Proces krimpování automobilového vysokonapěťového kabelového svazku

1. Způsob připojení automobilového vysokonapěťového kabelového svazku

Obecně existují tři hlavní způsoby připojení kabelů automobilových kabelových svazků a konektorových svorek: svařování, krimpování a mechanické spojení, jak je znázorněno na obrázku 1. Metoda svařování využívá hlavně pájecí spojení cínem, které je vhodné pro připojení a montáž automobilové elektroinstalace svazky s malými dávkami a malým průřezem kabelu; Má dlouhou životnost a je vhodný pro hromadné zpracování, ale vyžaduje použití lisovacích čelistí k dosažení spojení a montáže; metoda mechanického spojení používá hlavně spojovací prvky k těsnému spojení a upevnění konektorové svorky a kabelu a montáž je poměrně komplikovaná a není vhodná pro hromadnou výrobu.

V současné době jsou kabely kabelových svazků cizích automobilů a koncovky konektorů obecně spojeny krimpováním a technologie připojení je velmi stabilní a spolehlivá. Výroba automobilových kabelových svazků v mé zemi je však stále ve stádiu vývoje, zejména technologie spolehlivého procesu spojování automobilových kabelových svazků ještě není plně zvládnuta. Podle dlouholetých zkušeností se spojováním a montáží automobilových kabelových svazků je ze tří způsobů spojování svařováním, krimpováním a mechanickým spojováním nejvhodnější krimpovací způsob a spoj je rychlý, spolehlivý, pevný a má dlouhý život. Je vhodný pro hromadné zpracování. Výzkum krimpovací technologie je nejdůležitější pro spolehlivé spojení kabelů automobilových vysokonapěťových kabelových svazků a svorek konektorů.

2 Proces krimpování automobilového vysokonapěťového kabelového svazku

obrázek

Jmenovitý proud přenášený automobilovým vysokonapěťovým kabelovým svazkem je velký, až několik set ampér, takže průměr zvoleného kabelu je také relativně velký, což klade vyšší požadavky na kvalitu krimpování kabelu a koncovky konektoru. Aby bylo zajištěno, že kabel a koncovka konektoru budou mít vysokou kvalitu po nalisování a utažení, a aby elektrické vlastnosti (jako je jmenovitý proud) a mechanické vlastnosti (jako je tažná síla) automobilového vysokého napětí kabelový svazek po krimpování splňují požadavky, následuje proces krimpování. Jsou analyzovány hlavní faktory ovlivňující kvalitu zalisování kabelových a konektorových koncovek (včetně struktury koncovky, způsobu zalisování, výšky zalisování a délky zalisování).

2.1 Struktura koncovky a způsob krimpování

V současnosti je běžně používaná struktura konektorových svorek automobilového vysokonapěťového kabelového svazku znázorněna na obrázku 2. Strukturu svorek lze rozdělit na kontaktní část, střední část a krimpovací část. Kontaktní sekce slouží k zajištění připojení konektoru, přenosu elektrické energie a signálů; střední část je přijímací oblastí mezi kontaktní částí a krimpovací částí, která zajišťuje, že kontaktní část a sama o sobě nejsou během krimpovacího procesu deformovány a zároveň hrají roli při polohování. Jakmile dojde k deformaci během procesu krimpování, vážně to ovlivní výkon automobilového kabelového svazku; krimpovací část se používá ke spojení kontaktní plochy konektorové svorky a kabelu pod vnější silou a její kvalita přímo ovlivňuje elektrickou vodivost, tažnou sílu atd. automobilového kabelového svazku. Tvar vzhledu.

The traditional closed-tube terminal and the cable are crimped by one-time crimping. The force during crimping is shown in Figure 3. The entire model can be simplified into a simply supported beam. Although the pressure F on the entire terminal crimping section remains basically unchanged, the moment M (=FL) is also different due to the difference in the length L of the force arm (with the step surface as the fulcrum) (L1>L2>L3) (M1>M2>M3). Podle silové teorie jednoduše podepřených nosníků je ohybový moment na krimpovacím úseku L/2 největší, což má za následek různé výšky zvlnění (tj. výška průřezu krimpované části koncovky konektoru a koncovky po kabel je krimpovaný), čímž se liší výška krimpování. Skutečná kontaktní plocha po připojení je pouze velmi malá část, která je ekvivalentní pouze liniovému kontaktu. To vážně ovlivňuje elektrické a mechanické vlastnosti automobilových vysokonapěťových kabelových svazků s velkým průřezem kabelu, vysokými požadavky na pevnost v tahu a dlouhou délkou krimpování (tj. délka kontaktu mezi koncovkou konektoru a kabelem po krimpování).

Aby byly zajištěny elektrické a mechanické vlastnosti automobilového vysokonapěťového kabelového svazku po krimpování a aby se zabránilo kontaktní ploše, která je příliš malá v důsledku různých výšek krimpování v procesu jednorázového lisování, po optimalizovaném návrhu, svorky konektoru automobilového vysokonapěťového kabelového svazku používají segmentované svorky. , a jeho struktura je znázorněna na obr Segmentová koncovka a kabel jsou krimpovány metodou segmentovaného krimpování. Tento způsob krimpování může snížit původní délku krimpování a ušetřit konstrukční prostor postupným krimpováním dvou částí. Požadavky na odtahovou sílu a vodivost.

Metoda konečných prvků se používá k simulaci a analýze přemístění tradičního lisovacího úseku s uzavřenou hlavní a optimálně navrženého segmentového lisovacího úseku koncovky, když je na lisovací úsek aplikována stejná síla. Výsledky simulační analýzy jsou znázorněny na obrázku 5. Je vidět, že po zalisování stejnou vnější silou je krimpovací část tradiční koncovky s uzavřenou hlavičkou obloukovitá a posunutí je největší v 1/2 proximálního koncový povrch, což je krimpovací kontaktní povrch mezi kabelem a kontaktní svorkou; Krimpovací část typové koncovky má tvar bubnu a jsou zde dvě místa s největším zdvihem. Deformace ve středním kroku dvou krimpovacích sekcí je relativně malá. Během simulačního procesu krimpování mají kabel a koncovka větší kontaktní plochu a střední výška je vyšší. Tvar dvou nízkých krimpovacích sekcí tvoří tvar hrotu, který posiluje spojení mezi kabelem a kontaktní koncovkou.

2.2 Výška a délka krimpu

Aby byly zajištěny elektrické a mechanické vlastnosti automobilového vysokonapěťového kabelového svazku po krimpování, kromě přijetí přiměřené struktury svorek a způsobu krimpování by ve skutečném procesu krimpování měla být také výška krimpování a délka krimpování kontaktních svorek být zajištěno.

Pokud je výška zalisování příliš vysoká, snadno se v oblasti zalisování vytvoří nadměrný prázdný prostor, což má za následek nedostatečnou kontaktní plochu mezi kabelem a kovovým vodičem koncovky konektoru, což nemůže splnit pevnost slisování požadovanou automobilovým vysokotlakým kabelem. napěťový kabelový svazek (to znamená, že svorka a svorka jsou vzájemně propojeny). přídržná síla kabelu), tažná síla a elektrická vodivost, a dokonce vedou k abnormálnímu pracovnímu stavu krimpovací koncovky; pokud je výška zalisování příliš nízká, je snadné přerušit jádro kabelu nebo zlomit kovový vodič v oblasti lisování, která není v souladu s automobilovým kabelovým svazkem. krimpovací požadavky. Proto musí být přísně kontrolována výška zalisování kabelu a koncovky konektoru. Konektory jsou často krimpovány bodovým tlakem, omezujícím tlakem a jinými metodami. Obecně je hloubka zalisování bodového zalisování d/2 (d je vnější průměr koncovky). V tomto okamžiku, ačkoli všechny mezery mezi kabelem a koncovkou mohou být stlačeny, je tlaková jáma příliš hluboká, což snadno povede k nadměrné deformaci jádra kabelu. , je stlačena do ostrého úhlu, což má za následek hrotový efekt elektrického pole, a dokonce i jádro kabelu je ve vážných případech zlomeno, což má za následek špatnou elektrickou kontinuitu a vodivost automobilového vysokonapěťového kabelového svazku. Obecně je hloubka krimpování omezovacího tlaku d/3. V této době, i když je deformace tlakem relativně rovnoměrná, dochází nejprve k deformaci vnější vrstvy při stlačení jádra měděného drátu kabelu, zatímco vnitřní vrstva je v podstatě bez napětí a často dochází k jevu vnější těsnosti a vnitřního uvolnění. , má určitý vliv na jeho elektrickou vodivost.

Vzhledem k nedostatkům metody bodového tlaku a metody omezujícího tlaku se po optimalizovaném návrhu doporučuje použít kombinaci omezovacího tlaku a metody krimpování bodovým tlakem pro řízení hloubky krimpování na 0.4d , aby se účinně stlačily svorky a kabely. Je-li délka krimpování příliš dlouhá, krimpovací síla bude příliš velká a současně dojde k plýtvání materiálem, takže míra strukturálního využití krimpovací oblasti bude nízká; Síla zalisování (tj. přídržná síla koncovky ke kabelu) požadovaná pro vysokonapěťové kabelové svazky má také za následek příliš nízkou elektrickou vodivost. Proto musí být přísně kontrolována délka zalisování kabelu a koncovky konektoru. Obvykle je vzorec pro výpočet krimpovací délky La:

Kde: FT je tažná síla odpovídající koncovky, tj. tažná síla kabelů různých velikostí (standardní požadavky jsou uvedeny v tabulce 1); Fz je třecí síla na kontaktní ploše mezi svorkou a kabelem; R je poloměr kabelu po krimpování.

Tabulka 1 Standardní požadavky na tažnou sílu kabelů různých velikostí

2.3 Test výkonnosti krimpování

Aby bylo možné dále porozumět vlivu struktury svorek, způsobu krimpování, výšky krimpování a délky krimpování v technologii krimpování na elektrické a mechanické vlastnosti automobilového vysokonapěťového kabelového svazku po krimpování, automobilový kabelový svazek se jmenovitým proudem 200 A (zvoleno Plocha průřezu kabelu je 25 mm2 a maximální procházející proud je 300 A) jako příklad a je prováděn experimentální výzkum krimpovacího výkonu příslušného automobilového vysokonapěťového kabelového svazku. Tabulka 2 ukazuje proces krimpování použitý pro každý vzorek automobilového vysokonapěťového kabelového svazku v testu krimpovacího výkonu automobilového vysokonapěťového kabelového svazku. Vzorek 1 využívá tradiční proces krimpování a vzorek 2 využívá optimalizovanou strukturu koncovky a proces krimpování. Způsob připojení, délka krimpování a tradiční výška krimpování, vzorek 3 využívá optimálně navrženou strukturu svorek, metodu krimpování, výšku krimpování a délku krimpování. Výsledky testu krimpovacího výkonu automobilového vysokonapěťového kabelového svazku jsou znázorněny na obrázku 6. Je vidět, že elektrické a mechanické vlastnosti vzorku 3 jsou nejlepší. To ukazuje, že optimalizovaný design krimpovacího procesu může zajistit vysokou kvalitu a vysoký výkon po krimpování automobilových vysokonapěťových kabelových svazků.

Tabulka 2 Technologie krimpování použitá pro každý vzorek automobilového vysokonapěťového svazku vodičů

3.Závěr

Počínaje výkonnostními požadavky a charakteristikami použití automobilových vysokonapěťových kabelových svazků, tento dokument analyzuje hlavní faktory (struktura svorek, způsob krimpování, výška krimpování a délka krimpování), které ovlivňují kvalitu krimpování kabelů a koncovek konektorů v procesu krimpování. a navrhla návrhy optimalizačních návrhů. Prostřednictvím příslušného testu výkonnosti krimpování automobilového vysokonapěťového kabelového svazku je ověřeno, že segmentové krimpování má lepší mechanické vlastnosti než krimpování celého průřezu a krimpovací metoda kombinující omezující tlak a bodový tlak se používá k přiměřené kontrole výšky krimpování a krimpování. délka pro zajištění lepšího mechanického a elektrického výkonu automobilových vysokonapěťových kabelových svazků.