GJB177A矩形電連接器安裝尺寸和緊定銷使用問題研究

桂 丑，王 波，葉 宇，管楊杰，楊 全

(貴州航天電器股份有限公司，貴州貴陽，550009)

1 引言

GJB 177A矩形電連接器主要應用在電子設備中的機箱和安裝架上，為ATR機箱和安裝架的通用化標準接口。GJB441-88《機載電子設備機箱、安裝架的安裝形式和基本尺寸》對GJB 177A矩形電連接器的安裝做了詳細的規定。但是在機箱和安裝架上是否使用后緊定銷、連接器是否能承力問題上，標準中并未做強制、明確的要求，因此在連接器的安裝使用過程中，曾出現過連接器殼體鍍層和基體嚴重磨損、外殼出現變形甚至裂痕的問題，給用戶的安裝和使用造成了疑惑。文章對插頭和插座的安裝尺寸、后緊定銷的使用問題進行了研究和探討，提出了保證連接器可靠性的方法，并得到了使用單位的認可，對于提高連接器安裝使用可靠性、完善標準提供參考方面都具有積極的意義。

2 GJB 177A矩形電連接器安裝使用問題簡介

2.1 GJB177A-99矩形電連接器規范簡介

GJB 177A-99[1]是1999年頒布和實施的，該標準是GJB 177-86[2]的升級換版版本。GJB 177-86是完全參照MIL-C-81659B(1976年版頒布實施)進行編制的，它規定了單絕緣安裝板、雙絕緣安裝板、三絕緣安裝板、四絕緣安裝板外殼的壓接式可拆卸接觸件矩形電連接器的通用要求、質量保證規定和交貨準備等內容。

GJB177A-99矩形電連接器特別適用于航空、航天等電子設備的機箱和安裝架使用，用量大、用途廣。由于GJB177A-99對GJB177-86中連接器外殼尺寸進行了細化，在外殼材料、加工方法、安裝尺寸規定方面未作變化，對本文而言無影響。因此，本文對二者的引用不做區分。

2.2 GJB177A-99矩形電連接器外殼成型加工方法和結構

2.2.1 GJB177A-99矩形電連接器外殼成型加工方法

從GJB 177-86的外殼外形圖可以看出，其包含了采用鑄造鋁合金進行加工的隱含要求，GJB 177A-99繼承了這一隱含要求。之所以講是隱含要求，是因為雖然GJB 177A-99的3.3.3條規定“外殼應由優質鋁合金制造”，但是其外形尺寸圖4～圖11中的型腔均明確規定了拔模尺寸、鑄造工藝所需的R過渡角、定位和加強筋。這些特性只有采用鑄造工藝才有必要，才能經濟的獲得，而這些特性采用機加工藝的話一來沒有必要，二則經濟成本高。

此外，美國arinc公司的產品arinc404的外殼采用鑄造鋁合金加工，其對應的美軍標MIL-C-81659B連接器的外殼實物也采用鑄造鋁合金加工。而我國在編制GJB 177-86時也是完全參照MIL-C-81659B連接器標準和實物開展工作的，最早研制該連接器的三線企業國營3419廠在仿制MIL-C-81659B連接器時，也是采用鑄造鋁合金生產單絕緣安裝板和雙絕緣安裝板連接器。

而在實際生產過程中，截至文章發表時，相同規格的鑄造鋁合金外殼(ZL102鑄造鋁合金)的市場價低至鋁合金車削成型加工外殼(2A12鋁合金板)的20%左右，而且供貨周期快，也能滿足GJB 177A-99的性能和質量要求。國外泰科、ITT、安菲諾、radiall公司的arinc404、MIL-C-81659、DPX系列電連接器，以及國內部分廠家仍在延續使用鑄造鋁合金外殼。

2.2.2 GJB177A-99矩形電連接器外殼的結構

研讀GJB 177A-99中連接器外形尺寸圖4～圖11可知，連接器在自由狀態下插合時，是依靠插座外殼內部的臺階和插頭的插合端面進行定位的(見圖1)。也就是說，在插合到二者貼合時，若繼續施加插合力，則連接器的插頭外殼和插座外殼開始相互施加頂壓力。

圖1 自由狀態下插頭和插座插合定位

2.3 GJB177A-99矩形電連接器安裝和使用過程中的問題簡介

在連接器安裝使用過程中，連接器能不能按照圖1狀態安裝使用、到底要不要使用后緊定附件是很多用戶面臨的疑惑。GJB441-88[3]中4.5.3條規定“設備的后緊定用矩形電連接器完成。如需另加后緊定銷時，采用如圖19所示的裝置。”，GJB441-88中圖19的要求如本文圖2所示。

圖2 后緊定銷安裝示意圖

圖3 GJB177-86中關于插頭插座安裝尺寸要求

但是，在工程實際中，有的用戶未安裝后緊定銷、或者雖然安裝了后緊定銷，但是由于鈑金結構的安裝架公差較大而導致定位尺寸不能滿足4.3min的規定，其結果是：插頭和插座外殼在圖1所示的貼合位置受力，導致連接器外殼變形、裂紋、殼體鍍層磨損嚴重等質量問題，對設備的可靠工作產生了影響。因此，連接器安裝時插頭外殼和插座外殼的定位臺階能不能接觸，那種情況下增加后緊定銷以避免上述問題成了用戶最關心的問題。

3 GJB 177A矩形電連接器安裝使用建議

3.1 連接器插頭和插座安裝尺寸問題的使用建議

根據GJB177-86圖2及其對應的連接器插頭、插座外形尺寸規定，經計算可知，在標準給定的公差范圍內，連接器插頭端面是可以和插座內部的定位臺階接觸的。同時從GJB441-88中“4.5.3.1 設備的后緊定用矩形電連接器完成。”這句話可知，為了對設備進行安裝固定，連接器插頭外殼端面和插座內部臺階是應該進行接觸的以便實現對機箱的固定。

通讀GJB441-88可知，該規范是機載電子設備機箱、安裝架的安裝形式和基本尺寸，是基于標準ATR機箱而編制的，其4.2.4 設備重量范圍中表4對ATR機箱的最大許用重量也做了明確規定，對前緊定、減震也做了明確的規定。總結起來，應該這么理解，在設備許用重量范圍內、進行良好的前緊定、后緊定和減震措施的情況下插頭外殼端面和插座外殼內部的定位臺階是可以接觸受力用來固定機箱的。

在實際安裝使用過程中，發生連接器外殼變形、開裂等現象的原因絕大多數的主因是前鎖緊不良，機箱在連接器插合方向有明顯的移動行程，在此方向的加速度作用下，機箱以多頻次沖量的形式作用于連接器外殼，導致外殼疲勞變形。根據沖量公式I=Ft,沖量與作用力F、力F的作用時間t成正比，而F與機箱的重量有關，機箱的重量越大，加速度越大，F增大，對連接器的外殼損傷越嚴重。因此，建議在使用時在前鎖緊防松上加嚴控制。

3.2 關于后緊定銷的使用建議

毋庸置疑，后緊定銷的使用是完全有必要的。凡是結構、重量允許的情況下，建議用戶都使用后緊定銷。在按照本文圖2的規定增加后緊定銷時，建議在后緊定銷定位的情況下，連接器的插頭外殼和插座外殼內部定位凸臺不進行接觸定位。這樣做的好處為：一方面避免過定位，導致前鎖緊不良，另一方面避免連接器外殼定位導致的殼體鍍層磨損、變形等不必要的損傷。

3.3 關于后緊定銷的改進建議

GJB441-88中圖19所示的后緊定銷與緊定孔為剛性配合結構。在實際生產過程中，往往存在較大的工藝公差，導致緊定尺寸不能滿足圖19中4.3min的尺寸要求，機箱和安裝架在鎖緊后，在連接器插合方向仍然有一定的晃動間隙，容易造成連接器損傷。因此，建議對圖19所示的緊定銷進行改進，在緊定銷軸向上增加壓縮彈簧，在機箱和安裝架鎖緊后，壓縮彈簧提供一定的彈力，防止機箱松動，減少緊定銷和緊定孔配合部位的磨損、降低故障率。

4 結語

GJB177A矩形電連接器在機載電子設備領域仍然有著重要的作用，該連接器工藝成熟、質量可靠、成本低廉，在軍民融合背景下，還有這廣闊的發展前景。對其安裝和使用問題的研究，對于改善使用工況以降低故障率、促進標準的修訂和完善都有著重要意義。