Forța de inserție și retragere a conectorului pare o măsură mecanică simplă: ține un conector, mută jumătatea de cuplare în el, înregistrează forța și inversează mișcarea.
În practică, măsurarea este mai sensibilă la configurarea testului decât pare la prima oară.
O celulă de sarcină nu poate distinge rezistența de contact de interferența carcasei, compresia etanșării, angajarea blocajului sau forța introdusă de nealiniere. Măsoară pur și simplu sarcina axială transmisă în senzor. Dacă acel număr reprezintă forța pe care intenționați să o măsurați depinde de modul în care au fost definite probele, fixarea, mișcarea și limita de măsurare.
Această distincție este centrală pentru IEC 60512-13-2 Testul 13b.
IEC 60512-13-2 specifică o metodă pentru măsurarea forțelor de inserție și retragere ale conectorilor de cuplare, contactelor sau anumitor de testare. Spre deosebire de o măsurătoare completă a forței de angajare/separare, Testul 13b are scopul de a determina forța de inserție și retragere fără influența mecanismelor de blocare, blocare, etanșare, angajare, separare sau similare.
Pentru inginerii care configurează acest test, prima întrebare nu ar trebui să fie:
>"Ce dimensiune de celulă de încărcare avem nevoie?"
Ar trebui să fie:
>"Ce forță încercăm de fapt să izolăm?"
Unde se potrivește testul 13b în testarea mecanică a conectorului
IEC 60512 conține o familie de metode de testare și măsurare pentru conectori utilizați în echipamente electrice și electronice. IEC 60512-13-2 acoperă Testul de funcționare mecanică 13b: forțele de inserție și retragere.
Nu trebuie confundat cu fiecare test în care un conector este împins, tras, cuplat sau separat.
Un producător de conectori poate avea nevoie să evalueze forța interfeței de cuplare, forța completă de angajare/separare, durabilitatea repetată a cuplării, retenția contactului sau scoaterea terminalului. Aceste teste răspund la întrebări inginerești diferite chiar și atunci când se folosesc echipamente similare de măsurare a forțelor.
Distincția dintre Testul 13a și Testul 13b este deosebit de importantă.
>IEC 60512-13-1 Testul 13a abordează forța necesară pentru a angaja complet sau separa conectorii de cuplare, inclusiv efectul blocării, blocării, sigilării, angajării, separării și mecanismelor similare.
IEC 60512-13-2 Testul 13b, în schimb, măsoară forțele de inserție și retragere fără ca aceste mecanisme să influențeze măsurarea intenționată.
Această diferență poate fi substanțială pe un conector auto etanș cu un blocaj sau o funcție secundară de blocare. Forța pe care o simte un operator în timp ce închide conectorul complet nu este neapărat aceeași mărime pe care Testul 13b este menit să o măsoare.
>
Începe prin a defini limita măsurătorii
Considerăm un conector sigilat cu mai multe poziții. În timpul cuplării, sarcina transmisă prin mașina de testare poate conține mai multe contribuții mecanice:
Interacțiune contact + ghidare pentru carcasă + compresie de etanșare + rezistență la blocare + caracteristici secundare de blocare + sarcină laterală neintenționată
Senzorul de forță vede reacția combinată. Nu identifică de unde provine fiecare parte a acelei forțe.
De aceea limita de măsurare trebuie stabilită înainte ca testul să fie configurat.
Pentru Testul 13b, blocarea, blocarea, sigilarea și mecanismele similare nu ar trebui să introducă pur și simplu în rezultat doar pentru că se află pe conectorul final. Specificația de produs sau detaliu aplicabilă trebuie revizuită, iar probe sau aranjamentul testului configurat corespunzător.
Aceasta explică și de ce un rezultat al Testului 13b nu ar trebui comparat automat cu forța necesară unei persoane sau de o mașină de asamblare pentru a opera conectorul de producție complet. Aceste două măsurători pot reprezenta mărimi mecanice diferite.
Să presupunem că un conector terminat produce un vârf de 60 N în timpul împerecherii. Aceasta nu înseamnă automat că forța de inserție a testului 13b este de 60 N. Dacă o parte din vârf provine din compresia etanșării sau de angajarea blocajului, vârful forței complete de cuplare și forța de inserție a testului 13b nu sunt echivalente.
Numărul standard singur nu rezolvă această distincție. Configurația de testare da.
>
Testul 13b nu este limitat la o pereche completă de conectori
O caracteristică utilă a IEC 60512-13-2 este că conceptul de testare este mai larg decât simpla îmbinare a unui ansamblu finit de conector cu altul.
În funcție de specificația aplicabilă și scopul evaluării, testul poate implica conectori de cuplare, o pereche de contacte individuale sau indicatori specificați de inserție și retragere.
Cu o pereche completă de conectori de cupling, testul evaluează comportamentul definit de inserție/retragere al interfeței conectorului, în timp ce geometria înconjurătoare este controlată conform cerinței testului.
La nivel de contact individual, inginerii pot evalua comportamentul de cuplare al interfeței de contact fără a include automat fiecare contribuție mecanică din întreaga carcasă a conectorului, acolo unde cerința aplicabilă permite o astfel de configurare.
Un ecartament de test specificat oferă o altă opțiune. Testarea bazată pe ecartament este utilă atunci când este necesară o geometrie de cuplare controlată, în locul unei alte componente de producție ale cărei dimensiuni conțin și variații de fabricație.
Aceasta creează o distincție importantă în inginerie.
Testing:
Conector de producție A ↔ Conector de producție B
introduce variații dimensionale față de ambele componente.
Testing:
Production ↔ Contact Defined Gauge
poate oferi o geometrie controlată a împerecherii.
Această distincție poate fi utilă în dezvoltarea conectorilor, studiilor de toleranță, comparării furnizorilor și evaluării calității primite.
>
Alinierea este mai subtilă decât menținerea conectorului drept
Nealinierea este o sursă evidentă de eroare. Dacă axele de cuplare sunt deplasate sau deplasate unghiular, o parte din forța măsurată poate proveni din interferența carcasei sau încărcarea laterală, mai degrabă decât comportamentul de inserție intenționat.
Greșeala mai puțin evidentă este să încerci să elimini această problemă prin restricționarea rigidă a totul.
Conform abordării de montare Test 13b, o componentă este montată rigid, în timp ce componenta de cuplare poate folosi auto-alinierea oferită de designul conectorului.
Asta contează deoarece un conector de producție poate folosi lead-in-uri, caracteristici de ghidaj, geometrie conformă sau alte caracteristici pentru a-și stabili poziția finală de împerechere. Dacă un corp de iluminat de laborator prinde ambele jumătăți atât de rigid încât conectorul nu mai poate folosi comportamentul de aliniere dorit, dispozitivul începe să definească geometria de împerechere.
Rezultatul poate fi foarte repetabil și totuși greșit pentru măsurarea dorită.
Această distincție merită subliniată:
Repetabilitatea fixturelor nu este aceeași cu validitatea măsurătorii.
A good settture stabilește un datum repetabil și controlează axa de testare intenționată fără a schimba inutil modul în care componentele de cuplare se poziționează una față de cealaltă.
Prea puțin control creează o altă problemă: înclinare necontrolată sau mișcare laterală. Prin urmare, proiectarea corpurilor de iluminat trebuie să reproducă limita mecanică intenționată, nu doar să maximizeze rigiditatea.
>
Viteză de testare: 50 mm/min este o limită, nu un punct universal de setare
Dacă nu este specificat altfel de specificația de detaliu aplicabilă, IEC 60512-13-2 solicită inserarea și retragerea la o viteză constantă de nu mai mult 50 mm/min.
Formularea contează.
Nu înseamnă că fiecare Test 13b ar trebui programat automat la exact 50 mm/min.
Dacă produsul aplicabil sau specificația de detaliu definește o altă condiție de testare necesară, acea cerință trebuie respectată.
Acest lucru devine important atunci când se compară rezultatele de la diferiți laboratoare sau furnizori. Un raport care conține doar:
Forță de inserare: 28 N
nu oferă suficiente informații pentru a reproduce măsurarea.
Configurația probei, aranjamentul dispozitivelor, condiția de mișcare și alți parametri de testare relevanți trebuie de asemenea cunoscuți.
Din perspectiva echipamentului, viteza maximă a mașinii nu este, așadar, specificația importantă. Întrebarea mai relevantă este dacă sistemul poate menține mișcarea controlată necesară la viteze joase în mod lin și repetabil pe parcursul efectiv al conectorului.
Lubrifierea și starea suprafeței pot schimba rezultatul
Forța de inserție și retragere a conectorului este puternic influențată de frecare, ceea ce face ca lubrifierea să fie ușor de subestimat.
Atunci când specificația de detaliu aplicabilă necesită un lubrifiant specificat, acesta trebuie aplicat după necesitate. Un conector uscat și unul lubrifiat nu ar trebui tratate ca specimene echivalente doar pentru că au același număr de piesă.
Utilizarea anterioară contează, de asemenea.
Suprafețele de contact se pot schimba după împerechere. Lubrifiantul se poate redistribui, suprafețele de contact pot lustrui, mici elemente de interferență turnate se pot așeza sau uza, iar relația mecanică dintre piesele care se potrivesc se poate schimba.
Un conector care nu a fost niciodată cuplat poate produce un răspuns la forță diferit de la același conector după mai multe operații.
Această diferență nu este automat dovadă a unui produs eșuat.
Poate însemna pur și simplu că condiția interfeței s-a schimbat.
Punctul important este să definim care condiție a probei este evaluată și să o menținem consecventă atunci când rezultatele sunt comparate.
De ce contează prima și ultima operațiune
IEC 60512-13-2 necesită efectuarea numărului specificat de operații complete de inserție și retragere, cu măsurători de forță înregistrate cel puțin la prima și ultima operație.
Asta oferă mai multe informații decât o singură măsurătoare a forței de vârf.
Să presupunem că forța de inserție este vizibil mai mică la operația finală necesară decât la prima. Sunt posibile mai multe explicații: suprafețele de contact s-ar fi așezat, lubrifiantul s-ar fi redistribuit, o mică caracteristică de interferență s-ar fi uzat sau geometria conectorului s-ar fi putut schimba ușor în timpul cuplajelor repetate.
Diferența în sine nu identifică cauza. Îi spune inginerului unde să investigheze.
Aici datele despre călătoria forțată devin deosebit de utile.
În loc să compare doar două valori maxime, un inginer poate examina unde de-a lungul călătoriei s-a schimbat forța.
Dacă un vârf dispare în aceeași poziție în care o caracteristică de carcajă s-a frecat inițial de un ghid, explicația probabilă este diferită de o reducere uniformă a forței în întreaga regiune de angajare a contactului.
Șase condiții de test care merită o atenție suplimentară
Cele mai nesigure rezultate ale Testului 13b pot fi urmărite înapoi la condițiile de frontieră mecanice din jurul măsurătorii, mai degrabă decât la capacitatea numerică a senzorului de forță.
Limită greșită de măsurare. Un încuietor, o etanșare, un blocaj secundar sau alt mecanism poate contribui la o măsurătoare care ar trebui să izoleze forța de inserție/retragere a Testului 13b. Rezultatul poate fi repetabil, reprezentând totuși mărima greșită.
Aliniament supra-constrâns. Poziționarea rigidă a ambelor jumătăți de cuplare poate împiedica conectorul să folosească auto-alinierea dorită. Sarcina laterală sau interferența carcasei poate apărea ca rezistență suplimentară de inserție.
Deformare indusă de fixture. Acest lucru este deosebit de important pentru carcasele din plastic turnat. O clemă care distorsionează carcasa poate deplasa cavitățile de contact sau poate ghida suprafețele înainte ca capul transversal să înceapă să se miște.
Călătorie incorectă. O cursă prea mică poate lăsa conectorul necomplet introdus. Prea mult poate determina ansamblul să se oprească mecanic și să producă un vârf artificial de forță la finalul cursei.
Lubrifiere necontrolată sau istoric al probelor. Un eșantion nou uscat, un eșantion lubrifiat și un conector care a fost deja cuplat de mai multe ori nu sunt neapărat condiții de testare echivalente.
Înregistrări ciclu incomplete. Înregistrarea unui maxim convenabil, ignorând operațiunile necesare, poate ascunde schimbări semnificative între condiția inițială și cea finală.
Niciuna dintre aceste probleme nu poate fi corectată ulterior prin aplicarea unui factor de calibrare rezultatului forței. Trebuie controlate înainte și în timpul testului.
Exemplu de depanare: Un vârf neașteptat aproape de inserție completă
Considerați un conector auto sigilat cu 24 de poziții evaluat pentru forța de inserție.
Curba de deplasare a forței rămâne relativ netedă pe parcursul majorității cursei, dar un vârf ascuțit apare cu puțin timp înainte de poziția programată de la final.
Este tentant să concluzionăm:
Forța de inserție este prea mare.
Acea concluzie este prematură.
Mai întâi, localizează vârful pe axa de deplasare. Apare în timpul contactului sau mai târziu în timpul accidentului vascular cerebral?
Apoi, comparați acea poziție cu geometria conectorului. Începe o etanșare să se comprime? Ajunge un încuietoare la funcția de angajare? Carcasa intră în contact cu un ghidaj sau cu un opritor mecanic? A împiedicat corpul de iluminat jumătatea de împerechere să facă o mică mișcare de auto-aliniere?
Apoi verifică punctul final programat. Dacă vârful apare doar la finalul cursei, determinați dacă mașina împinge conectorul într-un opritor brusc.
În final, verificați limita de măsurare.
Obiectivul nu este să faci vârful să dispară. Obiectivul este să determinăm ce eveniment mecanic a creat-o.
Abia atunci inginerul poate decide dacă acel eveniment aparține rezultatului Testului 13b.
Acesta este unul dintre motivele pentru care o înregistrare de deplasare a forței este valoroasă în dezvoltarea conectorului. O forță maximă îți arată câtă forță a fost măsurată. Curba ajută la explicarea a ceea ce s-a întâmplat.
IEC 60512-13-2 vs EIA-364-13
>Inginerii conectorilor pot întâlni atât IEC 60512-13-2, cât și EIA-364-13 în desenele clienților, planurile de calificare și specificațiile produsului.
Ambele implică măsurători controlate ale forței conectorului, iar același tip general de platformă de testare a forței servo poate suporta ambele metode. Totuși, acestea nu ar trebui tratate ca numere standard interschimbabile.
IEC 60512-13-2 aparține cadrului de testare a conectoarelor IEC 60512 și definește forțele de inserție și retragere ale Testului 13b. EIA-364-13 face parte din familia de testare a conectorilor EIA-364 și trebuie efectuat conform propriilor cerințe și specificațiilor aplicabile ale produsului.
Un laborator ar trebui, așadar, să evite scurtătura:
>"Deja efectuăm teste de inserție a conectorului, așa că vom folosi aceleași setări."
O secvență mai bună este:
Cerință standard → specificația produsului/detaliilor → configurația → instalației → miș→cării → raportarea
Aceasta împiedică o procedură internă de laborator să înlocuiască treptat cerința reală de testare.
Produse și industrii tipice
IEC 60512-13-2 nu se limitează la o singură industrie a conectorilor. În funcție de produsul aplicabil sau de specificația de detaliu, măsurarea forței de inserție și retragere poate fi relevantă pentru conectorii folosiți în electronica de consum, electronica auto, echipamentele industriale, hardware-ul de comunicații și alte sisteme electrice și electronice.
Exemple tipice includ conectori USB și de încărcare, interfețe placă-la-placă și cablu-la-placă, conectori multi-pin și senzori auto, conectori circulari, prize și prize industriale, precum și interfețe I/O pentru echipamente.
Punctul important nu este eticheta industriei.
Un conector electronic compact și un conector auto sigilat cu mai mulți pini pot necesita ambele măsurători ale forțelor de inserție și retragere, dar fixarea, intervalul forțelor, deplasarea, comportamentul de aliniere și limita de măsurare pot fi complet diferite.
Standardul definește metoda. Conectorul definește mare parte din configurația testului.
Traducerea testului 13b într-o specificație de mașină
Odată ce măsurarea a fost definită, selecția echipamentului devine mult mai simplă.
Începe cu forța așteptată, nu cu capacitatea maximă a mașinii. Celula de sarcină trebuie selectată în jurul intervalului de măsurare de lucru și a performanței de măsurare necesare, cu o marjă de suprasarcină adecvată. Un senzor de mare capacitate nu este automat cea mai bună configurație pentru un conector cu forță redusă, pur și simplu pentru că poate suporta această sarcină.
Următorul pas, luați în considerare mișcarea. Sistemul are nevoie de un control stabil la viteze joase pentru condiția aplicabilă Test 13b, inclusiv cerința implicită pentru mișcare constantă care să nu depășească 50 mm/min, cu excepția cazului în care se specifică altfel.
Travel trebuie să acopere întreaga mișcare definită de inserție și retragere fără a forța proba să intre într-o oprire mecanică neintenționată.
Proiectarea corpului de iluminat ar trebui să stabilească datumul necesar, să țină conectorul fără a schimba geometria carcasei și să păstreze comportamentul de aliniere cerut de test.
În final, luați în considerare cerința de date. Pentru verificările de calitate de rutină, specificația aplicabilă se poate concentra pe valori definite ale forței. Pentru dezvoltarea inginerească sau analiza defectelor, datele sincronizate de deplasare a forței pot face mult mai ușoară identificarea locului unde are loc un eveniment mecanic.
O specificație utilă de mașină începe, așadar, cu cinci întrebări:
Ce interfață este testată?
Ce forță este așteptată?
Ce mișcare este necesară?
Cum ar trebui ținut specimenul și cum ar trebui să fie aliniat?
Ce date trebuie păstrate?
Abia după ce aceste întrebări sunt răspunse modelul mașinii devine semnificativ.
Sistemul de testare a forței conectorului ITM-LAB
Pentru aplicații de măsurare a forței conectorului, the >ITM-LAB RS-6600A Tester Automat de Forță de Inserție și Extragere poate fi configurat pentru inserție, extragere, retenție și măsurători mecanice conexe ale conectorilor.
Pentru o aplicație IEC 60512-13-2, configurația utilă este determinată de conector și de cerința de testare aplicabilă, nu doar de modelul mașinii.
Forța de inserție și retragere așteptată determină intervalul corespunzător de măsurare a forței. Geometria conectorului determină corpul de iluminat. Comportamentul de împerechere determină modul în care trebuie gestionată aliniamentul. Distanța necesară de inserție definește deplasarea utilizabilă, în timp ce specificația aplicabilă determină mișcarea și secvența de testare.
Acolo unde este necesară analiza inginerească, datele de forță și deplasare ar trebui tratate ca parte a sistemului de măsurare, nu doar ca un grafic adăugat după test.
Această abordare la nivel de sistem devine deosebit de importantă atunci când un laborator testează mai multe familii de conectori. Un corp de iluminat potrivit pentru un conector circular industrial rigid poate fi nepotrivit pentru un conector electronic mic, turnat, chiar dacă ambele se încadrează confortabil în aceeași capacitate a celulei de sarcină.
Ce trebuie furnizat atunci când solicitați un sistem de testare
>"Need a machine for IEC 60512-13-2" este un punct de plecare util, dar nu este suficient pentru a configura sistemul de măsurare.
Furnizați modelul conectorului și, acolo unde este posibil, un desen sau fotografii clare ale interfeței de împerechere. Identificați forța așteptată de inserție și retragere, cursă necesară, viteza aplicabilă sau specificația de detaliu și dacă conectorul conține garnituri, încuietori, încuietori sau alte mecanisme care afectează împerecherea.
De asemenea, este util să se precizeze dacă testul implică perechi complete de conectori, contacte individuale sau calibre specificate; dacă sunt necesare curbe de deplasare a forței; și volumul zilnic așteptat de testare.
| Punct | Informații necesare |
|---|---|
| Standardul de testare | IEC 60512-13-2 + detalii aplicabile/specificații de produs |
| DUT | Tip de conector/contact și model |
| Desen | Dimensiuni și geometria împerecherii |
| Interfață | Pereche de conectori / pereche de contacte / ecartament |
| Forța | Intervalul așteptat de inserție și retragere |
| Călătorii | Accident ocular obligatoriu de inserție/retragere |
| Mișcare | Viteza/condiția necesară a testului |
| Mecanisme | Sigilare, zăvor, încuietoare, încuietoare secundară |
| Exemplar | Nou / condiționat / ciclat anterior |
| Meciuri | Starea de montare și suprafețele de menținere disponibile |
| Date | Valori ale forței / curba de deplasare a forței / înregistrări de ciclu |
| Debit | Probe și teste pe zi |
Aceste intrări spun de obicei producătorului echipamentului mult mai mult decât doar numărul standard.
Înainte să începi testul
Înainte de a colecta date, inginerul ar trebui să poată răspunde la mai multe întrebări de bază fără a se baza pe presupuneri.
Este IEC 60512-13-2 Testul 13b de fapt metoda specificată? Testul se face pe o pereche de conectori, o pereche de contacte sau un ecartament? Au fost gestionate corect blocarea, blocarea, etanșarea și mecanismele similare pentru măsurarea dorită? Corpul de iluminat păstrează auto-alinierea necesară? A fost definită condiția exemplarului, inclusiv împerechere și lubrifiere anterioară? Este cursa programată suficientă pentru inserția completă fără a ajunge la fund? Este intervalul potrivit pentru forța de muncă? Sunt înregistrate primele și ultimele operații necesare?
În final, identificați documentul care definește acceptarea.
IEC 60512-13-2 oferă o metodă de testare. Nu ar trebui transformată într-o limită universală de forță pentru fiecare conector.
Produsul aplicabil sau specificația de detaliu determină condițiile și limitele de performanță relevante pentru conectorul respectiv.
Concluzie
IEC 60512-13-2 Testul 13b este ușor de subestimat deoarece mișcarea fizică este simplă. O componentă se mută în alta, direcția se inversează, iar forța este măsurată.
Partea dificilă este să decizi ce reprezintă de fapt acea forță.
O măsurătoare fiabilă a testului 13b începe prin definirea limitei mecanice. De acolo, laboratorul trebuie să păstreze comportamentul de aliniere intenționat al conectorului, să controleze corpul de iluminat, starea probei și lubrifierea, să reproducă mișcarea necesară și să distingă comportamentul normal de cuplare de cel de la fund sau de evenimente mecanice nelegate.
Prima și ultima operație merită, de asemenea, atenție. O schimbare a forței nu indică automat defectarea, dar poate evidenția așezarea, uzură, modificări ale lubrifierei, interferențe sau o altă modificare a interfeței. Analizarea locului unde apare această schimbare de-a lungul curbei forțe-deplasare oferă adesea informații mai utile decât compararea doar a valorilor de vârf.
Același principiu se aplică selecției sistemului de test.
Începe cu interfața și măsurarea — nu cu capacitatea mașinii.
Definește ce se testează, ce forță este așteptată, cum ar trebui să se alinieze proba, cât de departe și cu ce viteză trebuie să se deplaseze și ce date trebuie păstrate. Celula de încărcare, fixture-ul, sistemul de mișcare și software-ul pot fi apoi configurate în funcție de cerințele reale IEC 60512-13-2.
Aceasta este diferența dintre obținerea unui număr de forță și obținerea unei măsurători a forței conectorului care poate fi reprodusă și interpretată.
Dacă solicitați o soluție de testare IEC 60512-13-2
Vă rugăm să trimiteți conectorul real și cerințele de testare:
Conector / Tip contact: _____
Model Conector: _____
Interfață de testare: Pereche de conectori / pereche de contacte / Testare
Forță de inserare așteptată: _____ N
Forța de retragere așteptată: _____ N
Călătorie necesară: _____ mm
Viteză de testare: _____ mm/min / conform specificațiilor
Încuietoare / Sigilare / Mecanism de blocare: Da / Nu
Curba Forței-Călătorie necesară: Da / Nu
Cicluri de testare / Operațiuni: _____
Volum test: _____ probe pe zi
Specificație aplicabilă: IEC 60512-13-2 / Specificație client / Altele: _____
Acea informație permite configurarea sistemului de testare în jurul conectorului propriu-zis:
Load Cell → Fixture → Aliniere → Călătorie → Motion → Data → Test System
Pentru geometria conectorului neobișnuită, trimiteți un desen sau fotografii clare ale interfeței de cuplare împreună cu cerința de testare. Acest lucru face posibilă evaluarea sistemului de iluminat și a configurației de măsurare înainte de specificarea sistemului.
