新型浮动式矩形电连接器的研究

2013-10-21谢清玲管杨杰

火控雷达技术 2013年4期

吕洋谢清玲管杨杰

(1.西安电子工程研究所西安 710100;2.贵州航天电器股份有限公司贵阳 550009)

0 引言

目前电子设备向高密度、小型化不断发展，具有插拔功能的电路模块上使用浮动式矩形电连接器越来越广泛。为了使浮动式矩形电连接器既具有浮动功能，又具有电磁屏蔽功能，将导电密封衬垫安装在插件盒体安装壁与插头法兰盘之间，利用浮动套与法兰盘之间的间隙，解决浮动式矩形电连接器电磁屏蔽与浮动之间矛盾。

1 浮动式矩形电连接器结构简介

浮动式矩形电连接器由插座、插头和导电密封衬垫组成。插头和插座各有矩形法兰盘、插合端口与伸入端口。插头法兰盘装有导向柱和浮动套，插座法兰盘安装导向套。浮动式矩形电连接器结构示意图见图1。

图1 浮动式矩形电连接器结构示意图

浮动套设计成阶梯形的环槽套筒结构。把插头伸入端一侧的轴肩称为浮动套伸入段，另一侧的轴肩称为浮动套限位段，中间段称作环槽段。为了使浮动式矩形电连接器具有浮动功能，轴肩端面与法兰盘端面之间存在轴向间隙tzjx，环槽段的外径与法兰盘安装孔中间存在径向间隙tjjx。浮动套在法兰盘上安装结构示意图见图2。

图2 浮动套在法兰盘上安装结构示意图

常见的浮动式矩形电连接器的导电密封衬垫安装在插件盒体安装壁与浮动套伸入段外端面之间，通过拧紧螺钉使浮动套紧压导电密封衬垫。常见的浮动式矩形电连接器插头安装示意图见图3。

图3 常见浮动式矩形电连接器

从图3 可看出，常见的浮动式矩形电连接器存在下面几点不足:

a.拧紧螺钉时，浮动套对导电密封衬垫施加压力。因受压面积小，导电密封衬垫无压区易出现翘曲或扭曲现象以致连接处出现缝隙;

b.因无限位装置，导电密封衬垫压缩量无法控制，连接处有可能出现缝隙;

c.导电密封衬垫局部(受压区)有可能发生压缩性永久变形。当插头拆装或者替换时就会留下缝隙。

为避免常见浮动式矩形电连接器结构不足，需寻求新的浮动式矩形电连接器结构。

2 新型浮动式矩形电连接器结构

为了避免电磁波穿过缝隙或间隙而造成干扰，同时又能利用橡胶垫的弹性保证其浮动性，结构设计时，遵循如下设计思路:

a.将导电密封衬垫安装在插件盒体安装壁与插头法兰盘中间。新型浮动式矩形电连接器插头安装示意图见图4。

图4 新型浮动式矩形电连接器

b.为满足电磁屏蔽要求，导电密封衬垫(平垫)最小压缩量应控制在5%以上〔1〕。这就要求新型浮动式矩形电连接器的插合力F插合大于导电密封衬垫被压缩5%时所需的力F5%，即:

c.导电密封衬垫(平垫)最佳压缩量为15%～18%〔1〕。如果浮动套伸入段之宽度用n 表示，导电密封衬垫被压缩15%和18%时的厚度分别用δ15%和δ18%表示，则设计时，取浮动套伸入段的最小宽度nmin等于δ18%，浮动套伸入段的最大宽度nmax等于δ15%。若插件推力大于导电密封衬垫被压缩15%时所需的力F15%，则导电密封衬垫处于最佳压缩状态。

d.导向装置引导电连接器对接时，为了使插头具有浮动功能，取轴向间隙tzjx等于导电密封衬垫自由状态时的厚度δ垫与浮动套伸入段最小宽度nmin之差，即:tzjx=δ垫-nmin=δ垫-δ18%

按照这个设计思路设计的新型浮动式矩形电连接器具有如下特点:

a.导电密封衬垫与法兰盘间为面接触，导电密封衬垫压缩量控制在5%以上，电磁屏蔽效果好;

b.若插件推力F推大于导电密封衬垫被压缩15%时所需的压力F15%，导电密封衬垫将处于最佳压缩状态，同时因浮动套伸入段限位，导电密封衬垫不会出现永久性压缩变形;

c.因存在轴向间隙tzjx，导电密封衬垫与法兰盘间虽是面接触，但插合端口对接时，插头仍具有浮动功能。