Процес пресовања високонапонских каблова за аутомобиле

1. Начин повезивања аутомобилског високонапонског снопа ожичења

Уопштено говорећи, постоје три главна начина за повезивање каблова и прикључака за каблове за аутомобилско ожичење: заваривање, пресовање и механичко повезивање, као што је приказано на слици 1. Метода заваривања углавном усваја везу за лемљење калаја, која је погодна за повезивање и монтажу аутомобилских ожичења упртачи са малим серијама и малим попречним пресеком каблова; Има дуг радни век и погодан је за масовну обраду, али захтева употребу калупа за пресовање да би се постигло повезивање и монтажа; механичка метода повезивања углавном користи причвршћиваче за чврсто комбиновање и фиксирање терминала конектора и кабла, а монтажа је релативно компликована и није погодна за масовну производњу.

Тренутно су каблови за каблове и терминали конектора за стране аутомобиле углавном повезани пресовањем, а технологија повезивања је веома стабилна и поуздана. Међутим, производња аутомобилских каблова у мојој земљи је још увек у фази развоја, посебно поуздана технологија процеса повезивања аутомобилских каблова још увек није у потпуности савладана. Према дугогодишњем искуству у повезивању и монтажи аутомобилских каблова, међу три начина повезивања заваривања, пресовања и механичког спајања, најприменљивији је начин пресовања, а веза је брза, поуздана, чврста и има дуг живот. Погодан је за масовну обраду. Истраживање технологије пресовања је најважније за поуздано повезивање аутомобилских високонапонских каблова и прикључака.

2 Процес пресовања аутомобилских високонапонских каблова

слика

Називна струја коју преноси аутомобилски високонапонски сноп је велика, до неколико стотина ампера, тако да је и пречник одабраног кабла релативно велики, што поставља веће захтеве за квалитет пресовања кабла и прикључка. Како би се осигурало да кабл и прикључак конектора имају висок квалитет након увијања и затезања, и да би се осигурало да електрична својства (као што је називна струја) и механичка својства (као што је сила повлачења) аутомобилског високонапонског кабелски свежањ након пресовања испуњава захтеве, у наставку је процес пресовања. Анализирани су главни фактори који утичу на квалитет пресовања кабловских и конекторских терминала (укључујући структуру терминала, начин пресовања, висину пресовања и дужину пресовања).

2.1 Структура терминала и начин пресовања

Тренутно, најчешће коришћена структура терминала конектора аутомобилског високонапонског снопа ожичења приказана је на слици 2. Структура терминала се може поделити на контактни део, средњи део и део за пресовање. Контактна секција се користи за осигурање повезивања конектора, преноса електричне енергије и сигнала; средњи део је пријемно подручје између контактног дела и пресека за пресовање, обезбеђујући да се контактни део и сам не деформишу током процеса пресовања, а истовремено играју улогу у позиционирању. Једном када дође до деформације током процеса пресовања, то ће озбиљно утицати на перформансе кабелског свежња аутомобила; одељак за пресовање се користи за повезивање контактне површине прикључног терминала и кабла под спољном силом, а његов квалитет директно утиче на електричну проводљивост, силу повлачења итд. кабелског свежња аутомобила. Облик изгледа.

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>М3). Према теорији сила једноставно ослоњених греда, моменат савијања у пресјеку Л/2 је највећи, што резултира различитим висинама савијања (тј. висина попречног пресјека увијеног дијела прикључног терминала и терминала након кабл је савијен), што чини висину пресовања различитом. Права контактна површина након везе је само веома мали део, који је еквивалентан само линијском контакту. Ово озбиљно утиче на електрична и механичка својства аутомобилских високонапонских каблова са великом површином попречног пресека кабла, високим захтевима за затезним перформансама и дугом дужином пресовања (тј. дужина контакта између терминала конектора и кабла након пресовања).

Да би се осигурала електрична и механичка својства аутомобилског високонапонског снопа ожичења након пресовања и да би се избегла површина контакта која је премала због различитих висина пресовања у процесу једнократног пресовања, након оптимизованог дизајна, терминали конектора каблова за аутомобиле високог напона користе сегментне терминале. , а његова структура је приказана на сл. Сегментирани терминал и кабл су пресовани методом сегментираног пресовања. Ова метода пресовања може смањити оригиналну дужину пресовања и уштедети простор за дизајн тако што ће се два дела узастопно пресовати. Захтеви за силу повлачења и проводљивост.

Метода коначних елемената се користи за симулацију и анализу померања традиционалног затвореног терминала за пресовање и оптимално дизајнираног сегментног пресека за пресовање терминала када се иста сила примени на пресек за пресовање. Резултати симулационе анализе су приказани на слици 5. Може се видети да је након пресовања истом спољном силом, пресек за пресовање традиционално затвореног терминала лучни, а померање је највеће на 1/2 проксималног дела. крајња површина, која је површина контакта за пресовање између кабла и контактног терминала; Део за пресовање типског терминала је у облику бубња, а постоје два места са највећим помаком. Деформација на средњем кораку два пресека за пресовање је релативно мала. Током процеса симулације пресовања, кабл и терминал имају већу контактну површину, а средња висина је већа. Облик два ниска пресека за пресовање формира бодљикав облик, који јача везу између кабла и контактног терминала.

2.2 Висина и дужина пресовања

Да би се осигурала електрична и механичка својства аутомобилског високонапонског снопа ожичења након пресовања, поред усвајања разумне структуре терминала и методе пресовања, у стварном процесу пресовања, висина пресовања и дужина пресовања контактних терминала такође треба да бити осигуран.

Ако је висина пресовања превисока, лако је изазвати прекомерну празнину у зони пресовања, што резултира недовољном површином контакта између кабла и металног проводника прикључног терминала, што не може да задовољи снагу пресовања коју захтева аутомобилска високо- напонски свежањ (то јест, терминал и терминал су међусобно повезани). Сила задржавања кабла), сила повлачења и електрична проводљивост, па чак и доводе до ненормалног радног стања терминала за пресовање; ако је висина пресовања прениска, лако је сломити језгро кабла или сломити метални проводник у зони савијања, што није у складу са кабловским снопом аутомобила. захтеви за пресовање. Због тога, висина пресовања кабла и терминала конектора мора бити строго контролисана. Стезаљке конектора су често пресоване притиском тачке, ограничавајућим притиском и другим методама. Уопштено, дубина пресовања у тачки је д/2 (д је спољни пречник терминала). У овом тренутку, иако се сви зазори између кабла и терминала могу сабити, јама за притисак је превише дубока, што ће лако довести до прекомерне деформације језгра кабла. , је притиснут под оштрим углом, што доводи до врха ефекта електричног поља, а чак је и језгро кабла поломљено у тешким случајевима, што резултира лошим електричним континуитетом и проводљивошћу високонапонских каблова у аутомобилу. Уопштено, дубина савијања притиска ограничавања је д/3. У овом тренутку, иако је деформација компресије релативно уједначена, спољашњи слој се прво деформише када се језгро од бакарне жице кабла сабије, док је унутрашњи слој у основи ненапрегнут, а често се јавља појава спољашње затегнутости и унутрашње лабавости. , има известан утицај на његову електричну проводљивост.

С обзиром на недостатке методе тачкастог притиска и методе притиска затварања, препоручује се да се након оптимизованог дизајна користи комбинација притиска ограничавања и методе стискања притиска у тачки за контролу дубине пресовања до 0.4д , како би се ефикасно компримовали терминали и каблови. Ако је дужина пресовања предугачка, сила пресовања ће бити превелика, а у исто време материјал ће бити расипан, тако да ће структурна стопа искоришћења подручја за пресовање бити ниска; Јачина савијања (тј. сила задржавања терминала на каблу) потребна за каблове високог напона такође доводи до прениске електричне проводљивости. Због тога, дужина пресовања кабла и терминала конектора мора бити строго контролисана. Обично је формула за израчунавање дужине пресовања Ла:

Где је: ФТ сила повлачења одговарајућег терминала, односно сила повлачења каблова различитих величина (стандардни захтеви су приказани у табели 1); Фз је сила трења на контактној површини између терминала и кабла; Р је полупречник кабла након пресовања.

Табела 1 Стандардни захтеви за силу извлачења каблова различитих величина

2.3 Тест перформанси пресовања

Да би се даље разумео утицај структуре терминала, методе пресовања, висине пресовања и дужине пресовања у технологији пресовања на електрична и механичка својства аутомобилског високонапонског снопа каблова након пресовања, аутомобилски сноп ожичења са називном струјом од 200 А (изабрано Површина попречног пресека кабла је 25мм2, а максимална пролазна струја је 300А) као пример, и спроведено је експериментално истраживање перформанси пресовања релевантног аутомобилског високонапонског снопа каблова. Табела 2 приказује процес пресовања који се користи за сваки узорак аутомобилског високонапонског снопа жица у тесту перформанси пресовања аутомобилског високонапонског снопа. Узорак 1 усваја традиционални процес пресовања, а узорак 2 усваја оптимизовану структуру терминала и процес пресовања. Метода спајања, дужина пресовања и традиционална висина пресовања, узорак 3 усваја оптимално дизајнирану структуру терминала, метод пресовања, висину пресовања и дужину пресовања. Резултати испитивања перформанси пресовања аутомобилског високонапонског снопа каблова приказани су на слици 6. Може се видети да су електрична и механичка својства узорка 3 најбоља. Ово показује да оптимизовани дизајн процеса пресовања може да обезбеди висок квалитет и високе перформансе након пресовања аутомобилских високонапонских каблова.

Табела 2 Технологија пресовања која се користи за сваки узорак аутомобилског високонапонског свежња

3.Закључак

Полазећи од захтева за перформансама и употребних карактеристика аутомобилских високонапонских каблова, у овом раду се анализирају главни фактори (структура терминала, начин пресовања, висина пресовања и дужина пресовања) који утичу на квалитет пресовања каблова и прикључака конектора у процесу пресовања. и предложене предлоге дизајна оптимизације. Кроз релевантни тест перформанси пресовања каблова високог напона у аутомобилу, верификовано је да сегментирано пресовање има боља механичка својства од пресовања целог пресека, а метода пресовања која комбинује притисак ограничавања и притисак у тачки се користи за разумну контролу висине и притиска пресовања. дужине како би се обезбедиле боље механичке и електричне перформансе аутомобилских високонапонских каблова.