивно, но е погрешно. Токовата мощност е термичен лимит, а не свойство само на метала. Въпросът не е колко ток може да пренася един контакт в изолация, а колко ток може да разсейва цялата съчетана система при реалните условия на околната среда и групиране.

Коригирането на токовата мощност е термично изчисление, а не любезност или резервна граница

IEC 60512-5-2 определя метода за построяване на кривата за коригиране на токовата мощност и е полезно да се разбере какво представлява тази крива. Тя изобразява допустимия ток в зависимост от температурата на околната среда, като горната граница се определя от максималната температура, която могат да издържат контактите и изолационните материали. Кривата се извива надолу при повишаване на температурата на околната среда, защото допустимото повишение на температурата намалява. Контакт, който работи спокойно при даден ток в студено шкафче, може да надвиши материалните си ограничения в горещо помещение, дори ако токът остане непроменен.

Много рамки за квалификации добавят още един слой отгоре: целенасочено намаляващ коефициент от 0,8, приложен по текущата ос. Тази 20-процентова маржа компенсира вариациите в стискането, стареенето на контактите и производствените допуски. Тя не е резерв само заради самия него. Това е признание, че конекторът, използван в реални условия, не е лабораторен образец. Допълнителното намаляване при свитъци от жици е още по-значително. Свитък от дванадесет жици може да пренася значително по-малко ток на жица в сравнение със същите жици, разположени отделно в свободен въздух; коефициентите на намаляване са в диапазона приблизително от 0,53 до 0,63, в зависимост от стандарта и условията. Изборът на конектор, който пренебрегва групирането в свитък, всъщност представлява избор на единичен контакт, поставен в многоконтактен корпус.

Степените на уплътняване зависят от комплекта аксесоари, а не само от корпуса

Твърдението за IP67 или IP68 върху корпуса на конектора е условно. При много уплътнени конекторни системи класификацията за издръжливост при високо налягане (IP6K9K) важи само при монтиране на задна част. Самият корпус може да отговаря само на по-ниско ниво. Това различие има значение в зони с промишлено измиване, производствени помещения за хранителни продукти и външни инсталации, където струята се насочва към сглобката от близко разстояние. Специфицирането на конектора без задна част и очакването на пълната класификация е често срещан начин за създаване на път за протичане в конструкцията.

Уплътнението на кабела е другата половина от уравнението за уплътняне. Уплътнените конектори са проектирани за определен диапазон на външния диаметър на изолацията. Кабел, който е твърде тънък за гнездото на уплътнението, оставя празнина. Кабел, който е твърде дебел, деформира уплътнението и може да попречи на правилното му поставяне. Уплътнението не зависи от калибъра на проводника. То зависи от външния диаметър на обвивката. Затова пълната спецификация за уплътняне посочва типа кабел, диапазона на външния диаметър и стратегията за запушване на гнездата за неизползвани позиции. Отворено гнездо без запушка представлява директен път към контактната камера.

Ретрофит в зоната за измиване на химически завод илюстрира последствията. Сглобките, които бяха издържали проверка на непрекъснатост на работната маса, започнали да показват прескачащи повреди след излагане на цикли на почистване. Телата на съединителите били класифицирани за защита срещу пръскане, но кабелната система била изработена с външен диаметър на обвивката в долния край на диапазона за уплътнение, а няколко неизползвани кавитета нямали запушалки. Влагата се проследявала по жилите и се събирала в контактната зона. Решението не било използването на различно семейство съединители. То било пълен комплект за уплътняване: подходяща задна част, съответстващ външен диаметър на жицата и запушалки за всеки неизползван кавитет.

Механичното заключване и плакирането на контактите определят какво ще предизвика вибрацията с течение на времето

Вибрацията оказва два ефекта върху съединителя. Тя действа върху корпуса, опитвайки се да разхлаби резбовани съединения или да освободи лост. Също така действа върху контактния интерфейс, където миниатюрните относителни движения могат да износят плакирани повърхности. Механизмът за заключване решава първия проблем. Резбовите съединения, щифтовите закопчалки и лостовете с положително заключване всички противодействат на разхлабването. Функциите за гарантиране на положението на съединителя добавят вторична проверка дали закопчалката е напълно задействана, което е полезно, когато процесът на съединяване протича в тясно пространство и не може да бъде визуално потвърден.

Вторият проблем е плакирането. Контактите с калайно покритие са икономични и работят добре в стабилни приложения с висока нормална сила. При вибрации и термично циклиране обаче калаят е уязвим към корозия от триене. Микроскопичното движение излага пресен метал, който се окислява, а контактното съпротивление нараства. Златното покритие е устойчиво към това, тъй като благородната му повърхност не образува резистивна оксидна пленка. Смесването на злато и калай в двойка съчетани контакти е по-лошо от всяко от двете поотделно. Галваничната разлика ускорява корозията на интерфейса, а стандартите и препоръките на производителите считат такава комбинация за инженерно нарушение, а не за компромис.

Практическото правило е да се осигури еднакво покритие по цялата повърхност на съединяване и да се подбере покритието според режима на работа. Съединител, който ще се съединява и разединява многократно, извлича полза от финиш с благороден метал. Система с калай може да се използва за фиксирано и защитено съединение, стига нормалната сила да е достатъчна и околната среда да е контролирана. Режимът на отказ не се проявява като внезапно прекъсване. Той се проявява като бавно нарастващо съпротивление, което става забележимо едва когато веригата е под товар.

Методът на завършване е решение за надеждност, а не за скорост на производствена линия

И кримпването, и лепенето водят до надеждни съединения, когато инструментите, материалите и процесът са подходящи. Разликата е в това къде всеки метод концентрира риска си. Правилно изпълненият кримп представлява газонепроницаемо студено съединяване според IEC 60352-2. Компресионните сили принуждават жилите и контактните материали да се слеят помежду си, като не позволяват проникването на въздух в интерфейса. Съединението запазва гъвкавост чак до контакта, което е точно това, от което има нужда жгутът при вибрации или огъване.

Спояваното съединение създава твърда зона, където оловото прониква във витата жица. При огъване или вибрация тази преходна област действа като концентрация на напрежение. Жичките могат да се прекъснат на границата между твърдата спояна част и гъвкавата жица отвъд нея. За съединенията между проводник и терминал в автомобилни и авиационни кабелни снопове клас 3 на изпълнението според IPC/WHMA-A-620 предвижда опресването като задължителен метод и налага строги ограничения за използването на олово в такива съединения. Стандартът изисква също пълноциклови опресвателни инструменти за клас 3, което сочи към истинския променлив фактор: контрол на процеса. Ръчен инструмент с неизвестна калибрация може да създаде съединение, което изглежда приемливо, но функционира като слабо звено.

Честното ограничение е, че опресването осигурява своето предимство в надеждността само когато терминалът, жицата и инструментът са съвместим комплект, а изпитанията за издържане на опън и проверките на височината на опресването потвърждават настройката. Лошо опресване не е по-добро от добро лепено съединение. Смисълът е, че валидираната процедура за опресване е по-лесно да се повтаря в рамките на серийно производство в сравнение с ръчно лепено съединение, а неговите начини на отказ са по-лесни за откриване при рутинна инспекция.

Стандартите определят минималното ниво на приемане, а процесът поддържа сборката над това ниво

IPC/WHMA-A-620 предоставя рамката за изпълнение, срещу която както купувачът, така и производителят могат да извършват одит. Тя обхваща подготовката на кабелите, кримп-свързанията, свързването на конекторите и методите за инспекция, като клас 3 представлява най-строгия диапазон за приемане. Позоваването на стандарта в чертежния пакет е задължително, но само по себе си не гарантира последователност. Два доставчика могат да твърдят, че са съвместими с A-620, и все пак да се различават по дисциплината за калибриране на инструментите, честотата на изпитанията за изтегляне и начина, по който обработват кабел, който се намира на границата на диаметъра на уплътнението.

Изборът на конектор е толкова добър, колкото е чертежът, който го описва. Чертежът трябва да посочва семейството на конектора, покритието на контактите, типа кабел и диапазона на външния му диаметър, аксесоарите за уплътняване, класа на изпълнение и метода за инспекция. Неясни бележки водят до интерпретации, а именно интерпретациите са мястото, където възниква вариацията в производствения процес.

Odia подходите към избора на конектори за връзка се фокусират върху тази практически пропаст: съгласуване на спецификациите за конектор, контакти и жици преди пускането им в производство, поддържане на кримп-инструментите в рамките на калибрацията им и проследяване на партидите материали, така че въпрос от полето да може да бъде отговорен чрез документи, а не чрез спомени. Нито един процес не елиминира всички възможни режими на отказ, а конектор, избран спрямо нереалистично допущане за околната среда, все още ще изпитва затруднения. Целта е разликата между добра спецификация и добро изпълнение да бъде намалена до минимум, партида след партида.