Дипломная работа: Создание информационно-справочной подсистемы САПР конструкторско-технологического назначения. Внешние соединители

- — используются;

Тх — передатчик;

Rx — приемник (функции указаны для оконечных устройств);

Pwr — питание;

BD — двунаправленный.

Модульные розетки категории 5 и выше всегда имеют соответствующее обозначение, от розеток 3-й категории они заметно отличаются конструкцией и способом присоединения проводов. Здесь собственно розетка смонтирована на печатной плате, на которой устанавливаются и ножевые контакты (типа S110, Krone или иной конструкции) для заделки проводов кабеля (рис. "а". Печатными проводниками цепи разводятся так, что провода каждой пары присоединяются к соседним контактам коннектора. Кроме того, на плате имеются реактивные элементы, согласующие импеданс, выполненные печатным способом (рис. "б"). Без этих элементов на высокоскоростных технологиях (100 Мбит/с и выше) возможны проблемы, связанные с отражением, сигналов от коннекторов. В розетках категории 6 для снижения перекрестных наводок и отражений применяют контакты сложной формы (рис. "в"). В розетках категории 3 применяют зажим провода под винт (рис. "г") — дешево, но нетехнологично в монтаже. Встречаются и розетки категории 3 с подсоединением по методу IDC с разрезными цилиндрическими контактами.

По исполнению и способу крепления розеток существует множество вариантов, которые можно разделить на фиксированные конфигурации и наборные (модульные) системы. Розетки фиксированной конфигурации — настенные на 1 или 2 однотипных гнезда и блоки по 4, 6 или 8 розеток для коммутационных панелей — обычно крепятся за печатную плату, на которой они смонтированы. В розетках для наборных блоков несущим является пластмассовый корпус розетки, и для крепления в арматуре — блоках розеток или на коммутационных панелях — используются зацепы этого корпуса. Здесь миниатюрная печатная плата с коннектором для проводов устанавливается на пластмассовом корпусе гнезда (одиночного или сдвоенного). Для защиты от пыли применяют розетки с откидными крышками или отодвигающимися подпружиненными шторками. Для коммутационных панелей лучше всего подходит фронтальное положение гнезда (вилка входит спереди). Для розеток рабочих мест розетка может смотреть и вниз, и вбок (вверх нежелательно из-за скопления пыли). Во многих случаях удобны угловые розетки. Вариантов крепления много, и при внешней похожести розеток от разных изготовителей они часто не подходят к «неродной» арматуре, казалось бы, с теми же габаритами.

2.2 Коаксиальные коннекторы

Развитие и становление коаксиальных коннекторов пошло от компании "LEMO S.A.".

История швейцарской компании "LEMO S.A." началась в 1946 году. Трое специалистов разработали и запатентовали новую оригинальную систему коммутации - "Самозащелкивающийся механизм LEMO""Тяни-Толкай" (Push-Pull). Этой новинкой сразу же заинтересовалась CERN (Европейская лаборатория физики высоких энергий) и заключила договор на поставку соединителей нового типа для своих телефонных станций.

Удачно освоив производство коннекторов на основе цветных и редкоземельных металлов, в 1957 году компания LEMO начинает выпуск униполярных коннекторов серии S.

После успеха первых продуктов на рынке, компания сконцентрировала свои усилия на разработке и производстве высококачественных соединителей и разъемов, адаптированных под конкретные нужды заказчиков, что позволило ей развить производство и дистрибьюторскую сеть практически во всем мире.

В 1961 году компания LEMO построила новый завод в Лоне (Швейцария), через три года в Моргесе начался выпуск коннекторов серии Е.В середине семидесятых в швейцарском Деламонте в производство были запущены мультиполярные коннекторы серий В и К, затем была создана лаборатория волоконной оптики в Ворсинге (Великобритания), начато производство высокочастотных коннекторов в США, низкочастотных в Испании, разъемов на пластиковой основе в Венгрии.

Сегодня в ассортименте продукции компании LЕМО — 55 тысяч наименований различных видов соединителей и разъемов из металла, пластмассы и других материалов. При необходимости LEMO модифицирует уже существующие либо разрабатывает и производит принципиально новые модели.

Коннекторы LЕМО применяются в космических и глубоководных аппаратах, железнодорожном, автомобильном, воздушном и водном транспорте, автоматизированных и роботизированных производственных процессах, в телекоммуникациях, аудио-и видеотехнике, радарах, в ядерной индустрии, тяжелом машиностроении, военной технике, экспериментальной физике, медицинском оборудовании и в научно-исследовательских лабораториях (рис.2.4). Продукция LЕМО исправно служит на расстоянии 36 тыс. км от Земли и на глубине 600 метров, надежно передает сигнал при температуре от –200 до +500 °С.

Рисунок 2.4 – Области применения коннекторов LЕМО

Детали соединителей изготавливаются на автоматизированных линиях, а их сборка в основном выполняется вручную специалистами высокой квалификации. Благодаря системе тотального управления качеством (Total Quality Management) изделия LEMO удовлетворяют самым высоким требованиям производителей. Не случайно автомобильная компания McLarren, принимающая участие в гонках «Формула-1 », заказала у LЕМО специальные соединители для систем мониторинга работы основных узлов и механизмов болида во время гонок. Благодаря блестящему решению задачи по разработке легких, виброустойчивых, водонепроницаемых, ударопрочных и огнеупорных соединителей, компания Lemo получила заказ на изготовление аналогичных изделий для обеспечения связи в танковых войсках НАТО.

Спектр соединителей и разъемов, производимых компанией, весьма широк. На рис.2.5 представлены серии и основные характеристики изделий, наиболее распространенных на российском рынке.

Коаксиальные коннекторы LEMO (50 и 75 Ом) нашли широкое применение во многих сферах деятельности человека (рис.2.6). В аудио-и видеотехнике часто используются стандартные коннекторы cерии S, разъемы-ключи серии В используют в медицине. Остальные серии коаксиальных коннекторов задействованы в коммуникации и информационных системах.

Рисунок 2.5 – Продажи компании LЕМО

Высоковольтные коннекторы (3, 5, 8, 10, 15, 30, 50 кВ) используются в медицине и исследовательской отрасли, оптоволоконные разъемы LEMO применяются в авиации, военной индустрии и видеотехнике.

Рисунок 2.6 – Коаксиальные коннекторы

Рисунок 2.7 – Униполярные и мультиполярные коннекторы

Фактически во всех вышеперечисленных областях используют униполярные и мультиполярные разъемы (рис.2.7). Фирма LEMO выпускает 40 серий униполярных и мультиполярных коннекторов, разделенных на семь групп, каждая из которых представляет собой широкое разнообразие гнезд и разъемов, совместимых с семейством кабелей до 106 жил и диаметром до 30 мм.

Все серии мультиполярных, униполярных и коаксиальных коннекторов снабжены системой самозащелкивающегося соединения (Push-Pull). Эта система получила всемирное признание, так как она обеспечивает легкую и быструю расстыковку и состыковку соединения, гарантирует защищенность от вибрации, толчков и рывков кабеля, обеспечивает влагозащищенность и легко эксплу тируется в ограниченном пространстве. Система позволяет разъему сопряг ться с помощью простого проталкивания штекера в гнездо, разъединить же разъем можно однократным соосным усилием, приложенным к внешней освобождающей муфте (рис.2.8).

Рисунок 2.8 – Соединение Push-Pull

Механические характеристики соединения Push-Pull некоторых мультиполярных и униполярных коннекторов представлены в таблице 1, Fv — сила защелкивания, Fd — сила разъединения, приложенная к освобождающей муфте, Fa — сила разъединения, приложенная к цанге штекера.

Таблица 2.3 – Механические характеристики коннекторов серии E и В

Сила (Н)	Серия
	0E	1E	2E	3E	4E	5E	6E	00	0B	1B	2B	2G	3B	4B	5B
Fv	14	16	20	32	65	85	100	9	10	14	15	12	17	39	48
Fd	9	10	13	25	40	60	75	7	8	11	12	12	14	38	38
Fa	250	300	400	550	700	800	900	120	250	300	400	400	550	700	800

Надежное соединение контактов в разъеме Lemo обеспечивается в основном за счет двух особенностей дизайна гнезда контакта (рис.2.9):

1),оно имеет корректирующий стыковку вход, который гарантирует идеальное соединение даже в случае небрежного направления штекера;2) зажимная пружина столь эластична, что не ослабевает после соединения, а рабочая сторона пружины предохраняется от стирания золотым покрытием.

Рисунок 2.9 – Гнезда контакта

В большинстве случаев корпус коннекторов изготавливается из латуни. На наружную часть корпуса наносится никелевое покрытие, являющееся отличной защитой от промышленных газов, солевых испарений и других источников коррозии. Альтернативными защитными покрытиями являются электролитический никель и никелированное золото.

Корпус коннекторов, эксплу тируемых в суровых условиях, изготавливается из нержавеющей стали. Для ядерной индустрии, где разъемы подвергаются действию радиации и паров азотной кислоты, LEMO рекомендует использовать корпус из стали AISI 304. Сталь AISI 316L идеальна для использования в медицинских целях.

В случае, когда вес разъема имеет критическое значение (авиа-, автомобилестроение) в качестве материала корпуса соединителя часто используют сплавы алюминия, которые обладают высокой прочностью и стойкостью к коррозии.

Некоторые модели разъемов имеют пластмассовый корпус. Черный полиоксиметилен применяется в сериях 00 и S, которые идеально работают в медицинской промышленности. Серый или белый полисульфон обладает превосходными механическими свойствами и эффективен для стерилизации газов. Этот материал используется в моделях серий 2В и 3В.

Контакты гнезда разъема Lemo (рис.2.9) изготавливаются из бронзы, а контакты штекера — из латуни. Рабочая поверхность обрабатывается медью (0,5 мкм), никелем (3 мкм) и золотом (1 мкм)(рис.2.10).

Рисунок 2.10 – Материал контакта

Изолятор разъемов LEMO изготавливается из термопластика, характеристики которого соответствуют типу коннектора. К этим характеристикам относят диэлектрическую проницаемость, водопроницаемость, устойчивость к радиации, воспламеняемость, рабочий температурный диапазон. Для улучшения механических характеристик изолятора в термопластик добавляют стекловолокно. Наиболее часто используется термопластик Peek, разработанный специально для Lemo,— он имеет удельное сопротивление 10 15 Ом, диэлектрическую постоянную 3,5 .10 6 Гц, р - бочий диапазон температур от –50 до +250 °С, радиорезистентность 10 7 Гр, предел прочности при растяжении 142 МПа при 23 °С. При производстве корпусов и изоляторов разъемов в компании Lemo используется порядка десяти типов термопластиков.