新型弹片型连接器的研发及产业化

罗奕奕

摘 要：随着连接器行业的发展，连接器种类结构越来越多，这就对连接器产品的结构、实用性和安全性提出了更高的要求。现有技术中，连接器的种类有很多，各种连接器的结构各不相同，接线方式也有很多。但是经过分析发现很多现有接线技术存在一些弊端，如安装费时、不耐振动、需要特殊工具、操作不便等等缺点。本Push Spring Connector技术正是为了解决这些现有难题孕育而生。

关键词：连接器；连接方式；弹片连接器；笼式弹片；推压；拆装便利

中图分类号：THl23+.4 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）24-0016-02

1 现有接线方式介绍-螺钉接线方式的特点

1.1 螺钉连接型

通过螺钉与插针上的内螺纹旋接后，压紧插入插针内的导线。

1.1.1 螺钉连接型的优点

①同一规格插针，可适用的导线规格范围较广；

②导线可拆卸重装，插针可多次使用，方便维护；

③可以产品组装时，使用常用的螺丝刀即可，无需专用的工具；

④可带导线保护片；

⑤若有需要的话，单孔可同时接几根线。

1.1.2 螺钉连接型的缺点

①使用中，易受设备振动影响，可能导致螺钉旋接处出现退松现象，这就需要定期重新检查。

②产品安装导线较费时。

③由于降低电阻，减少温升，往往使用材质较软的铜合金制造插针，螺钉旋紧压线时，为了确保导线压紧，需要有一定的螺钉旋紧力，而过大的旋紧力容易造成滑牙现象，导致导线松脱，出现故障。

1.2 冷压接型

通过专用的冷压钳工具间插针压变形后，将插入插针的导向压紧。

1.2.1 冷压型连接器的优点

①不受设备振动影响，适用于振动场合；

②插针排布密度高，可以节省空间；

③可实现线束预先装配。

1.2.2 冷压型连接器的缺点

①同一规格插针，适用导线规格较窄，规格多，不利于物料管理；

②需要专用的压接工具，而且工具比较昂贵；

③插针压接后，不可重复使用；

④不适用硬线场合。

2 新型弹片型连接器技术特点、关键技术和关键工 艺及解决途径

专案小组将项目需要解决的技术目标设定为开发一种

型连接方式，它必须具有以下特点：

①连接牢靠，不易受到设备震动影响；

②能够多次拆装，实现重复使用；

③拆装不需要专用工具；

④实现快速拆装，方便维护；

经过多轮的功能模型试制和优化，开发出全新的创新型弹片式连接器，具体如图1所示。

2.1 新型弹片型连接器技术特点

①连接牢靠，不易受到设备震动影响；

②能够多次拆装，实现重复使用；

③拆装不需要专用工具，使用任何辅助物件推动设在产品上的插销即可完成拆装导线；

④在连接和换线过程中，工具与人体都不与导体接触，防止导致触电的情形发生，安全性好；

⑤实现快速拆装，方便维护。甚至可利用简单的特制工具将一次性奖所有上插孔一次性打开，进行装线，更加省时。如图2所示。

2.2 新型弹片型连接器关键技术

①研究选择合适的弹片材料，它必须具有同时具备高弹性、合适的刚性，还需要有较高的寿命。

②设计弹片的异形结构和插针结构，确保对导线具有必要的夹持力。

2.3 新型弹片型连接器关键工艺技术

①弹片材料的生产工艺；

②弹片制造设备和模具开发；

③用于装插针的插体注塑精度控制。

2.4 新型弹片型连接器关键工艺技术解决途径

①弹片材料技术主要是通过本项目专案小组与材料供应商合作开发，最后选择德国产的特殊不锈钢材料，并经过国内的特殊处理工艺加工出符合要求的材料。

②弹片制造设备和模具是由本项目专案小组与国内知名的自动化设备制造商合作开发进行，经过了二代原型机改进，最后完成了可量产的生产设备。

③插体注塑工艺通过引进德国产的素有“注塑界劳斯莱斯”美誉的ARBURG品牌注塑机，确保注塑工艺的高精度、高稳定性。

通过自主开发和外部引进相结合的方式对插针的加工设备和产品装配设备进行自动化技改，提高产品的加工精度和稳定性，确保产品质量，通知提高生产效率。

3 新型弹片型连接器技术性能指标与现有的产 品对比

3.1 对产品抗振动性能实验分析

新型弹片型连接器的抗振动性已按照IEC/EN 60068-2-6标准进行振动测试得到验证。试验中使用最大为2 000 Hz的频率、最大为20 g的不同大小的振幅。针对轨道交通车辆电气设备的试验对抗振动性都有着尤其高的要求，这些试验都已全部通过。在按照IEC/EN 60068-2-27标准和针对IEC/EN 61373标准的铁路应用所进行的抗冲击性试验中会用单独的撞击代替持续的振动。本项目开发的新型弹片型连接器可以承受X＼Y＼Z方向达到100 g的冲击，并且不会出现任何损害。

3.2 对特殊气候耐候性实验分析

特殊的气候条件可能会对弹片的长期稳定性造成影响，而在气候试验中会将这些气候条件在实验室中模拟出来。为此，项目专案小组对产品进行耐候性测试，包括高低温测试、盐雾试验等，试验结果所有弹片连接产品都满足下列气候试验的相关要求：

①温度变化要求符合IEC/EN 60998-2-2，IEC/EN60947-7

-1标准；

②工业气候条件符合EN ISO 6988，IEC/EN 60068-2-42标准；

③盐雾符合IEC/EN 60068-2-11标准。如图3所示。

3.3 新型弹片型连接器和现有产品的对比

产品使用性能对比，见表1。

性能指标对比分析：按照行业标准EN 61984，见表2。

经对比，可发现新型弹片型连接器有以下优势：

①创新性。

接线方便，在连接和换线过程中，工具与人体都不与导体接触，防止导致触电的情形发生，安全性好。

使用方便灵活，接线方式对导线压接前的准备要求不高，并且不需要特殊安装工具可以解放操作工具，可极大的降低安装成本。

在接线过程中工具只是辅助作用，有限的空间内实现导体连接和拆解时，在完成弹片开口状态后、工具可拿开，在安装和拆卸时不被工具干扰，可更好的进行接线连接操作。操作十分方便，在连接和拆解中，轻松按压推杆或拨杆就可以将相应的孔或槽推开，并可利用简单的特制工具将所有上插孔一次性打开，更加省时。

②先进性。

在现有技术中，连接器的种类很多，各种连接器的结构各不相同，接线方式也有很多。大部分连接器在与导体连接和拆解时，必须借助专用工具完成，操作十分不便；在连接和拆解中，工具容易与导体接触，导致触电的情形时有发生，安全性差；在接线过程中，工具不能移除，干扰导体连接操作；因此，我司针对这些缺陷，对连接器的结构进行深入研究，开发出一种依靠带状硬金属扭曲压力接线的连接器，使导体连接和拆解时操作方便，且避免与导体接触而触电。

4 结 语

新型弹片型连接器已量产，并广泛应用于电梯控制系统、自动化风力发电等行业中，大大提高了连接器的灵活性和操作性。在人工成本升高问题日益凸显的今天，产品的快速便捷，省时省力操作成为一种必然趋势。在机器人、自动化设备、工程机械、纺织机械、能源设备等连接器应用成熟的行业，正是需要这种能为客户节约现场安装成本，省时省力的便捷操作。

参考文献：

[1] 一种依靠带状金属扭曲压力接线的连接器[P].CN202616433U.

[2] 一种依靠带状硬金属扭曲压力接线的连接器（德国）以及一项发明专 利在实审中[P].DE2020120358U1.

[3] 一种依靠带状硬金属扭曲压力接线的连接器[P].CN103367935A.