M12連接器是電子系統(tǒng)中經(jīng)常接觸的一種電子器件,它的核心作用是在電路內被阻斷處或孤立不通的電路之間搭建溝通的橋梁,使電流或信號得以流通,從而保障電路實現(xiàn)預定功能。M12連接器的連接方式多樣,既有低成本方案,也有高可靠性選擇,在滿足質量要求的前提下實現(xiàn)成本與性能的平衡,是連接方式選型的核心原則。
(圖1)
一、M12連接器簡介
1.1連接器的基本介紹
從廣義上講,連接器的作用不僅限于電流傳輸。在光電子技術快速發(fā)展的今天,光纖系統(tǒng)中傳遞信號的載體是光,所以玻璃和塑料替代了傳統(tǒng)導線,但光信號通路中同樣需要連接器,其功能與電路連接器一致。圓形連接器是其中一種,M12連接器屬于圓形連接器(又稱工業(yè)連接器),其設計充分適配工業(yè)場景需求。
工業(yè)生產(chǎn)中,我們使用的電線和電信號的傳輸往往是很復雜的,也就是說可能有一根輸入之后有不計其數(shù)的輸出,這就需要很多輸出端口。立體圓柱形結構可容納多個端口共存,解決了復雜電路中多輸入輸出的布局問題。
其次,圓柱形的連接器也具備高密封性,能有效隔離工業(yè)環(huán)境中的粉塵,降低因異物侵入導致的觸電或信號中斷事故。此外,圓形連接器針對高溫環(huán)境設計了散熱結構,一般都螺紋鎖緊+密封圈實現(xiàn)IP68/IP69K防護,以保證電信號在高溫下傳輸不會受到損失。
1.2 M12連接器的主要連接方式
M12連接器的連接方式多樣,主要包括以下6種,其中常用的有螺釘連接、焊接、壓接,其余幾種雖應用較少,但在特定場景中仍有價值。
焊接:指將聯(lián)接處的金屬在高溫等的作用下至熔化狀態(tài)而完成的焊接方法,可形成牢固的焊接接頭。由于被焊工件是緊密貼在一起的,在溫度場、重力等的作用下,不加壓力,兩個工件熔化的融液會發(fā)生混合現(xiàn)象。待溫度降低后,熔化部分凝結,兩個工件就被牢固地焊在一起,完成焊接的方法。
(圖2)
螺釘連接:螺釘連接是目前最通用最廣為接受的導線連接技術,其中一個重要特征就是免維護導線連接。無須擰緊端子螺釘各種銅纜無需預處理即可連接,形成氣密性可靠連接。壓片位于螺釘和導線之間,防止導線被損壞。此外,在存在振動和溫度波動的情況下,壓片還可鎖緊螺釘防止松脫。也可通過冷壓頭防止導線分叉。通過螺釘連接技術,用一顆螺釘即可壓接若導線。螺釘連接的匯流條由高級銅合金制成,防開裂,抗腐蝕。
(圖3)
彈簧連接:借助鋼制彈簧片將剝皮線纜壓在匯流條上,用標準螺絲刀打開接點,插入導線后移開螺絲刀即可完成連接,壓接力不受操作人員影響,具備抗振性、氣密性和長期穩(wěn)定性,可通過冷壓頭防止導線分叉。
(圖4)
螺栓連接:螺栓連接技術專用于O形和U形電纜端頭的便捷接線。螺栓接線端子的鉸鏈式防護蓋帶套筒式螺母且可轉動,能快速方便地連接O形電纜端頭。為此,需要旋開螺栓接線端子的鉸鏈式防護蓋,并將電纜端頭連接到外露的螺栓上。將所有電纜端頭連接到螺栓上后,便可輕松轉回鉸鏈式防護蓋。然后使用螺絲刀擰緊套筒式螺母,并壓接電纜端頭。
(圖5)
免剝線連接:使用這種連接技術時,在刀口前端開口處放置一根絕緣層未剝開的導線,再將導線壓入開口。這樣,導線絕緣皮被切斷,芯線和觸點之間形成氣密性連接。這樣可節(jié)約60%的接線時間。無需考慮所用的連接力,只需遵守規(guī)定的導線線徑和連接條件,即可形成可靠的連接。
(圖6)
壓接:壓接技術以其占用空間少和高性價比的特點而著稱。通過壓線鉗或壓接機器使壓接區(qū)域發(fā)生特定變形,由于壓接工具會有一定的磨損,因此對于批量作業(yè),必須監(jiān)控壓接過程。要實現(xiàn)芯線與插針的連接,需滿足IEC60352標準,可通過拉伸強度和壓接區(qū)域變形(如裂紋)驗證質量。壓接后,壓接插針不得出現(xiàn)不允許的延長,否則,壓接插針將無法正確卡接到插芯上。用解鎖工具松開連接。提供適用于各種細導線的安裝工具。
(圖7)
二、M12連接器的常見接線制作方法
簡單介紹M12連接器的接線方式后,接下來,我們將帶大家了解M12連接器的各種接線方式具體的制作手法。由于M12連接器制作方法多樣,以下僅詳細講述幾種目前最常用的M12連接器連接方式制作方法。
2.1焊接制作方法:
2.1.1 工具準備:電烙鐵(或焊接機)、焊錫絲、助焊劑、剝線鉗、剪線鉗;
2.1.2 步驟:剝除電纜護套層及線芯絕緣層(各15~20mm),去除線芯氧化層并涂抹助焊劑;用電烙鐵加熱線芯與插針接觸點,融化焊錫絲使兩者充分浸潤,冷卻后檢查焊接點是否光滑無虛焊,最后套入絕緣保護套。
2.2螺釘連接制作方法
2.3.1工具準備
美工刀、卷尺或游標卡尺、剝線鉗、剪線鉗、魏德米勒一字起。
2.3.2制作步驟
- 依據(jù)電工剝線規(guī)范,用美工刀將電纜護套層剝開20mm;
- 將連接器的各組成部件按順序套在電纜上;
- 用剝線鉗剝除線芯絕緣層5mm,確保線芯無毛刺;
- 按GT表點位將剝好的線纜穿入壓線排孔內,擰緊螺絲固定,剩余線纜沿護套層端部剪掉(不可留于連接器內),注意保留屏蔽銅線;
- 將屏蔽銅線擰成一股,繞在塑膠套外側,擰緊塑膠套后再旋緊固線套外殼,確保屏蔽銅線與外殼良好接觸,保障接地可靠性。
2.3刺穿式連接制作方法
2.3.1 工具準備
美工刀、動卷尺或游標卡尺、剝線鉗、小剪刀、14#叉子、水泵鉗。
2.3.2 制作步驟
- 將連接器的各個組成部件按照順序套在需制作的電纜上。
- 依據(jù)電工剝線要求用美工刀將電纜護套層剝開 20mm用剪刀剪屏蔽層剩余4~5 mm。
- 去除錫箔紙、填充物等。
- 按照接線表點位,將線纜插入透明巖心夾持器內,直到線纜端部與透明巖心夾持器端部圓環(huán)平齊為止。
- 移動屏蔽接觸彈簧至屏蔽層處,然后保持巖心夾持器不動,移動外殼單元使之正好套在巖心夾持器上。
- 將密封圈和應變塊退入外殼單元內,螺母塊帶緊。旋緊螺母需要用 14#的叉子扳手叉住外殼單元,用水泵鉗旋緊螺母。注意:在旋緊過程不能讓巖心夾持器發(fā)生位移。
2.4壓接制作方法(基于DMC壓線鉗)
2.4.1工具準備
DMC壓線鉗、DMC定位器、卷尺或游標卡尺、美工刀、小剪刀、剪線鉗、剝線鉗、電熱吹風、13和17叉子扳手。
2.4.2制作步驟
- 剪一段45mm左右的白色保護管套在電纜上,將保護管移至靠近電纜末端處;
- 依據(jù)電工剝線要求,用美工刀剝開電纜護套層78mm;
- 移動白色保護管,使屏蔽層露出40mm,用電熱吹風吹縮保護管固定位置;
- 套入螺帽和屏蔽層固定環(huán),用小剪刀將屏蔽層修剪至剩余13mm,移除鋁箔紙和填充物后,將屏蔽層上翻均勻套在白色保護管上,用DMC壓線鉗壓接插芯;
- 按接線表點位將插芯插入DMC定位器;
- 將定位器滑入連接器,將屏蔽層覆蓋在定位器的橡膠套管上,用固定環(huán)固定,剪掉多余屏蔽層;
- 用13#和17#叉子扳手旋緊螺帽完成固定。
制作過程中的注意事項
- 必須使用工具室下發(fā)的在有效期內的工具,尤其是螺釘連接用的起子和壓接用的壓線鉗,否則不能保證可靠的氣密性連接。
- 剝線長度要嚴格控制,過長或者過短都會影響連接質量。
- 要嚴格按照要求處理屏蔽層,保證屏蔽層良好接地,進而保證連接器良好的信號傳輸。
- 當需要剝線時,線芯不可有毛刺,螺釘或者插芯不可壓到線纜絕緣層。
- 壓接插芯務必要能在觀察孔看到線芯,保證良好接觸。
- 在旋緊連接器之前要檢查連接器內是否有異物,連接器內不能留任何異物。
- 制作完成后要保證線纜的彎曲半徑,確保信號的良好傳輸。
三、不同連接方式的優(yōu)劣對比分析
通過以上具體制作方法解析,結合科學匹配連接方式與工業(yè)場景,我們可最大化發(fā)揮M12連接器的性能,降低設備故障率與維護成本。
總體來看,刺穿式雖然制作時間短但返工時間較長,且連接質量無法保障,不建議使用;焊接適合固定不動且維修頻率低的重型設備,需依賴專業(yè)操作保障質量;螺釘連接性價比較高,可以考慮在一定范圍使用;壓接雖然材料成本高,對操作員工技能要求高,但連接質量具有高可靠性。考慮到M12連接器的連接質量對工業(yè)系統(tǒng)作業(yè)的穩(wěn)定性起決定性作用,因此可推廣使用壓接的連接方式。
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