فرآیند چین و چروک دسته سیم های ولتاژ بالا خودرو

1. روش اتصال سیم کشی ولتاژ بالا خودرو

به طور کلی، سه راه اصلی برای اتصال کابل های دسته سیم خودرو و پایانه های اتصال وجود دارد: جوش، چین و اتصال مکانیکی، همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است. روش جوشکاری عمدتاً از اتصال لحیم کاری قلع استفاده می کند، که برای اتصال و مونتاژ سیم کشی خودرو مناسب است. مهارها با دسته های کوچک و سطح مقطع کابل کوچک؛ عمر مفید بالایی دارد و برای پردازش انبوه مناسب است، اما برای رسیدن به اتصال و مونتاژ نیاز به استفاده از قالب های چین دار دارد. روش اتصال مکانیکی عمدتاً از اتصال دهنده ها برای ترکیب محکم و تعمیر ترمینال اتصال و کابل استفاده می کند و مونتاژ نسبتاً پیچیده است و برای تولید انبوه مناسب نیست.

در حال حاضر، کابل‌های دسته سیم‌کشی خودروهای خارجی و پایانه‌های اتصال معمولاً با چین و چروک به هم متصل می‌شوند و فناوری اتصال بسیار پایدار و قابل اعتماد است. با این حال، تولید دسته های سیم کشی خودرو در کشور من هنوز در مرحله توسعه است، به خصوص تکنولوژی فرآیند اتصال قابل اعتماد دسته سیم های خودرو هنوز به طور کامل تسلط پیدا نکرده است. با توجه به تجربه طولانی مدت در اتصال و مونتاژ دسته سیم های خودرو، در بین سه روش اتصال جوش، چین و اتصال مکانیکی، روش چین دار بیشترین کاربرد را دارد و اتصال سریع، مطمئن، محکم و دارای یک عمر طولانی برای پردازش انبوه مناسب است. تحقیق در مورد فناوری چین‌خوردگی برای اتصال قابل اعتماد کابل‌های دسته سیم ولتاژ بالا و پایانه‌های رابط خودرو مهم‌ترین است.

2 فرآیند چین خوردگی دسته سیم ولتاژ بالا خودرو

تصویر

جریان نامی منتقل شده توسط دسته سیم ولتاژ بالا خودرو بزرگ است، تا چند صد آمپر، بنابراین قطر کابل انتخاب شده نیز نسبتاً بزرگ است، که الزامات بالاتری را برای کیفیت چین و چروک کابل و ترمینال اتصال ایجاد می کند. به منظور اطمینان از کیفیت بالای کابل و ترمینال کانکتور پس از انقباض و سفت شدن، و اطمینان از اینکه خواص الکتریکی (مانند جریان نامی) و خواص مکانیکی (مانند نیروی کشش) ولتاژ بالا خودرو دسته سیم پس از چین و چروک الزامات را برآورده می کند، در زیر روند چین دادن است. عوامل اصلی مؤثر بر کیفیت چین‌خوردگی پایانه‌های کابل و رابط (از جمله ساختار ترمینال، روش چین‌خوردگی، ارتفاع چین‌خوردگی و طول چین‌خوردگی) تجزیه و تحلیل می‌شوند.

2.1 ساختار ترمینال و روش چین خوردگی

در حال حاضر، ساختار ترمینال اتصال معمولاً مورد استفاده سیم کشی ولتاژ بالا خودرو در شکل 2 نشان داده شده است. ساختار ترمینال را می توان به بخش تماس، بخش میانی و بخش چین دار تقسیم کرد. بخش تماس برای اطمینان از اتصال کانکتور، انتقال برق و سیگنال ها استفاده می شود. بخش میانی ناحیه دریافتی بین بخش تماس و بخش چین است، که اطمینان می دهد که بخش تماس و خود در طول فرآیند چین خوردگی تغییر شکل نمی دهد و در عین حال در موقعیت یابی نقش دارد. هنگامی که تغییر شکل در طول فرآیند چین خوردگی رخ می دهد، به طور جدی بر عملکرد دسته سیم خودرو تأثیر می گذارد. بخش چین برای اتصال سطح تماس ترمینال اتصال و کابل تحت نیروی خارجی استفاده می شود و کیفیت آن به طور مستقیم بر هدایت الکتریکی، نیروی کشش و غیره دسته سیم خودرو تأثیر می گذارد. شکل ظاهری.

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). با توجه به تئوری نیرو تیرهای با تکیه گاه ساده، لنگر خمشی در قسمت چین L/2 بزرگترین است، که در نتیجه ارتفاع‌های چین‌خوردگی متفاوتی به وجود می‌آید (یعنی ارتفاع مقطع قسمت چین خورده ترمینال اتصال و ترمینال پس از آن. کابل چین خورده است)، که ارتفاع چین را متفاوت می کند. منطقه تماس واقعی پس از اتصال تنها بخش بسیار کوچکی است که فقط معادل تماس خط است. این امر به طور جدی بر خواص الکتریکی و مکانیکی دسته سیم‌های ولتاژ بالا خودرو با سطح مقطع کابل بزرگ، الزامات عملکرد کششی بالا و طول چین‌خوردگی طولانی (یعنی طول تماس بین پایانه اتصال و کابل پس از چین‌خوردن) تأثیر می‌گذارد.

به منظور اطمینان از خواص الکتریکی و مکانیکی دسته سیم‌های ولتاژ بالا خودرو پس از چین‌خوردگی، و جلوگیری از ناحیه تماسی که به دلیل ارتفاع‌های مختلف چین‌خوردگی در فرآیند قالب‌گیری یکباره چین‌خوردگی بسیار کوچک است، پس از طراحی بهینه، پایانه های اتصال دسته سیم ولتاژ بالا خودرو از ترمینال های تقسیم شده استفاده می کنند. ، و ساختار آن در شکل نشان داده شده است. این روش چین دادن می تواند طول چین اصلی را کاهش دهد و با چین دادن متوالی دو بخش، فضای طراحی را ذخیره کند. الزامات نیروی کشش و رسانایی

روش اجزای محدود برای شبیه‌سازی و تحلیل جابجایی بخش چین‌خوردگی پایانه بشکه بسته سنتی و بخش چین‌خوردگی پایانه تقسیم‌بندی شده بهینه طراحی‌شده زمانی که همان نیرو به بخش چین‌خوردگی اعمال می‌شود، استفاده می‌شود. نتایج تجزیه و تحلیل شبیه سازی در شکل 5 نشان داده شده است. می توان مشاهده کرد که پس از انقباض شدن توسط همان نیروی خارجی، بخش چین خوردگی پایانه بشکه بسته سنتی قوسی شکل است، و جابجایی در 1/2 پروگزیمال بزرگترین است. سطح انتهایی، که سطح تماس چین دار بین کابل و ترمینال تماس است. قسمت چین دار ترمینال نوع به شکل درام است و دو مکان با بیشترین جابجایی وجود دارد. تغییر شکل در مرحله وسط دو بخش چین دار نسبتاً کم است. در طول فرآیند شبیه سازی چین، کابل و ترمینال سطح تماس بیشتری دارند و ارتفاع وسط بالاتر است.

2.2 ارتفاع چین و طول چین

به منظور اطمینان از خواص الکتریکی و مکانیکی دسته سیم ولتاژ بالا خودرو پس از چین دادن، علاوه بر اتخاذ ساختار ترمینال معقول و روش چین‌خوردگی، در فرآیند چین‌خوردگی واقعی، ارتفاع چین‌خوردگی و طول چین‌خوردگی پایانه‌های تماس نیز باید باشد. تضمین شود.

اگر ارتفاع چین و چروک خیلی زیاد باشد، به راحتی می توان فضای خالی بیش از حد در ناحیه پیچ خوردگی ایجاد کرد و در نتیجه سطح تماس کافی بین کابل و هادی فلزی ترمینال رابط ایجاد نمی شود، که نمی تواند مقاومت پرسینگ مورد نیاز خودرو را تامین کند. دسته سیم ولتاژ (یعنی ترمینال و ترمینال به یکدیگر متصل هستند). نیروی نگهدارنده کابل)، نیروی کشش و هدایت الکتریکی، و حتی منجر به وضعیت کار غیرعادی ترمینال چین می شود. اگر ارتفاع چین خیلی کم باشد، به راحتی می توان هسته کابل را شکست یا هادی فلزی را در ناحیه چین خوردگی شکست، که مطابق با دسته سیم خودرو نیست. الزامات چین دار بنابراین، ارتفاع چین و چروک کابل و ترمینال اتصال باید به شدت کنترل شود. ترمینال های رابط اغلب با فشار نقطه ای، فشار محدود و روش های دیگر پر می شوند. به طور کلی، عمق چین خوردگی نقطه d/2 است (d قطر خارجی ترمینال است). در این زمان، اگرچه تمام شکاف های بین کابل و ترمینال را می توان فشرده کرد، گودال فشار بیش از حد عمیق است که به راحتی منجر به تغییر شکل بیش از حد هسته کابل می شود. ، به یک زاویه تیز فشار داده می شود و در نتیجه اثر نوک میدان الکتریکی ایجاد می شود و حتی هسته کابل در موارد شدید شکسته می شود و در نتیجه تداوم الکتریکی و هدایت ضعیف سیم کشی ولتاژ بالا خودرو ایجاد می شود. به طور کلی، عمق چین و چروک فشار محدود d/3 است. در این زمان، اگرچه تغییر شکل فشاری نسبتاً یکنواخت است، ابتدا لایه بیرونی با فشرده شدن هسته سیم مسی کابل تغییر شکل می‌دهد، در حالی که لایه داخلی اساساً بدون تنش است و پدیده سفتی خارجی و شلی داخلی اغلب رخ می‌دهد. ، تأثیر خاصی بر هدایت الکتریکی آن دارد.

با توجه به کاستی‌های روش فشار نقطه‌ای و روش فشار محصورکننده، توصیه می‌شود پس از طراحی بهینه، از ترکیب فشار محصور کننده و روش چین‌خوردگی نقطه‌ای برای کنترل عمق چین‌خوردگی تا 0.4d استفاده شود. ، به طوری که پایانه ها و کابل ها به طور موثر فشرده شود. اگر طول چین بیش از حد طولانی باشد، نیروی چین بسیار زیاد خواهد بود، و در عین حال، مواد هدر می رود، به طوری که نرخ بهره برداری ساختاری از ناحیه چین خوردگی کم خواهد بود. استحکام چین خوردگی (یعنی نیروی نگهدارنده ترمینال به کابل) مورد نیاز برای سیم کشی های ولتاژ بالا نیز منجر به هدایت الکتریکی بسیار پایین می شود. بنابراین، طول چین و چروک کابل و ترمینال اتصال باید به شدت کنترل شود. معمولاً فرمول محاسبه طول چین دار La به صورت زیر است:

جایی که: FT نیروی کشش ترمینال مربوطه است، یعنی نیروی کشش کابل های با اندازه های مختلف (الزامات استاندارد در جدول 1 نشان داده شده است). Fz نیروی اصطکاک روی سطح تماس بین ترمینال و کابل است. R شعاع کابل پس از چین خوردگی است.

جدول 1 الزامات استاندارد برای نیروی کشش کابل های با اندازه های مختلف

2.3 تست عملکرد Crimp

به منظور درک بیشتر تأثیر ساختار ترمینال، روش چین‌خوردگی، ارتفاع چین‌خوردگی و طول چین‌خوردگی در فناوری چین‌خوردگی بر روی خواص الکتریکی و مکانیکی دسته سیم‌های ولتاژ بالا خودرو پس از چین‌خوردگی، دسته سیم‌های خودرو با جریان نامی از 200 A (انتخاب شده سطح مقطع کابل 25mm2 و حداکثر جریان عبوری 300A است) به عنوان مثال، و تحقیقات تجربی در مورد عملکرد چین خوردگی دسته سیم ولتاژ بالا خودرو مربوطه انجام شده است. جدول 2 فرآیند چین خوردگی مورد استفاده برای هر نمونه دسته سیم ولتاژ بالا خودرو را در تست عملکرد چین دار دسته سیم ولتاژ بالا خودرو نشان می دهد. نمونه 1 فرآیند چین و چروک سنتی را اتخاذ می کند و نمونه 2 ساختار ترمینال بهینه و فرآیند چین دادن را اتخاذ می کند. روش اتصال، طول چین و ارتفاع چین‌خوردگی سنتی، نمونه 3 ساختار ترمینال بهینه طراحی شده، روش چین‌خوردگی، ارتفاع چین و طول چین را اتخاذ می‌کند. نتایج آزمایش عملکرد چین خوردگی دسته سیم ولتاژ بالا خودرو در شکل 6 نشان داده شده است. مشاهده می شود که خواص الکتریکی و مکانیکی نمونه 3 بهترین است. این نشان می‌دهد که طراحی بهینه فرآیند چین‌خوردگی می‌تواند کیفیت بالا و عملکرد بالا را پس از بستن دسته‌های سیم‌کشی ولتاژ بالا خودرو تضمین کند.

جدول 2 فن آوری چین و چروک مورد استفاده برای هر نمونه مهار سیم ولتاژ بالا خودرو

3. نتیجه گیری

با شروع از الزامات عملکرد و ویژگی‌های استفاده از دسته سیم‌های ولتاژ بالا خودرو، این مقاله به تحلیل عوامل اصلی (ساختار ترمینال، روش چین‌خوردگی، ارتفاع چین‌خوردگی و طول چین‌خوردگی) می‌پردازد که بر کیفیت چین‌خوردگی کابل‌ها و پایانه‌های اتصال در فرآیند چین‌خوردگی تأثیر می‌گذارند. و پیشنهادات طراحی بهینه سازی پیشنهادی. از طریق تست عملکرد چین‌خوردگی دسته سیم فشار قوی خودرو، تأیید می‌شود که چین‌خوردگی قطعه‌بندی‌شده دارای خواص مکانیکی بهتری نسبت به چین‌خوردگی کل بخش است و روش چین‌خوردگی ترکیبی از فشار محدود و فشار نقطه‌ای برای کنترل منطقی ارتفاع چین و چروک استفاده می‌شود. طول برای اطمینان از عملکرد مکانیکی و الکتریکی بهتر دسته سیم‌های ولتاژ بالا خودرو.