关键词 护线壳 微矩形电连接器 结构设计
1引言
随着武器系统、空间飞行对小型化、国产化的要求越来越高，使得微矩形电连接器在市场上的需求越来越多。特别是由于测试需要经常插拔的环境下，很可能会因为操作不当对导线造成损伤，影响连接器的电性能。而MDC-9PH2L8护线壳式微矩形电连接器（以下简称MDC-9PH2L8连接器）既可以起到保护导线不会受到外力作用，又可以外接屏蔽层及锦纶丝套实现屏蔽接地的功能。具有体积小、耐高温、电性能优越、可靠性高等特点，将来在航空、航天、兵器等领域具有非常大的应用空间。
2主要技术指标
MDC-9PH2L8连接器的主要技术指标，见表1。
表1 主要技术指标
3结构设计
MDC-9PH2L8连接器（见图1）是基于MDC系列压接式连接器的技术基础上研发设计的。其接触件继续沿用1.27mm间距连接器成熟的技术及规格，该连接器的设计目的是在有限的空间内，将线束固定于壳体内进行保护，并在连接器的线束外接屏蔽套、锦纶丝套并实现屏蔽接地等功能。
图1 MDC-9PH2L8
3.1 外壳一体化的设计
MDC-9PH2L8连接器不同于常规连接器是1.27mm间距连接器里较小的连接器，因为它的体积仅有MDM的40%而且它的外壳没有法兰盘，这就从结构和体积上限制了连接器内部空间的大小。所以，先连接器的灌封端着手，在保证灌封量的基础上，将MDC压接式连接器的灌封端加长，从而保证压接根部的导线通过环氧树脂胶固定在壳体不会因为经常弯折而导致导线从压接端根部断裂。
其次，考虑用户要求线束外套屏蔽套及锦纶丝套，而且屏蔽套要与护线壳导通。而MDC产品的内部结构没有多余空间可以实现屏蔽套在壳体内部与外壳导通。所以为了满足用户需求，我们将护线壳尾部出口设计成椭圆形，将屏蔽套、锦纶丝套外套在护线壳尾部，实现屏蔽套与外壳导通这一要求。为防止屏蔽套、锦纶丝套的脱落，我们又在椭圆形外部出口处加了一个台阶，可以用于绑扎线固定屏蔽套、锦纶丝套，用于更好地对保护线束、延长连接器的使用寿命。
由于护线壳尾部出口的大小及一体化结构的特殊性，所以护线壳的灌胶位置就成了另一个需要解决的问题。为此，我们参考了MDC-9SW弯式焊印制板连接器的结构，将壳体结构设计成开放式的灌胶结构，这样既可以方便布线，也可以方便装配时安装基座、固定基座以及灌胶布线（见图2）。
图2外壳
另外，为保护壳体内固定的基座及导线，我们还设计了配合护线壳的盖板（见图3）。在盖板上我们设计了两个挂台，用于实现挂胶槽的功能，增加了基座、线束以及胶体在护线壳内的固定性。同时也更好地保护基座、线束等，防止基座及导线因为不正确插拔而脱出。
图3盖板
3.2 绝缘基座的设计
绝缘基座的结构设计较为关键，在设计时必须充分考虑所有连接器的结构形式及装配时的工艺需求。绝缘基座除了用来支撑和保护接触件外，还要承受和传递插拔过程中产生的机械力，因此除了自身要有足够的机械强度外，还要在基座上设计相应的台阶将插拔力传递到外壳上（见图4）。
图4 绝缘基座
3.2.1绝缘基座的电性能计算
绝缘电阻是在电连接器的绝缘部分施加直流电压，从而使绝缘部分的表面内或表面上产生漏电流而呈现出的电阻。过大的漏电流会产生热或直流电解从而破坏绝缘，引起短路，危及安全，另外如果绝缘电阻过低，就可能形成反馈回路、增加功率损耗、造成串音干扰等问题，因此必须对绝缘电阻加以控制。
绝缘电阻包括绝缘介质的体积电阻和表面电阻，由于表面电阻受环境温度和相对湿度的影响比体积电阻大，通常绝缘材料的表面电阻要比体积电阻小几个数量级。
绝缘基座电性能指标包括绝缘电阻、耐电压。
绝缘基座的绝缘电阻可由下式进行计算：
R＝PT （1）
R——绝缘电阻（Ω）；P——体积电阻率（Ω/mm）；T——绝缘材料厚度（mm）。
基座绝缘材料为聚苯硫醚，体积电阻率为1016Ω/mm，相临接触件的最小绝缘间隔为0.27mm，则由（1）式计算出绝缘电阻值为：
R＝1016×0.27＝2.7×1010MΩ
由于2.7×1010MΩ＞5000 MΩ，因此绝缘电阻满足设计要求。
连接器的耐电压由接触件和绝缘基座的结构形式、电流的频率、绝缘基座表面的洁净程度、空气湿度和压强等因素决定。通常绝缘基座表面清洁时，耐电压实质上决定于空气的抗电强度。
绝缘基座介质耐电压可由下式进行计算：
V介＝KT （2）
V介——绝缘介质耐电压（V）；K——绝缘强度（V/mm）；T——绝缘材料厚度（mm）。
聚苯硫醚的绝缘强度为15000V/mm，相临接触件的最小绝缘间隔为0.27mm，则由（2）式计算出耐电压值为：
V介＝15000×0.27＝4050V
空气的抗电强度由两接触件之间的最短空间距离决定，可由下式进行计算：
V＝1400t （3）
V——空气抗电强度（V）；t——绝缘间隙（mm）。
该产品的绝缘间隙为0.45 mm，则由（3）式可以计算出空气的抗电强度为：
V＝1400×0.45＝630（V）
因为4050V和630V均大于500V，因此耐电压满足设计要求。
3.3安装附件的设计
根据用户需求将该产品的附件设计为不脱落螺钉（见图5）。用卡环将螺钉固定在护线壳内，使螺钉几乎不延轴向移动，通过旋转螺钉可以实现连接器的分离，也可以有效防止螺钉在箱体内脱落，方便用户地使用。该产品外接屏蔽套及锦纶丝套并用绑扎线固定于护线壳尾部挂台上，再用热缩管热缩固定，既保护了线束又实现了屏蔽功能。
图5 安装附件
4产品结构试验情况
产品研制成功后，我们根据产品标准编制了较为详细的结构试验大纲，主要包括结构和外形尺寸检查、电性能试验、机械性能试验、环境试验、可靠性试验等五个方面的检测内容。
经过对产品进行检测试验，产品所有技术指标均符合结构试验大纲规定的相关要求，从而验证了产品的所有性能均达到了设计要求。
5结束语
MDC-9PH2L8连接器具有体积小、电性能优良，能够在保护线束的同时，在线束外套屏蔽套、锦纶丝套实现屏蔽套接地等功能。特别适合空间有限制要求的环境里，具有很好的应用推广价值。
参考文献:
1. 章继高.电接触理论与设计技术.
2. 佘玉芳主编.机电元件技术手册.
论文作者:王娅孋,赵婵娟
论文发表刊物:《电力设备》2018年第18期
论文发表时间:2018/10/19
标签：连接器论文; 基座论文; 电阻论文; 屏蔽论文; 电压论文; 导线论文; 线束论文; 《电力设备》2018年第18期论文;