Be bendrųjų eksploatacinių reikalavimų, elektros jungtys turi atitikti tris svarbiausius pagrindinius reikalavimus: puikų kontaktų veikimą, stabilų veikimą ir lengvą priežiūrą. Jų eksploatacinis patikimumas tiesiogiai lemia normalų visos įrangos grandinės veikimą ir yra susijęs su viso pagrindinio įrenginio saugumu. Atitinkamai, grandinėms keliami itin griežti elektros jungčių kokybės ir patikimumo standartai.
Kontaktai, kaip pagrindiniai vidiniai komponentai, atsakingi už elektros kontaktą elektros jungtyse, vaidina lemiamą vaidmenį jungčių patikimumui. Kontaktų patikimumui įtakos turi daug veiksnių, įskaitant konstrukcinį projektą, apdorojimo technologiją, gamybą, gamybos valdymą, žaliavų savybes ir eksploatavimo aplinką.
Yra daug parametrų, turinčių įtakos elektros kontaktų patikimumui, daugiausia kontaktinių medžiagų savybės, eksploatavimo sąlygos, aplinkos dujos ir kiti aspektai. Norint užtikrinti elektros kontaktų patikimumą kuriant sprendimus nuo kontaktų gedimų, būtina ištirti ir išanalizuoti kontaktinių taškų gedimų mechanizmą. Atitinkami tyrimai daugiausia skirti šioms sritims:
Medžiagų tyrimai
Visų medžiagų savybės laikui bėgant blogėja. Todėl pirmenybė teikiama aukštos kokybės medžiagoms, kurios gali išlaikyti ilgalaikį patikimumą, o po to įvertinama eksploatavimo aplinka, siekiant užtikrinti, kad medžiagos atlaikytų atšiaurias darbo sąlygas.
Apdorojimo ir gamybos tyrimai
Šiuo metu Kinijoje pagamintų jungčių gamybos defektai yra paplitę. Nepakankami perdirbimo pajėgumai sukuria didelį našumo atotrūkį tarp faktinių pagamintų jungčių ir idealių projektavimo specifikacijų, o tai savo ruožtu kenkia bendram patikimumui.
Aplinkos veiksnių tyrimai
Kai kontaktai koroduoja atmosferos sąlygomis, pakinta kontaktinių plotų paviršiaus geometrija. Palyginti su idealia būsena, visi svarbūs parametrai keičiasi ne tik laikui bėgant, bet ir kintant eksploatavimo sąlygoms. Tai pablogina elektrinio kontakto veikimą ir galiausiai sukelia elektrinio kontakto gedimą.
Remiantis trimis pagrindiniais aukščiau minėtais elektros kontaktų gedimus sukeliančiais veiksniais, šiame straipsnyje daugiausia aptariama konkrečios vainikinės spyruoklės konstrukcija, charakteristikos ir projektavimo procedūros, siekiant pasiekti geresnį eksploatacinį našumą ir išvengti priešlaikinių elektros kontaktų gedimų.
1. Karūnos spyruoklinė konstrukcija
Karūninės spyruoklės skirstomos į vidines ir išorines karūnines spyruokles. Išorinė karūninė spyruoklė dar vadinama žibinto kontaktu, kuris tvirtinamas ant išorinio cilindrinio kaiščio paviršiaus ir sudaro kontaktinę porą su cilindriniu lizdu, kaip parodyta 1 paveiksle. Vidinė karūninė spyruoklė įstatoma į vidinę lizdo kiaurymę ir sudaro kontaktinę porą su cilindriniu kaiščiu, kaip parodyta 2 paveiksle.
2. Karūnos spyruoklės charakteristikos
Karūnėlės spyruoklinio lizdo struktūra ir kontaktų patikimumas
Kaip matyti iš vainikinės spyruoklės struktūros, kai naudojama išorinė vainikinė spyruoklė, tikrasis kontaktinio elemento sąlyčio paviršius yra išorinis sferinis žibinto galvutės paviršius, kuris liečiasi su cilindriniu įvorės paviršiumi. Vidinių vainikinių spyruoklių atveju vidinės vainikinės spyruoklės sferinis paviršius liečiasi su cilindriniu kaiščio paviršiumi. Abi konfigūracijos pasižymi taškiniu paviršiumi.
Esant identiškoms normaliosioms jėgoms, medžiagos ir konstrukcijos parametrams, taškinis paviršiaus kontaktas užtikrina mažesnį atsparumą gniuždymui ir plėvelės atsparumą, palyginti su paviršiniu kontaktu, todėl vainikinių spyruoklių konstrukcijų faktinis kontaktinis pasipriešinimas yra santykinai mažas.
Be to, vainikinių spyruoklių fiksavimui reikalinga elastinė deformacija, todėl kontaktiniams komponentams keliami vidutiniai tikslumo reikalavimai. Atitinkamai, vainikinių spyruoklių lizdai/kaiščiai užtikrina sklandų sujungimą ir atjungimą, stabilų ir patikimą kontaktą, puikų atsparumą vibracijai ir smūgiams bei ilgą sujungimo ciklo trukmę. Palyginti su vielinių spyruoklių lizdais, jie labiau tinka masinei gamybai ir pasižymi geresniu našumu esant didelėms srovėms, įveikiant nepakankamą vielinių spyruoklių lizdų srovės laidumo trūkumą ir išlaikant mažą kainą.
Karūninės spyruoklinės jungtys pasižymi sklandžiu sujungimu ir atjungimu, taip pat patikimu kontaktu. Kaip vienas iš plačiai naudojamų kontaktinių elementų, jos sukuria mažesnę įdėjimo ir ištraukimo jėgą ir užtikrina švelnesnį veikimą, palyginti su plyšinėmis elastinėmis jungtimis, ir daugiausia naudojamos daugiagyslėms ir didelio tankio elektros jungtims.
Kai kaiščiai jungiasi su lizdais, dėl kontaktinių žiedų elastinės deformacijos susidaranti normali jėga užtikrina glaudų kontaktą tarp kontaktinių žiedų ir kaiščių signalo perdavimui. Karūninių spyruoklinių lizdų ir vyriškų kaiščių sujungimo schema parodyta 1 paveiksle.
Elektros jungčių kontaktų patikimumui įtakos turi daugybė veiksnių. Jungčių kontaktų patikimumui įvertinti dažniausiai naudojami du rodikliai: vieno kontakto atskyrimo jėga ir kontakto varža.
3. Karūninės spyruoklės projektavimo procedūros ir pagrindiniai punktai
Lizdai yra pagrindiniai komponentai, užtikrinantys elektrinį sujungimą jungtyse, o vainikinės spyruoklės, kaip pagrindinė lizdų (kaiščių) dalis, atlieka gyvybiškai svarbų vaidmenį. Todėl tinkamas vainikinių spyruoklių pasirinkimas ir racionalus vainikinių spyruoklių lizdų (kaiščių) projektavimas yra labai svarbūs norint patenkinti kontaktų porų elektrinių charakteristikų reikalavimus, įskaitant kontaktinę varžą, sujungimo jėgą ir temperatūros kilimą. Karūninių spyruoklių parinkimui ir vainikinių spyruoklių lizdų (kaiščių) projektavimui turi būti skiriama didelė reikšmė.
DVidinių ir išorinių vainikinių spyruoklių projektavimo procedūros
l Nustatykite konkrečią konstrukcinę formą: pasirinkite vidinę arba išorinę vainikinę spyruoklę. Pasirinkite tinkamą vainikinės spyruoklės struktūrą pagal gaminio taikymo sąlygas, kad nuspręstumėte, ar vidinė, ar išorinė vainikinė spyruoklė geriau atitinka reikalavimus.
l Nustatykite kaiščių arba lizdų skersmenį. Pasirinkite tinkamą kaiščio skersmenį vidinei vainikinės spyruoklės konstrukcijai ir tinkamą lizdo skersmenį išorinei vainikinės spyruoklės konstrukcijai, atsižvelgdami į maksimalią apkrovos srovę gaminio veikimo metu.
l Nustatykite kitus matmenų parametrus. Likusius vainikinės spyruoklės matmenis suprojektuokite pagal kaiščio arba lizdo skersmenį.
l Nustatykite vainikinės spyruoklės jungiamųjų dalių matmenis. Kaiščio matmenis suderinkite su galutine vidine vainikinės spyruokle, o lizdo matmenis – su galutine išorine vainikinės spyruokle.
Pagrindiniai projektavimo aspektai
Vienpusis karūninės spyruoklės suspaudimas po sujungimo turi būti kontroliuojamas 0,15 diapazone.~0,25 mm.
Karūninės spyruoklės konstrukciniai matmenys tiesiogiai veikia kontaktinės poros atskyrimo jėgą. Jei visi kiti parametrai nepakinta, didesnis karūninės spyruoklės vidurinės dalies sferinis spindulys R ir ilgesnis sferinės dalies ilgis S, taip pat mažesnis sferinės dalies plyšio plotis P atitinkamai sumažins kontaktinės poros atskyrimo jėgą. Tačiau per didelis sferinis spindulys R ir sferinės dalies ilgis S arba per siauras plyšio plotis nėra palankūs. Norint pasiekti tinkamą atskyrimo jėgą ir puikų kontaktinį varžą, reikia protingai suprojektuoti šiuos tris parametrus. Be to, plyšio plotis negali būti per siauras, kad būtų lengviau apdirbti formą ir pailgintas formos tarnavimo laikas.
Kad būtų lengviau projektuoti ir apdoroti formą, turi būti nubraižytas išplėstinis vainikinės spyruoklės su atvirais galais brėžinys.
Visi projektavimo procedūrose nurodyti matmenys nurodo karūninės spyruoklės matmenis darbinėje sujungimo būsenoje.
4. Išvada
Apibendrinant galima teigti, kad vidinės ir išorinės vainikinės spyruoklės kartu su jų tvirtinimo kaiščiais ir lizdais yra svarbiausi elektros jungčių mazgai, tiesiogiai lemiantys jungčių patikimumą. Vainikinių spyruoklių konstrukcijų eksploatacinės savybės priklauso ne tik nuo projektavimo proceso, bet ir nuo atitinkamų kaiščių bei lizdų medžiagos bei apdirbimo technologijos.
Paprastai kaiščiai ir lizdai dažniausiai gaminami iš vario lydinio arba gryno vario, kad atitiktų praktinio naudojimo laidumo reikalavimus, ir jie gaminami mechaniškai. Norint pasiekti geresnį eksploatacinį našumą, vidinių ir išorinių vainikinių spyruoklių paviršius turi būti papildomai apdorojamas. Išsamios vidinių ir išorinių vainikinių spyruoklių konstrukcijų projektavimo procedūros bus atliktos tolesniuose tyrimuose.
„Amass“ didelės srovės jungtyje naudojama karūninė spyruoklė, kuri padeda išlaikyti stabilius sujungimus tokiose situacijose kaip didelio intensyvumo vibracija, pasikartojantys smūgiai aukštoje ir žemoje temperatūroje, mažas tūris ir didelė srovė.
„Amass“ ketvirtos kartos gaminiuose visiškai pritaikyta karūninių spyruoklių kontaktinė technologija, kuri žymiai pailgina tarnavimo laiką ir pagerina veikimo stabilumą. Jie užtikrina patikimą įrangos, veikiančios kompaktiško dydžio apribojimais, esant stipriai vibracijai ir pasikartojančiam terminiam šokui tarp aukštos ir žemos temperatūros, apsaugą.
Įrašo laikas: 2026 m. liepos 4 d.