高压连接器屏蔽壳弹片设计优化案例

来源：线束世界•作者：•2024-05-16 11:30

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1. 项目介绍：

高压连接器屏蔽壳设计结构如下，连接器通过螺栓固定在安装板上，屏蔽壳通过6个弹片与安装板构成屏蔽回路；

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2. 现有设计案例分析：

理想状况分析：

在理想状况下，连接器底面与安装板之间需要保持良好的接触，以确保屏蔽效果和机械稳定性。屏蔽壳弹片在此过程中起到关键作用，提供400~700N的作用力，以保证连接器与安装板之间的紧密配合。

实际安装问题：

实际安装过程中，屏蔽弹片提供的弹力可能过大，导致连接器的护套与安装板之间不能完全贴合，从而产生缝隙。这种缝隙可能会影响连接器的密封性能，尤其是在需要防水、防尘等环境下。

密封性能影响：

存在缝隙意味着环境中的尘埃、水分等可能侵入连接器内部，影响其内部组件的性能和寿命。长期而言，这可能导致连接器的可靠性下降。

二次安装问题：

如果在安装过程中对护套施加强压以使其与安装板贴齐，拆卸连接器时屏蔽壳弹片可能会发生塑性变形。这种变形可能导致弹片的弹性减弱，影响其在二次安装后的接触性能。

屏蔽电阻问题：

屏蔽壳弹片的接触不良可能导致屏蔽电阻超标，这会降低连接器的电磁兼容性（EMC）性能，增加电磁干扰（EMI），影响数据传输的稳定性和安全性。

改进措施：

重新评估屏蔽弹片的设计，确保其弹力在保证足够接触力的同时，不会对安装板和护套造成过大的应力。
考虑使用自适应设计的屏蔽弹片，以适应不同的安装条件和要求。
采用更柔软或有弹性的材料来制造屏蔽壳弹片，以减少塑性变形的风险。
设计优化，可能包括增加护套与安装板之间的接触面积，改善配合公差，以提高密封性能。

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3. 优化方案

●考虑较小模具变更，仅对护套作局部逃料，如下图，避让弹片变形区域；

●目的延长弹片有效长度和变形区域，较小回弹力，减小变形量，提供更好的接触性能。

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4. 优化方案分析

反弹力降低：

优化后的方案将屏蔽壳弹片提供的反弹力降低到大约80N，相较于现有设计的400~700N有明显下降。这一改变有助于减少安装时对护套和安装板的应力，从而降低了因过强弹力导致的护套变形或损坏的风险。

二次安装性能改善：

由于弹片的永久变形量减少，二次安装后的接触失效风险得到明显改善。这意味着连接器在经过一次使用和拆卸后，仍能保持良好的机械和电气性能，提高了连接器的重复使用性和可靠性。

密封性能提升：

降低的反弹力有助于实现护套与安装板之间的更紧密配合，这不仅有助于提升机械稳定性，也有利于增强连接器的密封性能，从而更好地保护内部电路不受外部环境的影响。

减少塑性变形：

优化后的弹片设计减少了在强压下发生的塑性变形，这意味着弹片在经历多次安装和拆卸后仍能保持其设计形状和功能，减少了维护成本并延长了产品的使用寿命。

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5. 结论：

●护套与安装板的密封效果提升：

优化方案通过减少护套在安装时的变形量，提高了护套与安装板之间的贴合度。这种紧密配合对于提升连接器的整体密封性能至关重要，尤其是在需要防水、防尘等环境下。良好的密封性能可以防止外部污染物进入连接器内部，从而保护内部电路不受损害，并维持稳定的电气性能。

●屏蔽壳弹片的耐久性增强：

通过优化屏蔽壳弹片的设计，减少了其在安装过程中可能出现的永久变形。这意味着在二次安装或多次安装后，屏蔽壳弹片仍能保持良好的弹性和接触性能，降低了接触失效的风险。这对于保持连接器的长期可靠性和电磁兼容性（EMC）是极其重要的。

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