0 引言

電子連接器，即接插件。作為汽車零部件的重要組成部分，有著極大的市場需求。尤其是近階段新能源汽車的發(fā)展，對(duì)汽車接插件的產(chǎn)量及質(zhì)量都提出了較高的要求。作為電氣連接件，汽車接插件的質(zhì)量將直接影響行車安全問題。而線束接插件進(jìn)水是汽車線束常見的一種故障模式，分析與改進(jìn)汽車線束接插件進(jìn)水故障，提高線束接插件的防水性能，提高汽車的安全性，是當(dāng)前整車及其零部件供應(yīng)商迫切需要攻關(guān)解決的課題

。

經(jīng)過大城市的熏陶，丁柔的言談舉止都非常得體，與我閑聊了她這幾年在北京的奮斗史，大多是一些比較心酸的往事。只是她的分貝卻揚(yáng)得有些高，大抵是故意想讓周橋聽見。

本文針對(duì)某水泥攪拌車接插件密封圈破損情況分析，介紹了該故障件相關(guān)查核內(nèi)容以及查核結(jié)果，一方面為故障件失效形式分析提供排查思路，另一方面根據(jù)查核結(jié)果指導(dǎo)零部件設(shè)計(jì)。

假設(shè)：自甩負(fù)荷開始，低加及管道中的水容量 Mw的減少正比于凝結(jié)水焓差的減少，且其比值保持不變，等于甩負(fù)荷開始時(shí)的比值，即其中 iL為低壓加熱器進(jìn)入除氧器開始時(shí)的凝結(jié)水溫。因此，甩負(fù)荷后τ時(shí)間的 i可由下式計(jì)算：

1 故障現(xiàn)象

某服務(wù)站在某月中收到市場反饋約20起車輛故障，其主要故障模式車輛無法點(diǎn)火。經(jīng)服務(wù)站初步排查，造成該故障模式的主要原因?yàn)殡娍貑卧M(jìn)水，公端接插件插針腐蝕短路；故障車輛均為某城建集團(tuán)的水泥攪拌車，該故障模式會(huì)使得發(fā)動(dòng)機(jī)停止運(yùn)行，水泥冷凝在車輛罐體里，造成不可估量的損失，因此解決該問題迫在眉急。

2 原因分析

現(xiàn)場觀摩結(jié)束后，新洋豐農(nóng)藝師在室內(nèi)會(huì)議室，為參會(huì)人員詳細(xì)地講解茄子高產(chǎn)高效栽培技術(shù)要點(diǎn)及洋豐百倍邦套餐肥的優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)，農(nóng)戶們聽后激動(dòng)不已。海南荊島公司張斌經(jīng)理發(fā)布鉅惠訂貨政策后，農(nóng)戶們一算賬，用洋豐百倍幫套餐肥不僅茄子長勢(shì)比用進(jìn)口肥更好，而且按活動(dòng)政策現(xiàn)場訂肥，一畝地投入還要省幾十甚至上百元。

2.1 密封圈失效形式分析

接著，有學(xué)生圍出圖4，這也占2格嗎？怎么說明它也占2格？學(xué)生自然地采用了圖5的方式說明：原來，4格的一半也是2格（倍拼的方法如期而至）！

2、成分分析

黨的十八大以來，新的發(fā)展理念和生態(tài)文明觀不斷清晰，生態(tài)文明體制改革全面部署，改革四梁八柱基本建立，制度體系逐步健全，體制機(jī)制穩(wěn)步改革，中央環(huán)境保護(hù)督察在實(shí)踐中深化，霧霾污染防治攻堅(jiān)戰(zhàn)不斷深入，相當(dāng)多的熱點(diǎn)問題在社會(huì)各界的參與下得到解決。和以前相比，無論是立法，還是執(zhí)法，近年來，都是圍繞以環(huán)境質(zhì)量達(dá)標(biāo)和改善為目的，使大氣污染防治、水污染防治法律所確立的以環(huán)境質(zhì)量管理為核心的管理模式落地。環(huán)境司法體制正在健全，環(huán)境司法制度不斷突破，環(huán)境信息公開和公眾參與持續(xù)開展，環(huán)境權(quán)力監(jiān)督和民主監(jiān)督正在見效，環(huán)境民主的機(jī)制和環(huán)境共治的機(jī)制建設(shè)在實(shí)踐中不斷深化；中央環(huán)境保護(hù)督察等制度發(fā)揮了前所未有的作用。

2.2 車輛運(yùn)行工況

該類型車輛依據(jù)城市工地道路揚(yáng)塵污染治理要求，在出工地前需要進(jìn)行沖洗。排查此類車輛出入的工地發(fā)現(xiàn)，車輛出入工地時(shí)沖洗時(shí)所用的水均取自地下水，水中沒有其他添加，且水壓經(jīng)廠家評(píng)估遠(yuǎn)達(dá)不到破壞密封圈的情況，排除工地水質(zhì)水壓對(duì)密封圈的影響。

2.3 密封圈材質(zhì)

密封圈材質(zhì)是影響密封圈性能的關(guān)鍵。該接插件所用的密封圈材料為德國WACKER公司生產(chǎn)的氟硅橡膠，其具有適用溫度范圍廣，良好的耐機(jī)油柴油等特點(diǎn)，且該材料已經(jīng)成熟應(yīng)用于各類接插件密封中，排除設(shè)計(jì)初期材料選取問題。

目前,我國輸電導(dǎo)線采用1999年頒布的GB 1179—1999《圓線同心絞架空導(dǎo)線》,該標(biāo)準(zhǔn)基本參照IEC相關(guān)架空線路導(dǎo)線標(biāo)準(zhǔn)編制的,在導(dǎo)線設(shè)計(jì)、制造和檢驗(yàn)方面基本與國際接軌.導(dǎo)地線為四分裂鋼芯鋁絞線,其參數(shù)如表1所示,導(dǎo)線單元類型選用桿單元B31.

橡膠制品服役和存儲(chǔ)時(shí)在光、熱、氧、高能輻射、化學(xué)以及生物侵蝕等內(nèi)外因素的綜合作用下，其化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生一系列變化導(dǎo)致性能下降表現(xiàn)為老化。橡膠老化的具體現(xiàn)象為表面變色、噴霜、發(fā)粘、裂紋等。同時(shí)橡膠的物理機(jī)械性能降低，拉伸強(qiáng)度、扯斷伸長率、硬度等性能下降導(dǎo)致失去密封能力。本節(jié)主要從成分、密度、硬度、以及硫化程度析密封圈是否出現(xiàn)老化現(xiàn)象

。

1、密度及硬度分析

材料的化學(xué)成分及物理性質(zhì)發(fā)生變化最直觀的表現(xiàn)是材料的密度硬度發(fā)生變化，因此通過對(duì)材料密度硬度測(cè)量可以初步了解材料物理化學(xué)性質(zhì)的變化。本節(jié)分別依據(jù)ISO 1183-1-2013以及ISO48-2009對(duì)比分析了失效密封圈與新密封圈的密度和硬度，分析結(jié)果如表1，可以看出兩者在密度及硬度上沒有明顯差距。

通過對(duì)我國國有企業(yè)組織機(jī)構(gòu)的了解，部分國有企業(yè)法人治理結(jié)構(gòu)方面無法與現(xiàn)代化企業(yè)制度的要求相吻合，特別是在職位的任用上不利于企業(yè)內(nèi)部管理層優(yōu)勢(shì)的充分發(fā)揮，從而造成限制了企業(yè)的全面發(fā)展。在人力資源管理上，部分國有企業(yè)并未配備專門的從事人力資源管理的工作人員，從而造成在人才選拔機(jī)制上缺乏有效的晉升機(jī)制。另外，作為國有企業(yè)的經(jīng)營管理者管理理念比較滯后，很多國有企業(yè)存在“重經(jīng)營、輕管理” 的理念，造成企業(yè)管理層對(duì)內(nèi)部控制系統(tǒng)缺乏必要的認(rèn)識(shí)。

綜上而言,對(duì)老年腦梗塞患者采取舒血寧聯(lián)合依達(dá)拉奉進(jìn)行治療,可有效改善其神經(jīng)缺損評(píng)分和血清CPR濃度,治療成效顯著,具有一定安全有效性,可進(jìn)一步推廣采納。

3、硫化程度分析

橡膠生膠會(huì)出現(xiàn)在低溫狀態(tài)變硬，高溫狀態(tài)下變軟的情況，因此常常對(duì)橡膠材料進(jìn)行硫化以提高其在不同溫度環(huán)境下的穩(wěn)定性；硫化，就是生膠與硫化劑在有足夠溫度或者輻射的條件下進(jìn)行反應(yīng)，線型的大分子鏈相互纏結(jié)進(jìn)一步變成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這種反應(yīng)過后，橡膠的各種理化性能都會(huì)從本質(zhì)上發(fā)生變化。硫化的充分程度直接影響橡膠材料在冷熱交替變化時(shí)材料的穩(wěn)定性。

本文主要借助差示掃描量熱法來檢測(cè)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，進(jìn)而了解密封圈的硫化程度。差示掃描量熱法它是在程序溫度控制下測(cè)量物質(zhì)與參比物之間單位時(shí)間的能量差(或功率差)隨溫度變化的一種技術(shù)。通過對(duì)比試樣與參比物的功率差隨溫度的變化來檢測(cè)不同溫度下分子機(jī)構(gòu)變化

。在DSC熱譜圖中吸熱效應(yīng)用凸起峰值來表征，放熱峰值用反向峰值表征，測(cè)量結(jié)果如圖5所示，可以看出DSC曲線上沒有明顯峰值，由此可以看出密封圈材料性質(zhì)沒有發(fā)生變化，硫化沒有問題。

通過對(duì)比失效密封圈與新密封圈可以看出，失效密封圈在材質(zhì)上與新件和標(biāo)準(zhǔn)材料并沒有明顯變化，可以排除材質(zhì)變化造成密封圈破損的可能性。

2.4 尺寸問題

接插件密封圈工作原理是公母端配合后，依靠自身彈性變形填充和封閉公母端接插件的間隙，因此密封圈在工作是需要保證一定的壓縮率；而合理的壓縮率是保證密封圈密封性的關(guān)鍵，過大的壓縮率會(huì)使得密封圈出現(xiàn)擠裂或者壓潰的現(xiàn)象，過小的壓縮率會(huì)影響密封圈的密封圈可靠性，出現(xiàn)密封失效的現(xiàn)象；合理的壓縮率值是根據(jù)材料屬性不斷地分析驗(yàn)證得來，經(jīng)過廠家長期試驗(yàn)驗(yàn)證得出該密封圈合理的壓縮率在20%左右。結(jié)合該壓縮率探究接插件公母端尺寸設(shè)計(jì)合理性以及故障公母端長時(shí)間運(yùn)行后尺寸變化。

如圖6該密封圈自然狀態(tài)下為正方形，而母端固定密封圈的凹槽為長方形，因此密封圈安裝在母端時(shí)相鄰兩邊的伸縮率是不一致的，兩側(cè)密封圈徑向收縮量不一致，安裝后密封圈長短邊壁厚不同；為了保證在公母端配合時(shí)密封圈兩側(cè)壓縮率一致，接插件在設(shè)計(jì)時(shí)公端長短邊內(nèi)側(cè)與母端密封圈固定凹槽形成的密封圈安裝間隙并不一致以此來補(bǔ)償由于密封圈長短邊壁厚不一致的問題，具體計(jì)算過程如下：

=(

-

2

)

2

(1)

=(

-

)

2-(

3

-

2

)

2-

(2)

其中：

—密封圈伸長率計(jì)算過程，mm。

—密封圈壓縮量計(jì)算過程，mm。

—密封圈安裝位置接插件尺寸，mm。

2

—初始密封圈內(nèi)輪廓尺寸，mm。

2

—安裝在母端后后密封圈內(nèi)輪廓尺寸，mm。

3

—安裝在母端后密封圈外輪廓尺寸，mm。

—公端內(nèi)輪廓尺寸，mm。

—安裝時(shí)安裝誤差，mm。

經(jīng)過計(jì)算，首先密封圈在安裝在母端時(shí)由于長短邊的伸長率不同，密封圈寬度會(huì)有所不同；長邊伸長率為30.5%，短邊伸長率13.3%，根據(jù)密封圈廠家提供的對(duì)應(yīng)關(guān)系表得知密封圈在伸長率在30～35%時(shí)徑向縮短0.35±0.05mm，伸長率在8～15%時(shí)，密封圈徑向縮短0.15±0.05mm；另外由于長短邊公母端配合間隙剛好相差0.20mm，因此根據(jù)公式②得出長短邊壓縮量一致。

根據(jù)計(jì)算接插件長短邊密封圈壓縮量相同，且壓縮率為14.12%～30.86%，符合要求。另外考慮到在車輛運(yùn)行中長期冷熱循環(huán)以及振動(dòng)可能會(huì)對(duì)公母端尺寸造成影響，對(duì)故障公母端接插件進(jìn)行查核，采用三坐標(biāo)測(cè)量儀進(jìn)行測(cè)量，由測(cè)量結(jié)果可以看出故障件尺寸在合理范圍內(nèi)。

2.5 裝配問題

密封圈從生產(chǎn)到安裝于汽車中經(jīng)歷了一整套復(fù)雜的工序，但整個(gè)工序中能與密封圈接觸的工序僅有密封圈安裝于接插件的過程、線束電檢過程以及與公端配合過程。通過對(duì)各個(gè)工序排查，探究裝配過程對(duì)密封圈破損的影響。

1、接插件裝配過程。該接插件在生產(chǎn)中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)化生產(chǎn)，密封圈完全由機(jī)械爪裝配，機(jī)械爪采用光滑設(shè)計(jì)，裝配過程中不會(huì)對(duì)密封圈造成損傷；且在密封圈安裝完成后會(huì)有全影像設(shè)備對(duì)密封圈的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，在檢測(cè)過程中如果出現(xiàn)密封圈安裝不到位、破損以及毛刺等現(xiàn)象接插件都會(huì)被當(dāng)成不合格件處理，因此傳遞到線束廠家的接插件皆為合格樣件。

在排除密封圈材質(zhì)變化對(duì)密封圈斷裂的影響后，為探究密封圈是否由于疲勞破壞所致，本節(jié)通過宏觀觀察以及借助掃描隧道顯微鏡對(duì)比分析。

通過圖2可以看出密封圈斷裂的截面中最先失效的部分表面粗糙，與疲勞破壞形成的條帶表面不同，可以斷定密封圈斷裂為外力所致。

2、線束電檢過程。線束在裝配完成后，會(huì)通過電檢臺(tái)對(duì)線束通斷以及接插件的氣密性進(jìn)行檢測(cè)，這時(shí)各接插件會(huì)與電檢臺(tái)公端配合，密封圈會(huì)與電檢臺(tái)外輪廓接觸，因此電檢臺(tái)的尺寸以及粗糙度會(huì)對(duì)密封圈狀態(tài)造成影響。在線束廠家電檢臺(tái)尺寸及粗糙度檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，電檢臺(tái)尺寸輪廓度均符合接插件公端尺寸要求，不會(huì)對(duì)密封圈質(zhì)量造成影響。

通過對(duì)電控單元不同接插件對(duì)比發(fā)現(xiàn)，造成電控單元進(jìn)水的主要原因是密封圈破損如圖1，而造成密封圈破損的原因主要從失效形式、車輛運(yùn)行工況、密封圈材質(zhì)、接插件尺寸、接插件裝配五個(gè)方面入手。

3、線束安裝于整車過程。工人師傅在進(jìn)行線束接插件安裝時(shí)，并無規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，只是保證公母端對(duì)配；對(duì)裝配后接插件進(jìn)行查核時(shí)沒有發(fā)現(xiàn)明顯密封圈斷裂的現(xiàn)象。在做接插件公母端對(duì)配時(shí)發(fā)現(xiàn)當(dāng)母端在特定方向插入公端時(shí)會(huì)出現(xiàn)密封圈翻轉(zhuǎn)破損的情況；為驗(yàn)證該情況是否為特例，本文借助Cero對(duì)公母端對(duì)配后極限位置進(jìn)行仿真，借助仿真軟件對(duì)接插件公母端配合過程進(jìn)行仿真

，仿真結(jié)果如圖8和圖9所示。

1、接插件配合時(shí)由于配合間隙的存在公母端之間極限傾斜角度為3.74°。

橡膠氧化、化學(xué)生物侵蝕后其材料元素會(huì)發(fā)生變化，通過對(duì)失效件與新件的對(duì)比分析探究零件是否出現(xiàn)氧化或者化學(xué)生物侵蝕現(xiàn)象。本文利用紅外光譜分析儀對(duì)密封圈成分進(jìn)行分析，紅外光譜分析是利用紅外光譜對(duì)物質(zhì)分子進(jìn)行的分析和鑒定的一種方式

。將一束不同波長的紅外射線照射到物質(zhì)的分子上，某些特定波長的紅外射線被吸收，形成這一分子的紅外吸收光譜；對(duì)比失效件與新件的紅外光譜可以了解密封圈成分是否發(fā)生變化。本節(jié)通過借助紅外光譜分析儀對(duì)比失效密封圈、新密封圈與標(biāo)準(zhǔn)氟硅膠材料主成分定性分析紅外光譜譜圖如圖4所示，斷裂密封圈與失效密封圈材料上未發(fā)現(xiàn)差異，與設(shè)計(jì)要求一致。

2、當(dāng)接插件沿該方向?qū)ε浣硬寮r(shí)，密封圈兩側(cè)受力不同會(huì)出現(xiàn)密封圈翻轉(zhuǎn)，變形量較大的情況，此時(shí)密封圈的最大變形190%，嚴(yán)重超出密封圈變形量的需用范圍。

綜上所述，連接器公母端沿特定角度對(duì)配是造成密封圈破損的主要原因。

Michael Mauer:創(chuàng)新的先決條件是在現(xiàn)實(shí)與可能性中進(jìn)行思考，所以設(shè)計(jì)師既可以發(fā)散思維，也可將思維匯聚一起；他們是非傳統(tǒng)的橫向思考者，也是有著明確目標(biāo)的長遠(yuǎn)思考者。基本上，設(shè)計(jì)師需要預(yù)知不明確的未來，并最大限度發(fā)揮自身的即興創(chuàng)作能力。在我看來，設(shè)計(jì)師即能讓工作變得理性，又能充滿感性地發(fā)揮自己所擅長的本領(lǐng)來進(jìn)行設(shè)計(jì)。

3 改進(jìn)措施

針對(duì)公母端對(duì)配傾斜角度過大而造成密封圈翻轉(zhuǎn)的問題，主要從兩個(gè)方面提出解決思路。

1、合理調(diào)整接插件公母端配合間隙。過大的配合間隙會(huì)出現(xiàn)公母端傾斜角度過大密封圈出現(xiàn)翻轉(zhuǎn)的可能；而過小的配合間隙會(huì)出現(xiàn)公母端配合困難，母端難以插入公端的情況；因此選擇合理的配合間隙至關(guān)重要。

2、設(shè)置密封圈防脫出結(jié)構(gòu)。通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化，設(shè)置相關(guān)結(jié)構(gòu)提高密封圈接插件上的穩(wěn)定性，具體解決措施如下：

適當(dāng)減小公母端配合間隙，并且在接插件近密封圈位置設(shè)置相應(yīng)加強(qiáng)筋，以此減小配合時(shí)近密封圈位置的配合間隙降低密封圈傾斜角度；設(shè)置凸筋高度為0.35mm，在理論最壞情況下，傾斜角度從原來的3.74°減小到2.64°。

4 結(jié)論

本文通過對(duì)密封圈破損原因的分析，介紹了一種分析零部件失效模式的解決思路，根據(jù)分析過程可以看出，首先對(duì)于故障件失效形式進(jìn)行分析，確定故障件的失效模式后對(duì)故障件使用環(huán)境進(jìn)行排查，排除環(huán)境因素后確定故障件本身問題，首先對(duì)設(shè)計(jì)初期輸入的合理性進(jìn)行論證，其次對(duì)與對(duì)手件的配合尺寸選取的合理性進(jìn)行分析，最后對(duì)實(shí)際裝配過程進(jìn)行排查。分析思路主要為確定失效模式，探究工作環(huán)境，論證設(shè)計(jì)輸入，分析配合尺寸以及排查裝配過程，整個(gè)過程邏輯清晰循序漸進(jìn)，有利于故障原因的排查。

通過對(duì)該故障件的失效原因分析，可以對(duì)于前期的設(shè)計(jì)過程提供指導(dǎo)：

1、在前期實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)充分了解零部件的使用工況，對(duì)可能存在的問題進(jìn)行評(píng)估，作為設(shè)計(jì)輸入依據(jù)，為后續(xù)設(shè)計(jì)、仿真及試驗(yàn)提供依據(jù)。

2、在對(duì)零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要加強(qiáng)前期仿真驗(yàn)證類型，對(duì)于可能遇到的各個(gè)工況進(jìn)行分析，對(duì)可能遇到的問題提前評(píng)估，縮短設(shè)計(jì)優(yōu)化進(jìn)程。

稅收策劃指的是是稅收和規(guī)則，是稅收減慢行為，條件是他們沒有違反現(xiàn)有的稅法，根據(jù)納稅義務(wù)，這樣他們就可以減少稅收的經(jīng)濟(jì)行為。在稅收策劃被安排后，他可以減少企業(yè)的稅收負(fù)擔(dān)，增加公司盈余。稅收策劃是一項(xiàng)新經(jīng)濟(jì)活動(dòng)。盡管政府要求企業(yè)整個(gè)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的開展和相關(guān)法令和法規(guī),這些原則方法,無疑使企業(yè)不斷完善；此外,國家提倡和鼓勵(lì)創(chuàng)業(yè),總是有一些稅收優(yōu)惠,這就給了企業(yè)稅務(wù)策劃的可能。

3、增加實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證種類與次數(shù)?？紤]不同工況可能性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，增加對(duì)失效風(fēng)險(xiǎn)的驗(yàn)證。

[1]吳懷偉.汽車線束接插件進(jìn)水故障分析與改進(jìn)[J].汽車實(shí)用技術(shù)，2021,46(16):79-81.DOI:10.16638/j.cnki. 1671-7988.2021.016.022.

[2]蔣沙沙. 硅橡膠加速老化及失效機(jī)理研究[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué),2013.

[3]褚小立,史云穎,陳瀑,李敬巖,許育鵬.近五年我國近紅外光譜分析技術(shù)研究與應(yīng)用進(jìn)展[J].分析測(cè)試學(xué)報(bào),2019,38(05):603-611.

[4]A Jha, A K Bhowmick. Thermal degradation and ageing behaviour of novel thermoplastic elastomeric nylon-6/acrylate rubber reactive blends[J].Polymer Degradation and Stability, 1998,62(3):575-586.

[5]J E Coons, M D McKay, M S Hamada. A Bayesian analysis of the compression set and stressestrain behavior in a thermally aged silicone foam[J]. Polymer Degradation and Stability, 2006,91(8):1824-1836.

[6]曹婷婷. 橡膠疲勞壽命的有限元分析研究[D].華南理工大學(xué),2014.