Proces prešanja automobilskog visokonaponskog kabelskog svežnja

1. Način spajanja automobilskog visokonaponskog kabelskog svežnja

Općenito, postoje tri glavna načina za spajanje kabela kabelskog svežnja automobilskih ožičenja i priključaka konektora: zavarivanje, stezanje i mehaničko spajanje, kao što je prikazano na slici 1. Metoda zavarivanja uglavnom prihvaća vezu lemljenjem kositrom, što je prikladno za spajanje i sklapanje automobilskih žica kabelski snopovi s malim serijama i malom površinom poprečnog presjeka kabela; Ima dug radni vijek i pogodan je za masovnu obradu, ali zahtijeva upotrebu matrica za presovanje kako bi se postiglo spajanje i montaža; metoda mehaničkog spajanja uglavnom koristi pričvrsne elemente za čvrsto spajanje i fiksiranje terminala konektora i kabela, a sklop je relativno kompliciran i nije prikladan za masovnu proizvodnju.

Trenutačno se kabeli kabelskog snopa stranih automobila i terminali konektora općenito spajaju stezanjem, a tehnologija povezivanja je vrlo stabilna i pouzdana. Međutim, proizvodnja automobilskih kabelskih snopova u mojoj zemlji još uvijek je u fazi razvoja, posebno pouzdana tehnologija spajanja automobilskih kabelskih snopova još nije u potpunosti ovladana. Prema dugogodišnjem iskustvu u spajanju i montaži automobilskih kabelskih snopova, među tri načina spajanja zavarivanjem, stezanjem i mehaničkim spajanjem, metoda stezanja je najprimjenjivija, a spajanje je brzo, pouzdano, čvrsto i ima dug život. Pogodan je za masovnu preradu. Istraživanja tehnologije presovanja najvažnija su za pouzdano spajanje automobilskih visokonaponskih kabela i priključaka.

2 Postupak presovanja automobilskog visokonaponskog kabelskog svežnja

slika

Nazivna struja koju prenosi automobilski visokonaponski kabelski svežanj je velika, do nekoliko stotina ampera, tako da je i promjer odabranog kabela relativno velik, što postavlja veće zahtjeve za kvalitetu presovanja kabela i stezaljke konektora. Kako bi se osigurala visoka kvaliteta kabela i terminala konektora nakon stezanja i stezanja te kako bi se osiguralo da električna svojstva (kao što je nazivna struja) i mehanička svojstva (kao što je sila izvlačenja) automobilskog visokog napona kabelski svežanj nakon presovanja ispunjava zahtjeve, sljedeći je postupak presovanja. Analizirani su glavni čimbenici koji utječu na kvalitetu stezanja stezaljki kabela i konektora (uključujući strukturu stezaljke, metodu stezanja, visinu stezanja i duljinu stezanja).

2.1 Struktura priključka i metoda stezanja

Trenutno je uobičajeno korištena struktura terminala konektora automobilskog visokonaponskog kabelskog svežnja prikazana na slici 2. Struktura terminala može se podijeliti na kontaktni dio, srednji dio i presovani dio. Kontaktni dio služi za osiguranje spoja konektora, prijenosa električne energije i signala; srednji dio je područje primanja između kontaktnog dijela i presjeka, osiguravajući da se kontaktni dio i on sam ne deformiraju tijekom procesa savijanja, a istovremeno igraju ulogu u pozicioniranju. Jednom kada dođe do deformacije tijekom procesa presovanja, to će ozbiljno utjecati na performanse kabelskog svežnja automobila; dio za presovanje koristi se za spajanje kontaktne površine terminala konektora i kabela pod vanjskom silom, a njegova kvaliteta izravno utječe na električnu vodljivost, silu izvlačenja itd. kabelskog svežnja automobila. Oblik izgleda.

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). Prema teoriji sile jednostavno poduprtih greda, moment savijanja na presjeku L/2 je najveći, što rezultira različitim visinama savijanja (to jest, visina poprečnog presjeka naboranog dijela stezaljke konektora i stezaljke nakon kabel je savijen), što čini visinu savijanja različitom. Stvarno kontaktno područje nakon spoja je samo vrlo mali dio, koji je samo ekvivalent linijskom kontaktu. Ovo ozbiljno utječe na električna i mehanička svojstva automobilskih visokonaponskih kabelskih snopova s ​​velikom površinom poprečnog presjeka kabela, visokim zahtjevima za vlačnom izvedbom i dugom dužinom presovanja (tj. duljinom kontakta između terminala konektora i kabela nakon presovanja).

Kako bi se osigurala električna i mehanička svojstva automobilskog visokonaponskog kabelskog svežnja nakon prešanja i kako bi se izbjeglo kontaktno područje koje je premalo zbog različitih visina prešanja u jednokratnom procesu prešanja, nakon optimiziranog dizajna, terminali konektora kabelskog svežnja visokog napona za automobile koriste segmentirane terminale. , a njegova struktura prikazana je na sl. Segmentirana stezaljka i kabel su presovani metodom segmentiranog presovanja. Ova metoda savijanja može smanjiti izvornu duljinu savijanja i uštedjeti prostor za dizajn uzastopnim savijanjem dva dijela. Zahtjevi za silu izvlačenja i vodljivost.

Metoda konačnih elemenata koristi se za simulaciju i analizu pomaka tradicionalnog zatvorenog dijela za stezanje terminala i optimalno dizajniranog segmentiranog dijela za stezanje terminala kada se ista sila primjenjuje na dio za stezanje. Rezultati analize simulacije prikazani su na slici 5. Može se vidjeti da je nakon stezanja istom vanjskom silom dio stezanja tradicionalnog zatvorenog priključka lučan, a pomak je najveći na 1/2 proksimalnog krajnja površina, koja je kontaktna površina za presovanje između kabela i kontaktne stezaljke; Dio za presovanje tipskog terminala je u obliku bubnja, a dva su mjesta s najvećim pomakom. Deformacija na srednjem koraku dva presovana dijela je relativno mala. Tijekom procesa simulacije stezanja, kabel i terminal imaju veću kontaktnu površinu, a srednja visina je veća. Oblik dvaju niskih sekcija za krimpanje čini oblik boda, koji jača vezu između kabela i kontakt terminala.

2.2 Visina i duljina savijanja

Kako bi se osigurala električna i mehanička svojstva automobilskog visokonaponskog kabelskog svežnja nakon presovanja, uz usvajanje razumne strukture terminala i metode stezanja, u stvarnom procesu stezanja, visina savijanja i duljina savijanja kontaktnih terminala također bi trebale biti osiguran.

Ako je visina savijanja previsoka, lako je uzrokovati prekomjerni prazni prostor u području savijanja, što rezultira nedovoljnom površinom kontakta između kabela i metalnog vodiča terminala konektora, koji ne može zadovoljiti čvrstoću savijanja koju zahtijeva automobilska visoka čvrstoća. naponski kabelski svežanj (odnosno, terminal i terminal su povezani jedan s drugim). Sila zadržavanja kabela), sila povlačenja i električna vodljivost, pa čak i dovesti do nenormalnog radnog stanja stezaljke; ako je visina savijanja preniska, lako je slomiti jezgru kabela ili slomiti metalni vodič u području savijanja, koji nije u liniji s kabelskim snopom automobila. zahtjevi za savijanje. Stoga se visina savijanja kabela i stezaljke konektora mora strogo kontrolirati. Stezaljke konektora često se savijaju točkastim pritiskom, ograničavajućim pritiskom i drugim metodama. Općenito, dubina uvijanja točkastog uvijanja je d/2 (d je vanjski promjer priključka). U ovom trenutku, iako se svi razmaci između kabela i terminala mogu stisnuti, tlačna jama je preduboka, što će lako dovesti do pretjerane deformacije jezgre kabela. , pritisnut je pod oštrim kutom, što dovodi do učinka vrha električnog polja, a čak je i jezgra kabela slomljena u teškim slučajevima, što rezultira lošim električnim kontinuitetom i vodljivošću automobilskog visokonaponskog kabelskog svežnja. Općenito, dubina savijanja ograničavajućeg tlaka je d/3. U ovom trenutku, iako je deformacija kompresije relativno ujednačena, vanjski sloj se prvo deformira kada se jezgra bakrene žice kabela stisne, dok je unutarnji sloj u osnovi nenapregnut, a često se javlja fenomen vanjske nepropusnosti i unutarnje labavosti. , ima određeni utjecaj na njegovu električnu vodljivost.

S obzirom na nedostatke metode točkastog pritiska i metode ograničavajućeg pritiska, preporučuje se korištenje kombinacije metode ograničavajućeg pritiska i metode stiskanja točkastog pritiska nakon optimiziranog dizajna za kontrolu dubine savijanja na 0.4d , kako bi se učinkovito stisnuli terminali i kabeli. Ako je duljina savijanja predugačka, sila savijanja će biti prevelika, au isto vrijeme će se materijal trošiti, tako da će stopa strukturne iskoristivosti područja savijanja biti niska; Snaga savijanja (tj. sila zadržavanja stezaljke na kabelu) potrebna za visokonaponske kabelske snopove također rezultira premalom električnom vodljivošću. Stoga se duljina savijanja kabela i stezaljke konektora mora strogo kontrolirati. Obično je formula za izračun dužine savijanja La:

Gdje je: FT sila izvlačenja odgovarajuće stezaljke, odnosno sila izvlačenja kabela različitih veličina (standardni zahtjevi prikazani su u tablici 1); Fz je sila trenja na dodirnoj površini između priključka i kabela; R je radijus kabela nakon presovanja.

Tablica 1 Standardni zahtjevi za silu izvlačenja kabela različitih veličina

2.3 Ispitivanje učinkovitosti presovanja

Kako bi se dodatno razumio utjecaj strukture stezaljke, metode stezanja, visine stezanja i duljine stezanja u tehnologiji stezanja na električna i mehanička svojstva automobilskog visokonaponskog ožičenja nakon presovanja, automobilski ožičenje s nazivnom strujom od 200 A (odabrano područje poprečnog presjeka kabela je 25 mm2, a maksimalna prolazna struja je 300 A) kao primjer, te se provode eksperimentalna istraživanja o učinku stezanja odgovarajućeg automobilskog visokonaponskog kabelskog svežnja. Tablica 2 prikazuje postupak stezanja koji se koristi za svaki uzorak automobilskog visokonaponskog kabelskog svežnja u ispitivanju učinkovitosti stezanja automobilskog visokonaponskog kabelskog svežnja. Uzorak 1 usvaja tradicionalni postupak prešanja, a uzorak 2 usvaja optimiziranu strukturu terminala i postupak prešanja. Metoda spajanja, duljina stezanja i tradicionalna visina stezanja, uzorak 3 usvaja optimalno dizajniranu strukturu terminala, metodu stezanja, visinu stezanja i duljinu stezanja. Rezultati ispitivanja performansi stezanja automobilskog visokonaponskog kabelskog svežnja prikazani su na slici 6. Može se vidjeti da su električna i mehanička svojstva uzorka 3 najbolja. Ovo pokazuje da optimizirani dizajn procesa presovanja može osigurati visoku kvalitetu i visoku izvedbu nakon presovanja automobilskih visokonaponskih kabelskih snopova.

Tablica 2. Tehnologija stezanja koja se koristi za svaki uzorak automobilskog visokonaponskog kabelskog svežnja

3. Zaključak

Polazeći od zahtjeva za izvedbom i karakteristika uporabe visokonaponskih kabelskih snopova za automobile, ovaj rad analizira glavne čimbenike (struktura stezaljke, način stiskanja, visina krimpiranja i duljina stiskanja) koji utječu na kvalitetu stiskanja kabela i stezaljki konektora u procesu stiskanja. i predložene prijedloge dizajna optimizacije. Relevantnim ispitivanjem performansi presovanja kabelskog svežnja visokog napona za automobile, potvrđeno je da segmentirano savijanje ima bolja mehanička svojstva od savijanja cijelog dijela, a metoda savijanja koja kombinira ograničavajući pritisak i točkasti pritisak koristi se za razumnu kontrolu visine i savijanja duljine kako bi se osigurale bolje mehaničke i električne performanse automobilskih visokonaponskih kabelskih snopova.