连接设计技巧和恶劣环境下的注意事项

2020-11-10 14:52:57 来源:连接器世界网 作者:图尔克澳大利亚有限公司 点击:1050

随着连接器制造商与用户和应用需求保持同步,连接器和电缆的设计也在不断发展。从创新的包覆成型解决方案到不锈钢盆式连接器本体,今天的产品提高了性能,并且比传统的现场组装连接器更方便。

影响连接性能的因素

许多因素影响连接器或电缆解决方案在环境中的预成型方式。材料选择和化学相容性是两个主要标准,因为它们可以直接影响特定应用解决方案的完整性。

塑料是用于保护连接器和电缆免受恶劣环境影响的主要材料。所使用的塑料材料对化学相容性有关键影响,并且已经针对特定用途开发了多种形式(请参见图1)。例如,某些材料可以承受非常冷的温度而不会破裂,而其他材料则可以抵抗会损害另一种塑料完整性的高温。

包覆成型的连接器由于其可靠性和坚固的结构而被推荐用于要求苛刻的应用。这些解决方案不只是简单的塑料外壳:相反,它们绝缘并保护电缆和连接器之间的所有连接点免受侵入。这些完全组装的产品还经过工厂测试,可简化安装并提高性能。

借助各种可用的塑料材料选项,提供了模压连接器解决方案,可以承受苛刻应用中的大多数化学物质。但是,某些应用可能要求很高,以至于塑料包覆成型体可能无法提供足够的保护。

图1.材料及其在不同应用中的适用性。

对于这些应用,有一些连接器选项,它们使用填充有灌封材料的不锈钢外壳。此类解决方案可提供更高的机械强度,并且在腐蚀性较强的化学药品应用中仍能保持良好的状态。此连接器的其他版本也允许进行其他危险场所认证。借助不锈钢连接器主体,等级316不锈钢在恶劣的工业环境中提供了耐用性的最佳选择:等级303和304更容易受到强腐蚀性化学物质的腐蚀。

一旦考虑了材料和化学兼容性,工程师就可以查看下一层规格:入口防护、振动、工作温度和抗拉强度。

防护等级

防护等级(通常称为IP等级)表明产品具有抵抗灰尘和水等环境污染物的能力。工程师应在恶劣应用中使用的电缆和连接器上寻求最低IP65防护等级。这样可确保不会渗透灰尘或水流。IP69K是提供的最高级别的防护等级,可确保在高压下防尘和防水。

震动问题

振动可能会威胁到断开连接器的耦合功能并破坏通过连接器的数据传输。为了承受这种危险,连接器、触点和电缆的设计和质量至关重要。

为防止连接器松动,连接器设计必须具有即使在高冲击和振动下也能保持啮合的特殊功能。触点设计必须防止配合接口间断连接或因振动而损坏。接触材料和电镀是强度、耐用性和电气性能的另一个关键要素。在最坚固的连接器和电缆产品中需要寻找的一些标准包括:

●机加工触点,而不是冲压或成型,以获得更好的性能;

●镀金而不是镀锡,以获得更好的电性能;

● 高绞线,而不是实心线或绞线最少,以实现最佳电缆灵活性;

图2.完整的组装式连接软件包可在苛刻的环境中提供可信赖的解决方案。

温度挑战

如果没有正确的材料,应用的温度会影响性能。极低的温度可能会使电缆护套或塑料连接器主体破裂,并且某些材料在非常热的环境中会随着时间的流逝而分解。对于最合适的解决方案,寻找额定温度范围满足应用要求的连接器和电缆。不要忘记考虑温度波动引起的潜在问题。

拉力

电缆和连接器在工业环境中可能会承受很大的拉力,从操作过程中的颠簸到用作临时阶梯。产品的抗拉强度表明连接器承受这些力的能力。插头主体和电缆之间的良好粘结是产品可能表现出强拉力的一个指标。要寻找的另一个功能是,连接螺母的背面在连接器的插头主体上延伸。这允许角力被吸收在插头主体和连接螺母之间,而不是直接在电线上以接触端子。

改善移动设备以及石油和天然气应用的连接性

过去几年的进步已将普通的Deutsch连接器转变为可承受振动和侵入的强大的包覆成型解决方案。这些可以在驾驶室外部使用,以提高连接性,在这些连接中,湿气和元件历来造成反复故障。

它们在清理和洗涤过程中也受到保护。振动问题也可以通过正确安装来解决。如果连接器和电缆安装不正确,它们可能会在机器运行时最终浮空,从而导致连接失败。

石油和天然气应用面临与移动设备类似的户外环境挑战,但同时也涉及钻井泥浆中的腐蚀性化学品以及危险场所批准的潜在需求。

危险场所认证确保产品可在危险场所安全使用。石油和天然气公司越来越多地寻求国际认可,以确保全球安全合规并简化产品库存。例如,可以指定具有ATEX和IECEx认证的电源线,不仅可以在北美使用,而且可以在欧洲和其他大洲使用。与ATEX和IECEx连接产品有关,现场组装的解决方案仍是过程自动化以及石油和天然气应用中最常见的解决方案。但是,一些制造商现在提供完全组装的电缆解决方案。由于所有组件均已组装并经过工厂测试,因此该产品减少了误接线的风险,同时还缩短了安装时间并减少了人工。

图3.包覆成型的Deutsch解决方案提高了使用寿命,并且可以提供优于标准连接器的性能。

查找正确连接解决方案的提示

在寻找连接解决方案时,供应商会提出一系列问题,例如以下问题,以更好地了解应用及其对连接器或电缆的影响:

●存在哪些化学物质?以什么百分比稀释?

●产品将如何暴露于这些化学物质中?接触频率如何?产品会被淹没、飞溅或擦拭吗?

●是否存在爆炸性或有害气体或蒸气?

●典型的温度或温度范围是多少?

● 电缆会弯曲吗?

● 受振动和冲击影响吗?连接器上会出现什么频率或g力?

●是否有机会影响电缆或连接器?

●电流和电压是多少?

●室内还是室外应用?阳光、紫外线或水可能接触吗?

●需要什么IP等级?

结论

当选择连接器供应商以解决恶劣环境中的应用(例如移动设备以及油气安装挑战)问题时,请寻找能够提供这些苛刻环境中坚固的结构、认证和灵活的电缆护套的解决方案。所有这些属性相结合,才能带来了一个连通性解决方案,它将在完全兼容的产品中减少停机时间并节省更多成本。

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