(07)圆形电连接器

圆形电连接器1 概述在电连接器系列产品中，圆形电连接器在军用电连接器中占有重要地位。

圆形电连接器是其基本结构为圆柱形，并具有圆形插合面的一类电连接器。

圆形电连接器的圆柱形结构具有科学的坚固性，比其它任何形状都具有更高的强度-重量比，它易于用通用机床加工，较容易密封、插合和卸开，有简便牢固的锁紧机构。

经过几十年的发展，使它具有完整合理的工艺和较高的可靠性。

因此，在使用多种连接器实现部件与电缆、电缆与电缆之间互连的场合，圆形电连接器是第一选择。

在七十年代初期，以MIL-C-26482为代表的圆形系列电连接器应用最广，现逐步被更高性能的符合美军标MIL-C-38999规范的产品所替代。

圆形电连接器总的发展趋势是小型化、高密度、高性能和高可靠。

军用装备的需求是圆形电连接器技术和市场发展的主要动力。

2 圆形电连接器的典型结构特点2.1 基本结构按上述分类，军用圆形电连接器通常指军事装备用低频圆形电连接器，即使用频率在3MHz以下的圆形电连接器，又分通用和特种圆形电连接器，通用圆形电连接器是无特殊功能要求的空气电连接器；特种圆形电连接器，一般都指有特殊功能要求的电连接器（像滤波、抗电磁干扰、光纤、高温、高压、水下、超低温、高气密等），这里以介绍通用圆形电连接器为主。

通用的圆形电连接器基本结构由接触件、壳体件、绝缘件及附件组成。

a. 接触件连接器完成电连接功能的核心零件。

一般由阳性接触件和阴性接触件（即插针、插孔）组成接触对，通过阴、阳接触件的插合完成电连接，是电连接器的关键零件。

阳性接触件通常分为刚性和弹性二种：刚性接触件其形状为圆柱形（圆插针）；弹性接触件（麻花针）其形状为鼓形；接触件一般由铜材制成。

前端是实现插针与插孔有效接触的部位，后端是用于与导线、印制板等连接的部位，称为端接部位。

阴性接触件即插孔，是接触对的关键零件，它依靠弹性结构在与插针插合时发生弹性变形而产生弹性力与阳性接触件形成紧密接触，完成连接。

插孔的结构种类很多，有切槽收口式、单簧片式以及双曲面线簧插孔、栅栏式管簧孔和刚性圆孔等形式。

根据接触件在绝缘安装板中能被移出，分为不可拆卸和可拆卸两种接触件。

b. 绝缘安装板绝缘安装板也常称为基座或绝缘体，它的作用是使接触件按所需要的位置和间距排列，并保证接触件之间和接触件与外壳之间的绝缘性能。

良好的绝缘电阻、耐电压性能以及易加工性是选择绝缘材料加工成绝缘体的基本要求，绝缘体材料通常由电性能较好的塑料和硅橡胶、灌封胶组成。

塑料件一般采用热塑性和热固性二种塑料。

c. 壳体也称外壳，是连接器的外罩，由插头、壳体、锁紧机构、尾罩等四部分组成，为内装的绝缘安装板和插针提供支撑及机械保护。

通常插头壳体或插座壳体的结构上，具有多条定位键和槽，为插头和插座插合时提供正确定位；多数圆形电连接器有锁紧机构：提供插头与插座连接时连接、锁紧、防松装置；同时插座（固定电连接器）还提供固定装置，将连接器固定到设备上。

壳体材料通常由铝、铜、不锈钢组成，根据不同的使用环境和场合，分别采用不同比重和性能的材料。

用于航天、航空的电连接器由于对电连接器提出重量轻的要求，外壳一般都采用易加工、重量轻的铝材加工而成。

海防型号用的电连接器由于有较高的耐盐雾性能，大多数采用铜材或不锈钢材料，而长期在水下环境使用的水下电连接器，由于要长期抗海水的腐蚀，因此绝大多数外壳都采用不锈钢材料。

d. 附件附件分结构附件和安装附件。

结构附件如卡圈、定位键、定位销、导向销、连接环、电缆夹、垫圈、波形弹簧、屏蔽簧片、密封圈、密封垫等。

安装附件如螺钉、螺母、螺杆、弹簧圈等。

附件大都为标准件和通用件。

2.2 连接与锁紧圆形电连接器一般由插头和插座组成，其中插头也称自由端连接器，插座也称固定连接器。

通过插头、插座的插合和分离来实现电路的连接和断开，因此就产生了插头和插座的各种连接方式。

对圆形连接器来说，主要有螺纹式连接，卡口式连接和直插式连接、卡锁连接四种方式。

a. 螺纹式连接最常见，它具有加工工艺简单、制造成本低、适用范围广等优点，但连接速度较慢不适宜于需频繁插拔和快速连接的场合，耐力学环境性能差，为防止螺纹连接在长期较强振动条件下的松动，往往打保险。

b. 卡口式连接由于其三条卡口槽的导程较长，因此连接的速度较快，能实现快速插合和分离。

c. 直插式连接是四种连接方式中连接速度最快的一种，它不需进行旋转运动，只需进行直线运动就能实现连接、分离和锁紧的功能。

由于它属于直线推拉式连接方式，所以仅适用于总分离力不大的连接器。

直插式连接器，占据的空间较小，易实现高密度多个连接器的安装。

d. 卡锁式连接具有卡锁（类似高压锅的盖与锅体之间的连接）和多头螺纹连接结构；具有快速连接和分离、耐力学环境性能较高、抗电磁干扰性能好、盲插等优点；但它具有加工工艺复杂、制造成本高、外形较大，使用范围受限等缺点。

各种连接方式的特点对比如下：螺纹式连接：不适用于快速插拔，无到位警示声（见图2-1）。

卡口式连接：操作空间小，快速插拔，有到位警示声（见图2-2）。

直插式连接：操作空间小，可实现快速插拔；不适用于连接、分离力较大的电连接器（见图2-3）。

卡锁式连接：快速插拔，有到位警示声（见图2-4）。

图2-1 螺纹连接电连接器图图2-2 卡口连接电连接器图图2-3 直插连接电连接器图图2-4 卡锁连接电连接器图2.3 端接方式端接方式是指电连接器的接触对与电线或电缆的连接方式。

焊接式接触件—导线是焊接在接触件焊槽内的。

压接式接触件—导线是压接在接触件压接筒内；可通过接触件拆卸工具，将其与电连接器分离。

可拆卸接触件既可以是前卸式，也可以是后卸式，这取决于接触件的拆卸是需要插入到电连接器的前部还是后部，推荐采用后卸式较好。

圆形电连接器的接触件端接方式通常有焊接式及压接式。

在选用时，可考虑电连接器的使用环境及对现场维修的要求，来决定电连接器的端接方式。

2.4 防误插结构任何结构的电连接器在接触件啮合前，壳体必需准确定位，电连接器在完成外壳定位后，插针接触件才能触到插孔接触件或绝缘安装板的表面，保证接触件得到正确导向，不受损伤；否则在插合过程中易出现插针折弯的现象。

电连接器的防误插或防错插的功能一直是用户比较关注的问题，它能防止由于人员疏忽或环境限制（盲插场合）等造成的误操作产生错插的情况，造成的后果：轻则“采集不到参数或产生错误的数据，严重的将装置或仪器烧坏。

用户在使用电连接器过程中的误操作主要有以下二方面：a. 同一装置面板相邻的地方采用相同型号、规格、品种的电连接器（例相邻二只产品均选用Y11X-1419TK/ZJ），在使用时二只插头互相交换，导致错插。

b. 同一装置面板相邻的地方采用相同规格、不同品种的电连接器（例相邻二只产品一只选用头孔/座针Y11X-1419TK/ZJ、另一只选用头针/座孔Y11X-1419TJ/ZK），在使用时；误将头针Y11X-1419TJ插入座针Y11X-1419ZJ导致误插。

为防止误插，圆形电连接器常用定位筋、键等，其解决方案有：c. 变换绝缘体定位的角度：连接器由分别安装于插头（或插座）、插座（或插头）上的五条（或一条和三条）分布不均等的定位键和定位槽，使接触件在插合前得到正确定位；同时在绝缘体外圆上开有不同角度的键槽，可以按使用方需要的生产转位装配，保证相同插头座不会误插，例：Y11产品键的转位角度如表1，角度位置如图（此类防误插的措施国内生产厂家采用较多，国外不采用）图2-4 角度位置图表1d. 变换壳体定位键和槽的角度：变换壳体几条定位键和槽的分布角度，使只有对应规格的产品才能互插，否则，相同接点的电连接器都不能互插，起到防误插的功能（此类防误插的措施国内生产厂家一般不采用，投资较大；而国外生产厂家用的较多）。

在有环境限制，需盲插或操作不方便的场合，必须选用具有防错插及误插功能的电连接器。

e. 变换壳体主定位键和槽的宽度：变换壳体主定位键和槽的宽度，主要解决阳插头和阳插座的错插问题，阳插头采用宽的定位键，阴插座采用宽的定位键；阴插头采用窄的定位键，阳插座采用窄的槽。

使阳插头与阳插座不能对接，阴插头与阴插座对接时由于绝缘体互相顶住，插头与插座也不能对接，起到防错插的作用。

3 适用的军用标准3.1 GJB 101A （参照MIL-C-26482）耐环境快速分离小圆形电连接器总规范该标准参照美国军用标准MIL-C-26482，规定了卡口连接圆形电连接器总（通用）要求，共有型谱排列39种，接触件号有2种（16#、20#），它的主要内容包含二大系列三个环境等级的规定、各项技术指标要求、质量保证规定中对鉴定检验和质量一致性检验的项目、试验方法、样本大小、失效判据的规定以及各种检验和应用指南、包装运输和贮存等要求。

还专门列出了附录A《接触件排列》、附录A《外形和安装尺寸》二个补充件，作为应用的导则。

3.2 GJB 598A （等同MIL-C-26482）耐环境快速分离圆形电连接器总规范该标准等同美国军用标准MIL-C-26482，规定了卡口连接圆形电连接器总（通用）规范，共有型谱排列46种，接触件有8种（20#、16#、12#、12屏蔽、8屏蔽、20热电偶20N类、16N类），它的主要内容包含二大系列二个环境等级的规定、各项技术指标要求、质量保证规定中对鉴定检验和质量一致性检验的项目、试验方法、样本大小、失效判据的规定以及各种检验和应用指南、包装运输和贮存等要求。

还专门列出了附录A《密封塞》、附录B《标准试验规（JY3461）》、附录C《插入力和分离力试验规（JY3197）》三个补充件和附录D《自由端电连接器和固定电连接器军用零件号》一个参考件，作为应用的导则。

3.3GJB 599A （等同MIL-C-38999）耐环境快速分离高密度圆形电连接器总规范该标准等同美国军用标准MIL-C-38999，规定了快速分离高密度卡口、螺纹、卡锁连接圆形电连接器总（通用）规范，共有型谱排列107种，接触件号有6种（8#三同轴、10#、12#、16#、20#、22D）它的主要内容包含四大系列三种温度等级的规定、各项技术指标要求、质量保证规定中对鉴定检验和质量一致性检验的项目、试验方法、样本大小、失效判据的规定以及各种检验和应用指南、包装运输和贮存等要求。

还专门列出了电连接器互配尺寸、电连接器附件接口尺寸、附件互配性数据等，附录A《热真空释气试验程序》补充件、附录B《自由端电连接器和固定电连接器军用元件号》参考件，作为应用的导则。

3.4 GJB 600A （等同MIL-C-5015）螺纹连接圆形电连接器总规范该标准等同美国军用标准MIL-C-5015，规定了螺纹连接圆形电连接器通用要求，共有型谱排列148种，接触件号有7种（视频同轴、8#屏蔽、0#、4#、8#、12#、16#-16s），它的主要内容包括规定三个温度等级、各项技术指标要求、质量保证规定中对鉴定检验和质量一致性检验的项目、试验方法、样本大小、失效判据的规定以及各种检验和说明事项等要求。