Надежное соединение имеет важное значение везде, где оборудование подвергается непрерывному движению, многократной транспортировке или механически сложным операциям. В медицинском оборудовании, промышленной автоматизации, мобильной технике, энергетических системах, аэрокосмической отрасли и профессиональном вещательном оборудовании даже небольшая потеря контакта может прервать передачу сигнала или энергии и повлиять на работу всей системы.

Чтобы помочь инженерам выявлять эти риски на ранних этапах разработки, компания MOCO внедрила новую систему электродинамических вибрационных испытаний. Эти инвестиции расширяют возможности компании по воспроизведению заданных лабораторных вибрационных профилей, оценке сопряженных соединительных узлов в различных положениях и сравнению механических и электрических характеристик до и после воздействия вибрации.

Цель состоит не просто в добавлении еще одного оборудования в лабораторию. Новые возможности создают более тесную обратную связь между проектированием разъемов, разработкой кабельных сборок, контролем производственных процессов и поддержкой приложений заказчиков, что позволяет выявлять потенциальные слабые места до того, как проект перейдет в стадию серийного производства.

Почему компания MOCO инвестировала в собственные средства для проведения вибрационных испытаний?

Вибростойкость зависит не только от механизма соединения разъема. Геометрия контактов, конструкция корпуса и вставки, покрытие, качество заделки, гибкость кабеля, снятие натяжения, жесткость крепления и прокладка кабеля — все это может влиять на характеристики всей системы межсоединений.

По этой причине общее утверждение, такое как «виброустойчивость», имеет ограниченную инженерную ценность, если оно не связано с определенным профилем и измеримыми критериями приемлемости. Собственные возможности виброанализа позволяют MOCO оценивать конкретные конфигурации в контролируемых условиях и документировать взаимосвязь между входными параметрами испытания и наблюдаемым результатом.

Новая система поддерживает три важных этапа работы MOCO:

• Разработка продукта: сравнение вариантов конструкции и выявление возможных механических или электрических недостатков;
• Инженерная проверка: оценка заданной конфигурации разъема и кабеля на соответствие согласованному лабораторному профилю; и
• Проверка качества: проверка того, сохраняет ли тестируемая сборка требуемое состояние после длительного воздействия вибрации.

Что может оценить новая система тестирования?

В зависимости от согласованного плана испытаний и рассматриваемой конфигурации, компания MOCO может использовать оборудование для поддержки следующих задач:

• широкополосная случайная вибрация в заданном диапазоне частот;
• контролируемая спектральная плотность мощности и общие целевые показатели ускорения;
• Оценка по осям X, Y и Z путем изменения положения приспособления;
• увеличенная продолжительность испытаний на накопленное механическое напряжение;
• Электрические измерения с использованием многоканального мониторинга контактного сопротивления; и
• осмотр контактов, покрытия, корпуса, муфты и внешнего состояния до и после проверки.

Первоначальный пример проверки: соединительный узел серии M.

Для демонстрации новых возможностей компания MOCO провела документированную внутреннюю проверку сопряженного устройства. Разъем серии M сборка, включающая модель1MT1GPD8CLA50420-A и модель спаривания1MZ7G08CLL00000 .

Образец был закреплен на специальном приспособлении и последовательно испытан вдоль осей Z, Y и X. Каждое испытание длилось восемь часов, что в сумме составило 24 часа воздействия широкополосной случайной вибрации.

Как проводился тест

1. Подготовка образцов и крепление.

Соединённый разъём был установлен на специальном приспособлении. Конструкция крепления менялась для каждой ортогональной оси. Способ крепления и прокладка кабеля имеют значение, поскольку влияют на передачу механической энергии к разъёму и клемме.

2. Контролируемая трехкоординатная экспозиция

Для измерения параметров использовался плоский профиль спектральной плотности мощности 0,01 г²/Гц в диапазоне частот от 10 до 2000 Гц. Тестирование по оси Z проводилось 16 июля, по оси Y — 17 июля, а по оси X — 18 июля. Для каждой ориентации проводилось 8-часовое наблюдение.

3. Электротехническое наблюдение и послеиспытательный контроль.

К образцу был подключен многоканальный измеритель контактного сопротивления. После завершения работ компания MOCO сравнила состояние контактного сопротивления до и после воздействия и проверила разъем на наличие оголенной меди в основании и значительных внешних изменений.

Задокументированный результат

После 24 часов случайной вибрации во внутреннем отчете было зафиксировано следующее:

• PASS: Заметных изменений в контактном сопротивлении до и после тестирования не наблюдалось;
• PASS: На поверхностях с покрытием не обнаружено открытых участков меди в основании;
• PASS: На внешних поверхностях не наблюдалось существенных общих изменений;
• PASS: Протестированный соединительный узел соответствовал требованиям к изделию, определенным для данной внутренней проверки.

Полученный результат представляет собой первоначальный, отслеживаемый пример того, как новая система может поддерживать работу MOCO по разработке и проверке разъемов. Что еще более важно, оборудование позволяет оценивать будущие проекты на основе профилей, специфичных для конкретных приложений, а не полагаться только на общие описания из каталога.

От тестовых данных к более надежной конструкции разъема

Ценность вибрационных испытаний выходит за рамки простого определения «пройдено/не пройдено». Данные и наблюдения после испытаний могут помочь инженерным группам определить, необходимы ли изменения в конструкции контактов, геометрии фиксации, опоре кабеля, снятии натяжения, способе заделки или методе монтажа.

Внедрение этой возможности собственными силами позволяет MOCO сократить время между оценкой и усовершенствованием конструкции. Это также обеспечивает более тесное сотрудничество с OEM-заказчиками, когда стандартную конфигурацию необходимо адаптировать под конкретную машину, устройство или рабочую среду.

Отрасли, требующие проектирования межсоединений с учетом вибраций.

Медицинское и диагностическое оборудование

Передвижные тележки, системы мониторинга и диагностическое оборудование могут подвергаться вибрации во время работы, транспортировки и многократного перемещения. Проверка разъемов должна соответствовать анализу рисков устройства, электрическим требованиям и применимому нормативному плану.

Промышленная автоматизация и робототехника

Шарниры роботов, автоматизированные транспортные средства, сервоприводное оборудование, станки и датчики могут подвергать соединения непрерывному движению и широкому спектру вибраций. Конструкция разъема, кабеля и крепления должна рассматриваться как единая система.

Энергетика, транспорт и мобильное оборудование

Системы тестирования аккумуляторов, приборы, устанавливаемые на транспортных средствах, и мобильная техника могут сочетать вибрацию с колебаниями температуры, влажностью, пылью и движением кабелей. Проверка должна отражать полную рабочую среду.

Вещание и профессиональное аудиовизуальное оборудование

Передвижные телевизионные станции, полевые камеры и мобильные производственные системы требуют повторяемых сигнальных и силовых соединений во время транспортировки и эксплуатации. Надежная фиксация и соответствующая защита от натяжения помогают уменьшить количество ненужных перебоев.

Что должны включить инженеры в план вибрационных испытаний?

Для получения специализированной поддержки по конкретному приложению, пожалуйста, предоставьте компании MOCO следующую информацию:

• Требования к вибрации: случайная, синусоидальная, ударная или смешанная;
• Диапазон частот, профиль спектральной плотности мощности, ускорение и общая среднеквадратичная ошибка (GMS) (где применимо);
• длительность и направление для каждой оси;
• Конфигурация разъемов и кабелей, способ монтажа и прокладка кабелей;
• электрическая нагрузка и допустимые разрывы или изменения сопротивления;
• температурные, герметизирующие, коррозионные и другие экологические требования;
• Критерии приемки функциональных и механических характеристик после проведения испытаний; и
• соответствующий клиентский, отраслевой или нормативный стандарт.

Широкополосные случайные колебания широко используются для оценки накопленного механического напряжения и возможной деградации.IEC 60068-2-64 В данном случае рассматривается эта общая категория тестирования. Однако представленный здесь случай следует рассматривать как задокументированное внутреннее тестирование MOCO, если только в плане, специфичном для конкретного проекта, явно не указан и не соблюден конкретный стандарт.