防水连接器设计分析及发展趋势.pdf

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1、第6期2011年12月机电元件ELECTROMECHANICALCoMPONENTSV01．3lNO．6Dee．20ll防水连接器设计分析及发展趋势张兴福(贵州航天电器上海科工研究院，215129)摘要：本文根据防水连接器的技术要求和使用环境，简介了防水连接器的设计结构及材料的选择，特别对防水关键零件进行了分析，并简要介绍了防水产品及关键防水零件的发展趋势。关键词：防水连接器；IP65；锌合金；热塑性弹性体Doi：10．3969／j．issn．1000—6133．2011．06．003中图分类号：TN784文献

2、标识码：A文章编号：1000—6133(2011)06—0012—061引言连接器是一种重要的电子元器件，广泛使用在各类电路系统和电子设备上，实现信号和电源的传输功能。连接器规格种类繁多，根据不同的分类原则，可以分为不同的种类：按外形结构分为圆形连接器、矩形连接器等规格，按使用功能分为电源连接器、低频连接器和高速传输连接器等。本文介绍的防水连接器外形是一种矩形连接器，即实现电源传输或信息传输的一种连接器，具有装配方便和维修快捷的特点，广泛应用在室外电子通讯设备上，具有防水、耐高低温、抗风沙侵蚀等功能。其他密封等

3、级较高的密封连接器，例如玻璃烧结类产品，不在本文的讨论范围内。2防水产品技术指标防水连接器根据使用环境不同，可以分为很多种类，例如水下用防水连接器。该连接器通常用于海洋勘探、潜水作业、水雷和水下声学装置等设备中的水密封接线盒与电缆及电缆与电缆间的连接。这类连接器可在水下几千米正常使用。水下防水连接收稿日期：2011—09—03器使用特殊性，对连接器的结构、材料等都有特殊的要求。本文主要讨论室外使用或lm水深使用环境的防水连接器，以下部分不再作此说明。为了实现室外设备系统的正常运行，连接器必须克服室外雨水、日光、

4、风沙和温度变化自然环境的不利因素，保证设备电源和信号的正常传输。连接器要适应室外使用，必须具备以下技术性能指标：(1)介质耐压：1000V；(2)绝缘电阻：5000Mf≥；(3)机械寿命：500次；(4)防水等级：IP67；(5)安装螺钉耐力矩：一>5kgr。cm；(6)锁紧螺母耐力矩：一>30kgf’cm。3防水连接器结构设计3．1常见防水连接器结构简介根据防水连接器的装配工艺和技术特性，防水连接器结构大致分为几类：1、密封胶灌封结构(又分为机械封装和手工封装)，如图1；2、密封胶零件组装密封结构(抗跌落和非

5、抗跌落结构)，如图2；3、玻璃烧结密封结构(略)，如图3。第6期张兴福：防水连接器设计分析及发展趋势∥l囡◆矽锣鼍旨勃弦串对比图3玻璃烧结密封结构第1类和第2类密封结构产品加工方法及特点产品类型第1类第2类多道成型工序．人零件组装，装配简加工工艺工成本高盥产品一次成型，用产品散件供货，不优点户可以直接使用需要装配加工缺点不易维修用户需要自行装配由于产品运输和维修简单，第2类防水产品被大量使用。下面将以我司大量使用的Dsub防水线夹产品为例，其属于第2类防水产品，介绍其结构特点和使用性能。3．2D小型防水产品结构

6、防水连接器结构分为插头(图4)和插座(图5)两部分，通常使用时，插座安装于仪器设备上，通过安装法兰固定，插头结构为电缆形式，可与插座对接实现传输功能。插座结构如图5所示，对接端具有一个长方形的橡胶圈，两端设于安装螺纹孔，尾端采用环氧树脂灌封、密封。安装时，使用两个安装螺钉，采用板后安装方式，插座固定于安装板上，插座上的长方形密封圈在安装螺钉的紧固下压缩．起到密封、防水作用。防水连接器的另一端使用防水线夹固定连接器插头，如图4所示，插头安装在防水线夹内，线夹两端的安装螺钉穿过连接器插头，在防水线夹的对接端设有一个

7、体积较大的密封圈。当插头与插座对接时(如图6所示)，线夹两端的安装螺钉与面板上的六角安装螺钉的内螺纹进行对接，在安装螺钉的作用下，实现连接器插头和插座的插合；同时，防水线夹对接端长方形密封圈受到安装面板的压缩，实现连接器对接界面的密封防水功能。nkI图5插座图6插头与插座配合后的连接器3．3D小型防水产品关键特性防水连接器的防水功能，根据GB4208(IEC60529)中规定，IP(国际防护)等级的具体含义如下：亨警，瞄14机电元件2011年D小型防水连接器按照用户要求按IP67防护等级研制，连接器要求满足短时

8、间浸水后产品不能造成有害影响。为满足IP67防护要求，防水连接器要实现防水功能，必须保证对接界面及各分界面能实现密封功能。如图7所示，从连接器的装配要求和使用环境考虑，D小型防水连接器结构中主要具有一个对接界面和5个分界面。分界面1处为一个橡胶管，分界面2处为一个橡胶囤，分界面3处为一小橡胶圈，分界面4处为一长方形的橡胶圈，分界面5采用环氧胶粘剂密封，对接界面采用一个体积较大的长方形密