关于线簧插孔的几点分析

线簧关注点

学论 \木 x ll E l l文章编号：10— 19 (0 7 5 04— 4 09 8 1 20 )0— O4 0, 一 一

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摘

要

线簧插孔一直是电连接器生产企业大力推荐的一种插孔结构。介绍了其结构特点、设计时的力学假

设、接触电阻及在实际使用中的电流密度集中

关键词线簧孔，力学分析，接触电阻，电流密度

点可靠性

,析了簧插孔的可靠性。

线簧孔是法国FR公司的专利产品，早在17年， B 94 我国已开始线簧孔的生产。一般认为线簧孔接触件具有接触电阻小、插拔力小、寿命长等优点，也有观点认为其可靠性甚高，失效率低于1一 1 0~ 0。 s

和邮电通讯行业，反映不一。进入2世纪，线簧孔希 l望进入航空航天领域，并开展美国M L C 3 99 I—一 89系列产品采用线簧孔的工作。图2为线簧孔的装配结构图。

目前 .国内主要的电连接器产品多数采用闭口悬臂梁外加保护套的插孔 (或称片簧式插孔),在航空工业的苏式飞机米格及苏一7 2、苏一 0 3上完全采用此结构。虽然，美国军用标准 M L C一 05 M L C 242 I— 5 1、 I—一 6 8、MI—一 60、 M L C 8 73 I—一 89也一直采 L C 250 I—一 32、M L C 399

镀前内一青一套广铜套旦镗 奎一图2线簧孔装配结构图

用闭口式插孔，但从未将线簧孔纳入美国军用标准。 既然线簧孔有诸多的优点，为什么美国圆形电连接器未加以选用并纳入规范呢笔者带着这样的问题，较详细地对线簧孔进行了研究和分析，提出~些看法供

()冠黄孔 3

冠簧孔最早始于美国E C N司的矩形电源连接 LO公

器。该插孔头部外套收口可防止大尺寸物件进入而保护插孔，同时具有线簧孔插拔力小、寿命长的优点。 其结构较线簧孔简单，制造工艺相对容易。同时，局部通电的薄弱尺寸得到改进而在偶然性的电弧下能可

探讨。

1当前使用的三种主要插孔 ( )开口式带保护套的插孔 1这是当前美国常用规范唯一采用的一种插孔形式， 保护套是为了防止较大直径的插针或表笔误插入插孔内，而使插孔接触部分变形导致并影响插孔的接触可靠。在美军标M L C 309, I—一9 2中对于接触形式，插针的

靠地保

护自己。其装配如图3所示。

形式和尺寸、插孔的插拔力、压接后的接触电阻，以及接触偶应经受的各种试验均有明确的规定。这种插孔加工简单，安全可靠。图 1为带保护套插孔的结构。 ()双曲线插孔 ( 2线簧孔) 在2世g 9年代初，线簧孔主要是供给通讯兵部 0 B0图3冠簧孔装配结构图

2线簧孔的工作原理线簧孔是利用一个回转的单向母线 (圆周均匀沿

分布)作为插孔接触件的模型，直母线采用弹性金属丝，这些弹性金属丝在固定的内套上形成一个两端大、图 1带保护套插孔结构图

中间小的包络面，如图4所示。

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线簧关注点

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1

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}学论 本文D:内套的内径 a

喉圆

设：D:插针直径

D:线簧的喉圆直径 bL:内套的长度:

线簧丝长度

d:线簧丝直径图4线簧孔包络面结构图

当插针接触件插入时，由于插针外径大于喉圆尺

寸，所以，插针将弹性金属丝撑开而被包络。这样构成了多根的丝接触，包络过程见图5。

图7计算线簧孔实际喉圆尺寸

当线簧丝沿圆周运动到c点，.D=。@ b 0 J由此，可以求出D的运动方程式： b

Ly=g x= [其喉圆D不计线簧丝直径d x/ t L yL t3 L g b( )为：( b ) (x/) D/) D/ 2 Ly%( a 2+ 2 2 D= r a 2g3 b D 2 2) _L t1

D是双曲线正切函数，故简称双曲线函数。 b 当考虑到金属丝直径d时。实际喉圆尺寸：D= ( a 2 g3 2 b D 2 2) - d _L t 1图8所示。 .

插针插入线簧孔内时，弹性金属丝的受力变形如

图 5包络过程图

线簧孔接触件的结构有两种，一种是由整体外套构成，见图6() a;另一种是由两体外套 (前、后 )构成，见图6() b。铍青铜丝内套整体式外套

椭圆短轴：b D 2=/

椭圆长轴：a D2 i[=/Sn 3

图8弹性金属丝的受力变形

图6 ( )整体外套线簧孔示意图 a

P 1

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P 2

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P 4

图9计算线簧的单孔力图6 ( b)两体外套线簧孔示意图

当喉圆、插针直径、金属丝的挠度已知时。则可进行金属丝的许用应力8的计算及金属丝所受弯曲力P 的计算。同时，考虑到摩擦系数就可算出线簧

孔的单孔力。

国内生产线簧孔的厂家大多采用手工工艺装配， 其装配工艺在此不作表述。

3线簧孔的喉圆当线簧丝的上端点固定，线簧丝下端沿内套下圆

4关于线簧孔几个问题的讨论线簧孔的力学分析是非常重要的。它是线簧孔设计的基础。为使问题简化，假设如下：

周运动时， 当1 o, e L 3 l,L=;则喉圆D= a 2为喉圆最大值：=3 - 3 b D一d

2军两技产 0 5民用术品与

线簧关注点

学论 I SL。木文 X HI U UN E;①假设弹性金属丝在内套中分布是均匀的，且金属丝在孔内呈直线状态，丝在内套边缘弯曲处已呈屈服状态：

②假设插针插入插孔时是完全同心的，即每一根弹性金属丝所受的径向力一致，产生形变一致，变形后的弹性金属丝仍然处于同一平面内；

③弹性金属丝的变形由中心向两端是对称的； ④弹性金属丝当温度变化时，引起的温度应力可 …… 此处隐藏：3302字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……