I tillegg til å oppfylle generelle ytelseskrav, har elektriske kontakter tre kritiske kjernekrav: utmerket kontaktytelse, stabil drift og enkelt vedlikehold. Driftspåliteligheten bestemmer direkte den normale funksjonen til hele utstyrskretsen og er relatert til sikkerheten til hele hovedenheten. Følgelig stiller kretser ekstremt strenge standarder for kvaliteten og påliteligheten til elektriske kontakter.
Som de viktigste interne komponentene som er ansvarlige for elektrisk kontakt i elektriske kontakter, spiller kontakter en avgjørende rolle i kontaktenes pålitelighet. Kontaktenes pålitelighet påvirkes av flere faktorer, inkludert strukturell design, prosesseringsteknologi, produksjon, produksjonsstyring, råmaterialegenskaper og driftsmiljø.
Det er en rekke parametere som påvirker påliteligheten til elektriske kontakter, hovedsakelig dekkende egenskaper ved kontaktmaterialer, driftsforhold, omgivelsesgasser og andre aspekter. For å sikre pålitelighet til elektriske kontakter ved å utvikle løsninger mot kontaktfeil, er det viktig å undersøke og analysere feilmekanismen til kontaktpunkter. Relevant forskning fokuserer hovedsakelig på følgende områder:
Materialforskning
Egenskapene til alle materialer forringes over tid. Derfor bør man prioritere materialer med høy ytelse som kan opprettholde langsiktig pålitelighet, etterfulgt av evaluering av driftsmiljøer, for å sikre at materialene tåler tøffe arbeidsforhold.
Forskning på prosessering og produksjon
Produksjonsfeil er utbredt blant innenlandsproduserte kontakter i Kina for tiden. Utilstrekkelig prosesseringskapasitet skaper et betydelig ytelsesgap mellom faktisk ferdige kontakter og ideelle designspesifikasjoner, noe som igjen undergraver den generelle påliteligheten.
Forskning på miljøfaktorer
Når kontakter korroderer under atmosfæriske forhold, vil overflategeometrien til kontaktområdene endre seg. Sammenlignet med den ideelle tilstanden endres alle relevante parametere ikke bare over tid, men også med varierende driftsforhold. Dette forringer den elektriske kontaktens ytelse og fører til slutt til elektrisk kontaktfeil.
Basert på de tre hovedfaktorene som forårsaker elektriske kontaktfeil nevnt ovenfor, diskuterer denne artikkelen hovedsakelig strukturen, egenskapene og designprosedyrene til en spesifikk kronfjær, for å oppnå overlegen ytelse og forhindre for tidlig elektrisk kontaktfeil.
1. Kronefjærstruktur
Kronefjærer er delt inn i indre kronefjærer og ytre kronefjærer. Den ytre kronefjæren er også kjent som en lanternekontakt, som er montert på den ytre sylindriske overflaten av pinnen og danner et kontaktpar med den sylindriske sokkelen, som vist i figur 1. Den indre kronefjæren er installert inne i den indre boringen i sokkelen og danner et kontaktpar med den sylindriske pinnen, som vist i figur 2.
2. Kjennetegn ved kronefjær
Kronefjærsokkelstruktur og kontaktpålitelighet
Som det fremgår av kronfjærstrukturen, er den faktiske kontaktflaten til kontaktelementet den ytre sfæriske overflaten av lanternehodet når en ytre kronfjær brukes, som er i kontakt med den sylindriske overflaten på hylsen. For indre kronfjærer er den indre sfæriske overflaten til den indre kronfjæren i kontakt med den sylindriske overflaten på pinnen. Begge konfigurasjonene har punktflatekontakt.
Med identiske normalkraft-, material- og strukturelle parametere gir punkt-overflatekontakt lavere kompresjonsmotstand og filmmotstand sammenlignet med overflate-til-overflate-kontakt, noe som resulterer i en relativt lav faktisk kontaktmotstand for kronfjærstrukturer.
I tillegg er kronefjærer avhengige av elastisk deformasjon for låsing, noe som stiller moderate presisjonskrav til kontaktkomponenter. Følgelig tilbyr kronefjærfatninger/-pinner jevn paring og frakobling, stabil og pålitelig kontakt, utmerket motstand mot vibrasjoner og støt, og lang paringssykluslevetid. Sammenlignet med trådfjærfatninger er de mer egnet for masseproduksjon og viser overlegen ytelse i høystrømsapplikasjoner, og overvinner ulempen med utilstrekkelig strømbæreevne til trådfjærfatninger, samtidig som de opprettholder en lav kostnad.
Kronefjærsokler har jevn paring og frakobling samt pålitelig kontakt. Som et av de mest brukte kontaktelementene genererer de lavere innsettings- og uttrekkskraft og gir mykere drift sammenlignet med slissede elastiske sokler, og brukes hovedsakelig til flerkjernede og elektriske kontakter med høy tetthet.
Når pinner passer sammen med hylser, sikrer normalkraften som genereres av elastisk deformasjon av kontaktringene tett kontakt mellom kontaktringene og pinnene for signaloverføring. Skjematisk kobling av kronfjærhylser og hannpinner er vist i figur 1.
Det er en rekke faktorer som påvirker kontaktpåliteligheten til elektriske kontakter. To indikatorer, nemlig separasjonskraft ved enkeltkontakt og kontaktmotstand, brukes vanligvis for å evaluere kontaktpåliteligheten til kontakter.
3. Designprosedyrer og nøkkelpunkter for Crown Spring
Hylser er kjernekomponentene som realiserer elektrisk tilkobling i kontakter, og kronfjærer, som den viktigste delen av hylsene (pinner), spiller en viktig rolle. Derfor er riktig valg av kronfjærer og rasjonell design av kronfjærhylser (pinner) avgjørende for å oppfylle kravene til elektrisk ytelse for kontaktpar, inkludert kontaktmotstand, paringskraft og temperaturøkning. Det må legges stor vekt på valg av kronfjær og design av kronfjærhylser (pinner).
DDesignprosedyrer for indre og ytre kronefjærer
1. Bestem den spesifikke strukturformen: bruk en indre kronefjær eller ytre kronefjær. Velg passende kronefjærstruktur i henhold til produktets bruksforhold for å bedømme om den indre eller ytre kronefjæren bedre oppfyller kravene.
Bestem diameteren på pinnene eller hylsene. Velg en passende pinndiameter for den indre kronfjærstrukturen og en passende hylsediameter for den ytre kronfjærstrukturen basert på den maksimale belastningsstrømmen under produktdrift.
Bestem andre dimensjonsparametere. Design de resterende dimensjonene til kronfjæren i henhold til pinnens eller hylsens diameter.
1. Bestem dimensjonene på kontaktdelene for kronfjæren. Tilpass pinnedimensjonene til den ferdigstilte indre kronfjæren, og tilpass sokkeldimensjonene til den ferdigstilte ytre kronfjæren.
Viktige designpunkter
Den ensidige kompresjonen av kronfjæren etter sammenkobling skal kontrolleres innenfor området 0,15～0,25 mm.
Kronefjærens strukturelle dimensjoner påvirker direkte separasjonskraften til kontaktparet. Med alle andre parametere uendret, vil en større sfærisk radius R og lengre sfærisk tverrsnittslengde S av kronefjærens midtre seksjon, samt en mindre spaltebredde P på den sfæriske delen, tilsvarende redusere separasjonskraften til kontaktparet. Imidlertid er en for stor sfærisk radius R og sfærisk tverrsnittslengde S, eller en for smal spaltebredde, ikke gunstig. Fornuftig utforming av disse tre parameterne er nødvendig for å oppnå passende separasjonskraft og utmerket kontaktmotstand. I tillegg kan ikke spaltebredden være for smal for å lette formbearbeiding og forlenge formens levetid.
En utvidet tegning av kronfjæren med åpne ender skal tegnes for å forenkle formdesign og bearbeiding.
Alle dimensjoner spesifisert i designprosedyrene refererer til dimensjonene til kronfjæren i fungerende, sammenkoblet tilstand.
4. Konklusjon
Oppsummert er indre og ytre kronfjærer sammen med deres samsvarende pinner og hylser kritiske enheter i elektriske kontakter, som direkte styrer påliteligheten til kontaktene. Ytelsen til kronfjærstrukturer avhenger ikke bare av designprosessen, men også av materialet og maskineringsteknologien til samsvarende pinner og hylser.
Generelt er pinner og hylser for det meste laget av kobberlegering eller rent kobber for å oppfylle kravene til konduktivitet i praktisk bruk, og de produseres ved mekanisk bearbeiding. For å oppnå overlegen ytelse kreves det etterbehandling av overflaten til indre og ytre kronefjærer. Detaljerte designprosedyrer for indre og ytre kronefjærstrukturer vil bli fullført i oppfølgingsforskningen.
Amass høystrømskontakt bruker kronefjæren som kan hjelpe deg med å opprettholde stabile tilkoblinger i bruksscenarier som høyintensitetsvibrasjoner, gjentatte høye og lave temperaturpåvirkninger, lite volum og høy strøm.
Amass sine 4. generasjons produkter bruker fullt ut kronefjærkontaktteknologi, noe som forlenger levetiden drastisk og forbedrer driftsstabiliteten. De gir pålitelig beskyttelse for utstyr som opererer under kompakte størrelsesbegrensninger, intens vibrasjon og gjentatte termiske sjokk mellom høye og lave temperaturer.
Publisert: 04.07.2026