Контактные пружины играют важную роль в соединителях, их функции в основном делятся на три ключевых аспекта:
- Обеспечение проводящего пути для электрических сигналов Основная функция контактных пружин - создание проводящего пути для электрических сигналов между компонентами. Это может быть эффективно достигнуто с помощью обычных материалов, таких как медь или медные сплавы. Хотя медные сплавы имеют относительно низкую проводимость, обычно от 10% до 30% от проводимости чистой меди, их достаточно для большинства применений разъемов. Однако для сильноточных разъемов или разъемов распределения мощности проводимость становится все более критичной. В таких случаях требуются материалы с более низким сопротивлением для решения проблем, связанных с нагревом по Джоулю и микроперепадами напряжения, которые могут вызвать повышение температуры.
- Создание и поддержание контактного давления Вторая функция контактных пружин - создание и поддержание контактного давления. Это более сложная задача, поскольку она включает в себя взаимодействие свойств материала и конструктивных параметров. Контактные пружины обычно делятся на два типа:
- Муфтовые пружины: Как правило, эластичные структуры.
- Плунжерные пружины: Обычно жесткие конструкции, предназначенные для вызывания упругой деформации в гнездовых пружинах, создавая тем самым нормальную силу.
- Содействие установлению постоянных связей Третья функция контактных пружин - способствовать образованию неразъемных соединений. Это требует всестороннего учета свойств материалов и достижения баланса между различными требованиями. Для разделяемых контактных интерфейсов упругость контактных пружин имеет решающее значение для обеспечения нормального усилия между двумя сопрягаемыми поверхностями. Модуль Юнга и предел текучести - наиболее важные свойства материала, влияющие на это, поскольку они определяют характеристики упругого смещения и величину смещения. Сопротивление релаксации напряжений также важно, так как помогает уменьшить силы сопряжения и распрямления.
Баланс между материалом и производительностью
Для достижения оптимальной производительности необходимо учитывать несколько компромиссов:
- Механическая прочность против технологичности: Механическая прочность, обычно измеряемая пределом текучести, необходима для обеспечения упругой силы сопряжения на границе раздела. Однако высокая механическая прочность может ограничить формуемость материала и возможность его ковки.
- Расслабление стресса против силы спаривания: Устойчивость к релаксации напряжений снижает усилие сопряжения, но требует тщательного выбора материала и конструкции для обеспечения надежности.
Заключение
Конструкция и выбор материала контактных пружин имеют решающее значение для производительности разъемов. Будь то электрические или механические характеристики, достижение правильного баланса между проводимостью, упругостью, устойчивостью к релаксации напряжения и технологичностью очень важно. Тщательный анализ взаимодействия свойств материалов и параметров конструкции позволяет разрабатывать высокопроизводительные соединители, отвечающие самым разным требованиям.