高可靠射頻同軸連接器安全絲孔結(jié)構(gòu)應(yīng)用

馮永芳

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高可靠射頻同軸連接器安全絲孔結(jié)構(gòu)應(yīng)用

馮永芳

（貴州航天電器股份有限公司，貴陽550009）

為了說明螺紋式連接器螺套安全絲孔結(jié)構(gòu)的正確使用方法，通過對安全絲孔結(jié)構(gòu)的設(shè)計、工藝、試驗驗證等方面進(jìn)行探討分析，確定了不同螺套結(jié)構(gòu)對應(yīng)的安全絲孔不同結(jié)構(gòu)方式，明確了不同條件或使用環(huán)境下安全絲孔結(jié)構(gòu)的使用原則，對提高螺紋式連接器的可靠性具有重要的指導(dǎo)意義。

高可靠；射頻同軸連接器；安全絲孔

1 引言

射頻同軸連接器被廣泛地應(yīng)用于各種航天飛行器中。其連接方式的可靠性對飛行器正常運行至關(guān)重要,其中螺紋式連接器由于結(jié)構(gòu)簡單、使用方便，應(yīng)用最為普遍。但在實際生產(chǎn)和使用過程中，連接器的螺紋式連接方式出現(xiàn)過螺紋連接松動的情況，為了提高螺紋式連接器的連接可靠性，目前大部分螺紋式連接器在其連接螺套上都增加了安全絲孔結(jié)構(gòu)的設(shè)計，很好地預(yù)防了螺紋松動情況，本文從安全絲孔結(jié)構(gòu)的設(shè)計、應(yīng)用方面分析說明。

2 安全絲孔結(jié)構(gòu)

高可靠射頻同軸連接器中常見以螺紋方式連接的產(chǎn)品系列有：SMA系列、SSMA系列、TNC系列和N系列等。這些系列的連接器在使用時，都是通過旋轉(zhuǎn)插針端的內(nèi)螺紋連接螺套與插孔端的外螺紋外導(dǎo)體進(jìn)行連接與分離，如圖1所示，從而實現(xiàn)連接器頭座的嚙合和分離，但在使用時為了提高其連接的可靠性通常都會在連接器插針端的內(nèi)螺紋連接螺套上增加安全絲孔結(jié)構(gòu)的設(shè)計，如圖2所示，通過利用這些安全絲孔結(jié)構(gòu)的輔助作用來增強(qiáng)連接器連接的可靠性，而這些安全絲孔結(jié)構(gòu)的大小、位置、分布情況均與連接器的結(jié)構(gòu)類型密切相關(guān)，同時還需要試驗驗證其強(qiáng)度是否滿足高可靠性的要求。

a 對接方向示意 b 分離方向示意

3 安全絲孔的設(shè)計

3.1 安全絲孔的位置

連接器安全絲孔位置的選擇對其使用過程中能否起到可靠的鎖緊作用至關(guān)重要，因此在確定安全絲孔位置前，必須充分了解連接器的結(jié)構(gòu)特點、使用方式、使用環(huán)境等影響連接器可靠性的因素。對于螺紋式射頻連接器，均是通過螺紋連接的方式進(jìn)行嚙合和分離，具有連接可靠、抗振動、抗沖擊性強(qiáng)、機(jī)械和電氣性能優(yōu)良等特點，但不同類型的螺紋式連接器其連接螺套的外形結(jié)構(gòu)間存在一定的差異，導(dǎo)致其安全絲孔的設(shè)置位置也不一樣，目前常見的螺紋式射頻連接器的連接螺套外形結(jié)構(gòu)通常有兩種：

a. 六角面型連接螺套

對于常用的SMA、SSMA、TNC和N系列射頻同軸連接器，大多情況下其連接螺套的外表面都是設(shè)置成六角面結(jié)構(gòu)，這樣在使用時方便利用扭力扳手對連接螺套施加一定的力矩進(jìn)行旋接；對于這種外表面結(jié)構(gòu)為六角面型的連接螺套，安全絲孔結(jié)構(gòu)通常設(shè)置在兩個相鄰六角面的棱邊上，如圖3所示。

圖3 六角面型連接螺套安全絲孔設(shè)置

b. 帶法蘭型連接螺套

對于極少部分螺紋式連接器，根據(jù)設(shè)計需要或用戶需求通常會在連接螺套前端部設(shè)置一個圓形或六角形法蘭，對于這種帶法蘭型連接螺套，為了確保連接器安裝使用方便，通常將安全絲孔結(jié)構(gòu)設(shè)置在其法蘭面上（如圖4所示），這樣相對于設(shè)置在六角面上的安全絲孔，其在機(jī)械加工、安全絲安裝方面會方便許多。

圖4 帶法蘭型連接螺套安全絲孔設(shè)置

3.2 安全絲孔的大小及分布

安全絲孔的大小和分布位置決定了連接器在緊固時可使用的安全絲規(guī)格和緊固方式，因此在規(guī)定安全絲孔規(guī)格尺寸及分布時必須充分考慮其應(yīng)用過程，盡量選擇最優(yōu)化的分布方式，以方便使用。依據(jù)GJB 5021A—2011《高可靠射頻同軸連接器通用規(guī)范》中對連接器安全絲孔強(qiáng)度的試驗要求，需采用直徑為0.5mm的不銹鋼絲穿過安全絲孔進(jìn)行其強(qiáng)度的驗證，因此，連接螺套安全絲孔結(jié)構(gòu)的大小應(yīng)能保證0.5mm不銹鋼絲可順暢通過的要求，按照目前各個系列螺紋連接器的使用經(jīng)驗，安全絲孔的大小應(yīng)符合表1的規(guī)定。

表1 安全絲孔的大小

根據(jù)螺紋式連接器連接螺套的結(jié)構(gòu)情況，并結(jié)合安全絲孔結(jié)構(gòu)的設(shè)置位置，對于六角面型連接螺套每兩個相鄰面設(shè)置一個安全絲孔結(jié)構(gòu)的特點，可在其圓周設(shè)置3個均勻分布的孔；對于帶法蘭型連接螺套，借鑒六角面型連接螺套上設(shè)置安全絲孔的原理，在其法蘭面上均勻設(shè)置3個安全絲孔結(jié)構(gòu)。

圖5 安全絲孔分布

3.3 安全絲孔的強(qiáng)度驗證

在完成連接螺套安全絲孔結(jié)構(gòu)設(shè)計后，需要對其強(qiáng)度進(jìn)行試驗驗證，試驗按照GJB 5021A—2011《高可靠射頻同軸連接器通用規(guī)范》規(guī)定將單股安全絲做成環(huán)狀通過安全絲孔并自我固定。在安全絲上向連接器的兩個方向分別施加至少67N的力。一個力應(yīng)平行于連接器的軸向，一個力應(yīng)垂直于連接器的軸向（見圖6）。安全絲應(yīng)用不銹鋼，直徑為0.50mm（24號線規(guī)）或0.38mm（27號線規(guī)）。本試驗應(yīng)在靜態(tài)條件下進(jìn)行，所有的安全絲孔應(yīng)分別進(jìn)行試驗。試驗完成后連接器應(yīng)無撕破孔的現(xiàn)象。

圖6 安全絲孔強(qiáng)度試驗

4 安全絲孔的應(yīng)用

目前使用的大部分高可靠性螺紋式連接器，其連接螺套上均設(shè)置有安全絲孔結(jié)構(gòu)，但大部分設(shè)計者和使用者都不了解該結(jié)構(gòu)的真實用途及使用方法，該安全絲孔結(jié)構(gòu)在應(yīng)用時，通常根據(jù)使用環(huán)境不同涉及到多種使用方式，不同的使用方式對安全絲孔結(jié)構(gòu)的使用也有著不同的要求，目前最常用的安全絲孔結(jié)構(gòu)應(yīng)用方式有以下兩種：

a. 對于成排使用帶安全絲孔結(jié)構(gòu)的連接器，在使用時，通過將直徑為0.5mm的不銹鋼絲依次穿過連接螺套同側(cè)安全絲孔后進(jìn)行綁扎的方式加固（見圖7），使用時由于連接螺套間的相互牽制作用，可以有效預(yù)防連接螺套的松動。

圖7 安全絲孔結(jié)構(gòu)應(yīng)用1

b. 對于單個使用的帶安全絲孔結(jié)構(gòu)的連接器，其在使用時通常與帶法蘭結(jié)構(gòu)的插孔連接器對接，待其對接到位后，將直徑為0.5mm的不銹鋼安全絲穿過連接器安全絲孔后固定在插孔連接器的法蘭面上（見圖8），通過安全絲的牽涉作用起到鎖緊連接螺套的功能，可有效預(yù)防其松動。

圖8 安全絲孔結(jié)構(gòu)應(yīng)用2

5 結(jié)束語

目前大部分用戶在使用射頻連接器時，沒有很好地理解安全絲孔結(jié)構(gòu)的使用方法，將其用作其它用途，從而使安全絲孔結(jié)構(gòu)失去了其應(yīng)有的功能，甚至造成安全絲孔的損壞。本文通過從安全絲孔結(jié)構(gòu)設(shè)置的位置、大小及分布、強(qiáng)度驗證試驗等方面對宇航用高可靠射頻同軸連接器的安全絲孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行了探討，并對各種情況下安全司孔結(jié)構(gòu)的應(yīng)用進(jìn)行了說明，可以從中初步了解到螺紋式連接器中安全絲孔結(jié)構(gòu)的應(yīng)用方法。

1 王文炎，劉輝，王喆，等. 宇航元器件應(yīng)用驗證技術(shù)體系研究[J]. 宇航元器件工程，2014，1(1)：29～34

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3 楊奮為. 宇航電連接器材料選用和可靠性試驗[J]. 質(zhì)量與可靠性，2009(2)：37～40

High Reliability RF Coaxial Connector Safety Wire Hole Structure Application

Feng Yongfang

(Guizhou Space Appliance Co., Ltd, Guiyang 550009)

In order to illustrate the proper use of threaded connector safety wire hole structure, this paper discusses the design, process, and experimental verification of safety wire hole structure. The structure of safety wire hole for different types of helices is determined, and the principle of the use of safety wire hole structure under different conditions is clarified. It has important guiding significance in improving the reliability of threaded connectors.

highly reliable；RF coaxial connectors；safety wire hole

馮永芳（1987），工程師，機(jī)械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)；研究方向：宇航用射頻元器件產(chǎn)品的研發(fā)。

2017-08-30