水密封连接器尾部接电缆的优化设计

1、    水密封连接器尾部接电缆的优化设计    迟玮 崔璇 唐超摘 要：本文介绍了水密封连接器尾部接电缆的优化设计，其中对o型密封圈和密封槽进行了重点的分析，并对o型密封圈和密封槽的设计进行了实例说明，为射频连接器的尾部防水设计提供了参考。关键词：水密封连接器、密封，压缩率，拉伸量1 引言射频电缆组件被广泛应用在民用、军用及航空航天领域中，对电缆组件的技术要求也越来越高，其中受环境条件的影响，有些组件必须具备有防水防潮的功能，首先就要对连接器尾部进行防水、防潮结构设计。早期的设计结构，主要通过连接器内部的橡胶平垫圈和o型密封圈起防水、防潮作用，但这种结构

2、的连接器，由于内部零件较多，累计公差数值较大，若使密封圈压缩量过小，就会引起泄漏；压缩量过大则会导致橡胶密封圈应力松弛而引起泄漏。同时螺钉尾部的o型密封圈如果变形量过大会挤压电缆，尤其是配接低损耗电缆，对电性能指标影响较大。本文通过对连接器尾部结构优化，既起到防水、防潮作用，又不影响电性能指标。2 水密封连接器尾部接电缆的结构设计2.1 射频连接器尾部结构方案确定优化结构见图1，此结构分别通过o型密封圈1和o型密封圈2起到内、外部的防潮、防水作用。2.2 橡胶o型密封圈和密封圈槽的设计o型密封圈是典型的挤压型密封，o型密封圈截面直径的压缩率和拉伸是密封设计的主要内容，对密封性能和使用寿命有重要

3、意义。o型密封圈一般安装在密封槽内起密封作用。o型密封圈良好的密封效果很大程度取决于o型密封圈尺寸与密封槽尺寸的正确匹配，形成合理的密封圈压缩量与拉伸量。图2所示的密封装置均属于静密封，静密封可分为轴向密封（又称平面静密封）与径向密封（又称圆柱静密封），其中o型密封圈1属于轴向静密封，o型密封圈2属于径向密封， 密封槽采用矩形沟槽，密封圈选用硅橡胶材料。通常平面密封装置压缩率w取15%30%，圆柱静密封装置压缩率w一般取10%15%。压缩率w通常用下式表示：w=（ do-h ）/do %（1.1）式中 doo型圈在自由状态下的截面直径；ho型圈槽底与被密封表面的距离，即o型圈压缩后的截面高度。

4、矩形沟槽的体积比o型圈的体积大，这是因为o型圈装入沟槽后，承受1015%（圆柱静密封）或15%30%（平面静密封）的压缩，槽宽必须大于o型圈压缩变形后的最大直径，在许多场合下，密封槽槽宽通常用下式表示：密封槽槽宽b=o型圈截面积÷h（槽深）×（110%120%）（1.2）o型圈在装入密封沟槽后，一般都有一定的拉伸量。与压缩率一样，拉伸量的大小对o型圈的密封性能和和使用寿命也有很大的影响。拉伸量大不但会导致o型圈安装困难，同时也会因截面直径do发生变化而使压缩率降低，以致引起泄漏。拉伸量的取值范围为1.01%1.05%。拉伸量a可用下式表示：a=（d+do）/（d1+do）

5、（1.3）式中d轴径；d1o型圈的内径 ；doo型圈在自由状态下的截面直径。2.2.1 o型密封圈和密封槽的设计实例2.2.1.1 o型密封圈1和密封槽的设计密封圈1属于平面静密封，压缩率w取25%，拉伸量取1.02，取o型圈截面直径do1.2mm，螺钉退刀槽d尺寸7.2mm。设计密封槽槽深h1：根据公式（1.1），压缩率w=（ do-h1 ）/do %推出：密封槽槽深h1=o型圈截面直径do×（1-压缩率w ）h1=1.2×0.75h1=0.9（mm）设计密封槽槽宽b1：根据公式（1.2），密封槽槽宽b1=o型圈截面积÷h1（槽深）×（110%120%

6、）b1=×0.6 ÷0.9×120%b11.5（mm）设计o型圈内径d1：根据拉伸量公式（1.3），=（d+do）/（d1+do）1.02=（7.2+1.2）/（ d1+1.2）d17（mm）2.2.1.2 o型密封圈2和密封槽的设计密封圈2属于圆柱静密封，压缩率w取15%，拉伸量取1.01，取o型圈截面直径do1.8 mm，电缆外径4.8 mm。设计密封槽槽深h2：根据公式（1.1），压缩率w=（ do-h2）/do%推出：密封槽槽深h2=o型圈截面直径do×（1-压缩率w ）h2=1.8×0.85h2=1.53（mm）设计密封槽槽宽b2：根

7、据公式（1.2），槽宽b2=o型圈截面积÷h2（槽深）×（110%120%）b2=×0.9 ÷1.53×120%b22.0（mm）根據拉伸量，设计o型圈内径d2：根据拉伸量公式（1.3），=（d+do）/（d2+do）1.01=（4.8+1.8）/（ d2+1.8）d2=4.73（mm）由于o型密封圈极易变形，因此在设计o型密封圈还应考虑加工的公差配合情况。3 试验结果按gjb681a-2002射频同轴连接器通用规范中3.9漏泄规定的试验条件，对产品进行水密封检查，2分钟，0.1mpa，无气泡产生。4 结论本文分析介绍了水密封连接器尾部接电缆的优化结构，并通过实例说明o型密封圈的设计过程。从试验结果来看，这种结构合理、可靠，具有防水、防潮功能，具