基于电子技术的卡簧疲劳特性的的定量分析

摘 要 连接器插针卡簧的疲劳特性对连接器的可靠性影响较大。因此通过对连接器插针的卡簧进行性能试验，并对性能参数进行分析研究，以确定插针卡簧对连接器可靠性的影响。

【关键词】连接器插针 插针卡簧 疲劳特性 卡簧结构参数

在电气系统中，电气连接起至关重要的作用。电气连接中又以连接器连接较为常见，因此连接器的可靠性显得尤为重要。连接器中各导体通过插针进行连接，作为插针的定位、紧固结构，插针卡簧的可靠性应引起足够的重视。

1 概述

连接器插针卡簧经过多次退卸后，定性分析可有导致插针保持力减少，轴向窜动加大，严重时可导致接触不良、瞬断、缩针等失效的结果，其定量研究目前尚无较系统的分析，本篇首先对卡簧疲劳性做出了定义，依据在全自动插拔力试验机和影像测量仪上的试验结果，对卡簧疲劳性进行了定量分析，以得出连接器插针卡簧可靠性的相关结论。

2 卡簧的疲劳特性研究方法

2.1 退卸次数

参照电连接器产品标准规定的寿命试验次数，本次研究确定为540次。

2.2 卡簧主要结构参数测量方法

使用对应的自制工装，根据插针不同的直径，在全自动插拔力试验机上模拟插针退卸、并用影像测量仪测量卡簧主要结构参数。

2.3 卡簧的疲劳特性研究方法

依据测量数据，对卡簧的疲劳特性进行数据分析，包括变化量和变化趋。

3 卡簧主要结构参数过程测量

（1）按策划的试验间隔和插拔次数在全自动插拔力试验机上模拟插针退卸，前10次每次退卸针后均测量卡簧主要结构参数，之后试验间隔按30次、50次、100次、150次、200次递增，每个插针共进行540次模拟退卸。

（2）每次模拟试验后，均用影像测量仪测量卡簧主要结构参数。

4 研究数据试统计分析

现抽取比较具有代表性的7#、10#插针，进行试验前后对比分析如下：

（1）7#插针试验数据：

通过对比试验前后以及试验过程中卡簧参数发现，卡簧参数h和α整体均呈现明显下降趋势，虽然试验过程中数据有起伏，考虑到测量误差以及其他因素影响，数据起伏应属正常。

分析结论：由试验数据可看出，试验前期卡簧参数第一次试验有明显变化，随装退针次数逐渐增加，卡簧参数发生明显变化，该特性对电气连接器的可靠性会产生较大影响。

（2）10#插针实验数据

由于10#插针卡簧结构无法测量卡簧角度α，所以卡簧疲劳试验参数为卡簧外径Ф。

分析结论：通过以上实验数据可明显得出结论，塑料开口圆环卡簧在经过多次装退针试验后，除去测量误差和磨损，卡簧尺寸无明显变化，可靠性较好。

6 结论

通过不同材料、不同结构的卡簧进行试验，对比实验前后卡簧结构参数可见，环形开口卡簧的结构参数变化较小，铜质片状卡簧结构参数较大，因此环形开口卡簧的可靠性明显优于铜质片状卡簧。

虽然探索了本次研究，但试验方法和数据难免存在误差，统计分析的过程及推断的研究结论仅供参考。

作者单位

1.南京南车浦镇城轨车辆有限责任公司 江苏省南京市 210000

2.青岛海能电气有限公司 山东省青岛市 266000