某型飛機電連接器絕緣體斷裂故障分析及預防措施

劉長萍 劉建波 侯占國 李玉曉

摘要：對某型飛機JY系列電連接器多次發生絕緣體斷裂的故障進行了深入分析，找出了故障發生的原因，針對故障原因提出預防和改進措施，有效降低了電連接器絕緣體斷裂的故障發生率，保證了飛機電纜的修理質量。

關鍵詞：電連接器;絕緣體;斷裂;分析

1 故障現象

某型飛機在部隊使用過程中，多次發生電連接器絕緣體斷裂故障。例如，因防滑剎車控制盒插座（JY2749系列）絕緣體斷裂（見圖1），造成剎車信號異常，導致飛機右側主機輪爆胎質量事故;因燈光告警計算機上的插座（JY2749系列）絕緣體斷裂，發生“設備艙熱”虛警故障。由于該類故障比較隱蔽，不易被定位，給飛機的安全造成了很大的隱患。

2 原因分析

2.1 故障件結構分析

該故障件采用的電連接器是JY I系列產品（結構見圖2），該類電連接器符合GJB599A（MIL-DTL-38999K）I系列技術要求。

該類電連接器有“座（孔）+頭（針）”或“座（針）+頭（孔）”兩種連接形式，由于“座（孔）+頭（針）”為有源端連接方式，不適于在飛機成附件產品上使用，因此飛機成附件產品上普遍采用的是“座（針）+頭（孔）”的匹配方式。

故障電連接器所使用的絕緣體為裝孔絕緣體，電連接器內的絕緣體材料為熱固性塑料，是接觸偶的裝配載體，起到接觸偶間以及接觸偶與殼體間的絕緣作用。該類電連接器的絕緣體較長，如果電連接器在使用過程中因插頭/座未完全分離并側向移動（非正常分離）時，易使絕緣體外圓與插頭殼體接觸，產生應力。

由于該系列電連接器的結構具有防斜插功能，但不具備防斜拔功能，當側向受力值大于絕緣體本身承載能力時，絕緣體會發生崩角（杠桿原理使接觸點受力過大）或整體斷裂（絕緣體根部臺階過渡處應力集中）。

2.2 故障受力分析

通過對故障件的結構進行分析，可知電連接器絕緣體是因外力造成的斷裂。

按照該絕緣體的實物及圖紙規定的尺寸進行三維模擬，如圖3所示。通過ANSYS軟件對絕緣體三維模型按照故障機理進行受力分析，以大徑端外圓定位，受力端為小徑端頭部，模擬施加力為50kg，如圖4所示。

因受力分析軟件目前只能分析金屬件，非金屬件的受力分析受組織均勻性影響，一直是力學界分析的難點，因此實際分析時以金屬材料代替，這種替代不影響受力區域分析，目的是查找是否存在受力薄弱處。具體受力分析結果見圖5。

由圖5可知，絕緣體在定位槽底部尖端處存在應力集中點，受力水平最大，是結構的受力薄弱處，并可判定在絕緣體受力破壞過程中應力集中點首先發生破壞而產生裂紋（破壞起始源），裂紋產生后會迅速擴展，使絕緣體整體破壞。經排查，確認絕緣體結構在受力狀態下存在一定的薄弱點，此薄弱點與故障件裂紋位置基本吻合，均處于絕緣體定位臺階附近。由此確定絕緣體的斷裂原因是由于絕緣體的前端受力過大造成的。

2.3 故障原因分析

在對故障件的結構和受力進行分析后發現，造成絕緣體斷裂的原因是分解、對接插頭/座時，在插頭/座未完全軸向分離或對接時便側向移動，使絕緣體端部承受異常的徑向外力，當受力超過了絕緣體的載荷能力后導致其斷裂。

由于JY2749系列電連接器屬“座配孔”型結構產品，該結構特點的電連接器對拔卸操作要求較高，如果電纜的分解、修理、裝配人員對該類電連接器的結構掌握不全、操作方法不熟練、操作培訓不充足時，容易造成操作人員拔卸電連接器時操作不當。

由于電連接在飛機上的安裝位置不同，存在諸如操作空間狹小、安裝現場視線受阻、插頭接線后后端較重等缺陷，無法保證插頭/座的正常連接和分離，而使電連接器的絕緣體端部承受較大的載荷。當受力超過了絕緣體的承載能力后，導致絕緣體斷裂。

3 預防措施

針對上述故障原因，從電纜分解、修理、裝配等方面對相關人員進行了培訓，并制定了如下預防措施。

1）分解、裝配電纜插頭/座后，應目視（或放大鏡）檢查插頭/座絕緣體有無裂紋、掉塊、損壞及斷裂等現象。用手指輕輕按壓搖晃插頭/座絕緣體，確定絕緣體無斷裂現象。禁止蠻干或用蠻力分解整個插頭/座，避免由于方法不當損壞機件及電纜插頭/座。

2）為避免電連接器插針/孑L端部（焊點或壓接點）受力，分解、裝配時應用手握電連接器前螺帽，禁止握電連接器后附件及電纜。

3）分解、裝配電纜插頭/座后，應對電纜插頭/座進行防護，且輕拿輕放，禁止用硬物碰撞電纜插頭/座或產品。

4）修理插孔的插頭/座后，用手指輕輕按壓搖晃絕緣體，檢查應無斷裂現象。

5）嚴禁在電纜修理或清洗過程中用外力敲打、碰撞電纜插頭/座。

6）修理插頭時目視檢查所有插頭/座內絕緣體應無裂紋、掉塊、損壞及斷裂等情況;將插頭/座朝下輕輕搖晃，檢查絕緣體應無斷裂脫出的情況。

7）插頭/座對接時，先判明電纜插頭/座的寬槽對應位置，再把插頭上引導段插入插座內并對正，待五鍵位正確定位后，再順時針旋轉連接螺帽，三釘迅速進入三曲線槽內，再旋轉120。左右，當聽到“咔噠”響聲時，表明插頭、插座已被鎖緊。嚴禁晃動插頭后附件插拔插頭。

采取以上措施后，保證了飛機電纜的修理、裝配質量，有效滿足了作訓要求。

參考文獻

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