某型機載電連接器低氣壓浸漬改進研究

■ 蔣建軍 魯 偉 于水游 王 磊

某型機載電連接器低氣壓浸漬改進研究

■ 蔣建軍 魯 偉 于水游 王 磊

為了改善某型機載JYI系列電連接器低氣壓浸漬性能，結合JYI系列電連接器在某型飛機上使用情況及此系列電連接器低氣壓浸漬試驗的技術要求，通過分析JYI電連接器低氣壓浸漬失效的模式及機理，提出了改善此系列電連接器低氣壓浸漬性能的方法，經過試驗驗證表明該方法是可行的。

1.引言

隨著軍用飛機電子設備的大量增加，飛機對技、戰術性能要求越來越高。各種電子設備的連接器的性能就顯得越來越重要了。低氣壓浸漬是驗證一對插合電連接器的導線間和界面密封處對模擬的高空迅速下降及其后伴隨的潮氣冷凝水的密封能力。如果電連接器低氣壓浸漬性能達不到要求，飛機在空中進行各種戰術動作時，潮氣冷凝水進入連接器內部將會導致連接器絕緣失效，對飛機的性能造成不良的影響，甚至機毀人亡。JYI系列電連接器接觸件密度非常高，最小中心距僅2.16mm，絕緣性能和耐低壓性能要求較高，特別在低氣壓狀態下要求更高，這對研制工作提出了很高的要求。隨著JYI系列電連接器研制工作的深入和對MIL-C-38999標準的消化吸收，低氣壓浸漬已成為一項亟待解決的課題。在對JYI系列電連接器進行低氣壓浸漬試驗時發現，部分產品絕緣電阻小于100MΩ，有的產品絕緣電阻甚至為零，打開產品檢查時發現其界面密封處有水漬。同時還發現，試驗不合格的產品均為大殼體產品。本文從JYI系列電連接器的結構設計，試驗不合格原因的分析方面，提出了改善連接器低氣壓浸漬性能的方案。

2.技術要求

按照GJB1217-91中方法1004規定：將按規定數量的接觸件、恰當尺寸型號的導線、制備好的出線端和其他規定的附件等組成的完整的插合好的電連接器完全浸入裝有鹽溶液的容器內，將容器放入密封試驗箱，使箱內氣壓在5min內由室內環境氣壓降至3.4-0.6kPa（相當于22860m高空），在這一壓力下至少保持30min。然后將箱內氣壓在1min內升高至室內環境氣壓，并保持30min，按上述過程共完成3次循環。3次循環完成后進行絕緣電阻測量，其值應不小于100MΩ, 進行耐壓測量，對電連接器進行檢查應無鹽沉積物的痕跡，防潮密封應無損壞。

3.機理分析

JYI系列電連接器主要采取了以下措施保證密封性：采用封線體結構，封線體每個內孔中都有兩個小臺階，臺階孔徑小于導線直徑，當導線插入時，起到封線的作用，防止灰塵和雨水等物進入孔內；封線體與殼體之間采用RTVD04透明硅橡膠進行灌封，封線體與絕緣體之間采用704硅橡膠粘接；插頭與插座界面采用密封墊防止灰塵和雨水的浸入，隔斷了接觸件間的空氣隙；內、外殼體間采用密封圈進行密封。因此，若連接器出現密封失效，其原因有以下幾個方面：

3.1 封線體與殼體間灌封膠失效

由于產品在進行試驗時需安裝封嚴塞，插上封嚴塞后,封線體變形量增大,膠的粘接力不足以克服封線體變形所產生的力，造成封線體與殼體間灌封膠失效。特別是矮封線體結構，由于灌封高度較小，膠的粘接強度較低。

3.2 封線體未對導線起到密封作用

連接器在進行試驗時，需要裝配壓接了導線的接觸件，如果封線體對導線的密封作用較差，或者封線體在取送接觸件時受到損傷，當試驗箱內壓力變化時可能產生呼吸作用，導致液體將漏入連接器內部。

3.3導線上有針孔

由于導線絕緣層有針孔，或者在剝線時損傷導線絕緣層，同樣，當試驗箱內壓力變化時可能產生呼吸作用，導致液體將漏入連接器內部。

3.4密封圈失效

連接器在完全連接后，插頭內殼體前端面與插座上密封圈緊密配合，如果此時波紋彈簧的彈力不夠，不足以使密封圈達到足夠的變形量，插頭與插座的配合面就起不到密封的作用，在低氣壓條件下，液體將漏入連接器內部。當密封圈失效后，插頭和插座界面間僅靠界面密封墊進行密封，如果密封墊之間有間隙則密封失效。采用密封圈和界面密封墊進行密封，必須對連接器施加一個軸向力，保證密封圈和界面密封墊有一定的壓合量，否則密封圈和界面密封墊將失去應有的作用。這個力由波紋彈簧來保證。

4.試驗驗證

為了確定JYI連接器密封失效的位置，首先作了以下試驗：把漏水產品的封線體取掉，完全用704硅橡膠灌封好，再進行低氣壓浸漬試驗，試驗發現連接器內部仍然有積水。該試驗排除了封線體灌封處、封線體對導線和封嚴塞密封處、以及導線損傷造成液體浸入的可能。

為了進一步確定連接器產生漏水的位置，又作了以下試驗：在內殼體上增加一個0.8mm墊片（如下圖1所示），增大連接器波紋彈簧的力，使連接器插頭與插座配合緊密，然后進行低氣壓浸漬試驗。試驗發現各項指標符合技術要求，連接器內部密封良好，未發現水漬。試驗結果證明連接器漏水位置在插頭與插座配合端。

測量波紋彈簧變形力（見表1）和密封圈壓縮時所需壓力（見表2）。從測量數據可以看出，某廠生產的JYI系列產品的波紋彈簧隨著直徑的增大，波紋彈簧力就越小，與密封圈的力的差距就越大。如殼體號為25＃的波紋彈簧壓縮0.5mm時的力為11.2N（國外產品為100N，相差近10倍），而密封圈壓縮0.4mm時的力為74.5N，壓縮0.6mm時的力為163.7N，波紋彈簧的力偏小使得產品連接后密封圈壓縮量不夠，造成密封圈沒有起到密封作用。

表1 波紋彈簧壓縮時所需壓力（單位：N）

表2 密封圈壓縮時所需壓力（單位：N）

圖1 試驗原理圖

5.結論

綜上所述，為了提高JYI系列電連接器的低氣壓浸漬的性能，首先，根據波紋彈簧材料、熱處理工藝的現狀，將11#～25#波紋彈簧改為5個波峰結構增大波紋彈簧的力；其次，參照國外經驗，改進粘結和灌封工藝，并選用硬度較低的硅橡膠，適當降低密封圈的彈力；最后，嚴格控制零件加工質量和裝配質量，提高產品可靠性。

[1] GJB1217-91電連接器實驗方法[S].北京：中國人民解放軍總裝備部，2009

[2] GJB150.14A-2009 軍用設備環境實驗方法浸漬試驗[S].北京：中國人民解放軍總裝備部 P81-P82

（作者單位：蔣建軍、于水游、王磊，解放軍陸軍航空兵軍事代表局；魯偉，西安機電信息技術研究所）