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低频电缆组装件工艺设计简介

2020-07-27 15:57
可靠性杂坛
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一、电缆组装件的概念

电子设备内部、设备与设备之间的电气互连,一般需通过电连接器、导线、电缆线或光缆线实现。电缆组装件就是将电连接器和电缆线采用一定的端接方式及防护方法组合在一起的组件产品。它是电能传输、信息传递和实现电磁能转换功能的核心基础单元,被称为电子设备、仪器、通信单元系统的“神经”和“血管”,广泛应用于航空、航天、电子、兵器、通信和舰船等领域。

电缆组装件按传输信号的工作频率可分为低频电缆组装件(简称低频电缆)和高频电缆组装件(简称高频电缆)。一般把工作频率低于3MHz的电缆组装件归为低频电缆,把高于此频率的电缆组装件归为高频电缆。此外,根据电连接器形式、导线类型与规格型号、外防护形式等的不同,电缆组装件还可以有多种分类形式。

二、装备用低频电缆组装件分类

装备用低频电缆组装件按复杂程度和结构形式,又可分为“直线型”电缆组装件和“分支型”电缆组装件两种。“直线型”电缆组装件是结构最简单的,它只有两个电连接器,分别放置在左右两端,并通过导线束连接。其结构示意如图1所示。


图1 “直线型”电缆组装件结构示意图

“分支型”电缆组装件根据使用要求,可以是一个主电连接器连接多个分支电连接器的结构形式(俗称“一分多”电缆),如图2所示;也可以是多个分支电连接器彼此相互连接的结构形式(俗称“多分多”电缆),如图3所示。

图2 “分支型”电缆组装件结构示意图(“一分多”电缆)


图3 “分支型”电缆组装件结构示意图(“多分多”电缆)

装备用低频电缆组装件按在设备中的使用位置不同还可分为设备外部连接电缆组装件(如图4所示)和设备内部互连电缆组装件(如图5所示)。

图4 设备外部连接电缆组装件

图5 设备内部互连电缆组装件

三、装备用电缆组装件制作材料介绍

装备用低频电缆组装件中使用的原材料可分为主要材料和辅助材料两类。主要材料有电连接器和电缆线,辅助材料主要包括防波套、防护套、标签、分支模缩套管、焊片、热缩管、焊锡、“三防漆”、塑料胶、绝缘捆扎线、聚四氟乙烯薄膜、聚氯乙烯套管等。

1.电连接器

电连接器是装备用低频电缆组装件的主要部件,用于各类电子设备和设备之间、仪器和仪器之间电气的连接和分离。作为漏入和漏出电子系统的主要电磁干扰源,电连接器对电缆组装件的可靠性、电磁兼容性等有直接影响,可以说电连接器的质量决定着装备用低频电缆组装件的质量。

电连接器已发展成为种类齐全、品种规格丰富、结构形式多样、专业方向细分、行业特征明显、标准体系规范的系列化和专业化产品。根据应用对象、频率、功率、应用环境等不同,电连接器的形式和结构也不同。

装备用低频电缆组装件上常用的电连接器主要有圆形电连接器(如图6所示)、矩形电连接器(如图7所示)、网口电连接器和分离脱落电连接器(如图8所示)等。装备用低频电缆组装件常用电连接器如表1所示。

图6 圆形电连接器

图7 矩形电连接器

图8 分离脱落电连接器

表1 装备用低频电缆组装件常用电连接器

2.电缆线

装备用低频电缆组装件上常用的电缆线主要有耐高温特种电缆、数据线、网线及综合电缆等。其中耐高温特种电缆线主要有AF-200系列电缆线、AFP-200系列电缆线、AF-250系列电缆线、AFP-250系列电缆线、AFR系列电缆线、FF40J(55#)系列航天航空电缆线、FF40J型航天航空特种绕包型电缆线等。网线主要有五类网线、超五类网线、六类网线等。综合电缆是根据客户使用要求,用不同型号、规格的电线电缆组合而成的。

图9是AF-200系列电缆线的实物图,图10是AFR-250系列电缆线的实物图,图11是FF40J-200系列电缆线的实物图。

图9 AF-200系列电缆线

图10 AFR-250系列电缆线

图11 FF40J-200系列电缆线

3.防波套

随着整机中使用设备数量的增多,设备中电磁泄漏和干扰问题日益突出。为提高电缆线及低频电缆线组装件的抗干扰能力,装备用低频电缆线组装件通常会在电缆线外增加一层金属编织层,即通常所说的防波套,以此增强电缆线组装件的抗干扰能力和防电磁泄漏能力,同时还可以提供机械保护。防波套是一种由各种金属丝编织而成的网形套管,置于电缆线外表面,具有良好的屏蔽性、耐磨性、可扩张性和可焊性,如图12所示。

图12 防波套

目前,在装备用低频电缆组装件上经常使用的防波套大致可以分为:普通防波套、轻型防波套、超轻型防波套、高密度防波套和耐高温防波套等。

部分类型防波套参数的对比如表2所示。

表2 部分类型防波套参数对比

不同类型防波套性能及应用场合对比表如表3所示。

表3 防波套性能及应用场合对比表

4.防护套

在装备用低频电缆组装件的生产中,通常在线束外或线束防波套外增加一层非金属编织层,即通常所说的防护套。根据不同的使用环境要求,这些防护套可具备耐磨、阻燃、耐火、抗辐射等特性,对线束形成防护,并可保持电缆组装件外观的一致性。

目前,在装备用低频电缆组装件上比较常用的防护套有锦纶丝编织套、耐高温防护套、硫化布套、尼龙编织网套等。锦纶丝编织套、耐高温防护套、尼龙编织网套均具有柔软、质量小和耐环境性好等优点,特别是在多分支电缆组装件中,这类防护套端头的处理较容易,分支处柔软易弯折,可以在空间狭小的腔体内部对线束起较好的防护作用。图13是采用锦纶丝套进行防护的电缆组装件实物图。

图13 采用锦纶丝套进行防护的电缆组装件实物图

防护套性能及应用场合对比如表4所示。

表4 防护套性能及应用场合对比

几种典型的防护套及应用如图14、图15、图16、图17所示。

图14 锦纶丝编织套及其应用

图15 尼龙编织网套及其应用

图16 普通热缩护套及其应用

图17 带胶热缩防护套(模缩套)及其应用

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