案例問題

在GB/T14536.1-2008《家用很類似用途電自動控制器 第1部分：通用要求》第19章中要求，載流接頭不應該用非金屬材料（陶瓷除外）傳遞壓力。市面上最為常見的塑料外殼的KSD溫控器（見圖1），它采用的是非金屬材料制成的外殼/基座。動、靜觸頭分別固定在外殼/基座上。那么它是否就不符合標準中19章的要求呢？我們又該如何去判斷？

圖1  KSD型雙金屬片溫控器

標準條款解讀

圖2 GB/T14536.1-2008《家用很類似用途電自動控制器 

第1部分：通用要求》截圖

圖2為標準中關于載流觸頭接觸壓力要求的相關條款。首先我們逐句解讀一下：

1

“除非相應的金屬部件有足夠的彈性來補償非金屬材料的收縮和變形”。字面意思已經說得非常直白，只要產品的設計上載流的金屬部件可以產生足夠的彈性來補償非金屬材料在控制器工作中產生的形變的話，是可以采用非金屬材料來支撐載流觸頭的。

2

 “載流接頭不應該用非金屬材料傳遞壓力”。載流接頭為了保證其可靠連接，那么在接頭（觸頭）間應該有一個相互貼緊的壓力。而力是相互的，要產生這個接觸壓力，固定這動、靜接頭（觸頭）的位置就會受到一個反作用力。通常該力作用于外殼/基座之上。

3

 “陶瓷或其特性不低于陶瓷的非金屬材料除外”最后一個條件是陶瓷和特性不低于陶瓷的非金屬材料除外。因為陶瓷的熱穩定性非常高，一般情況下不可能發生形變。

為什么標準規定了不能通過非金屬傳遞接觸壓力呢？

其實原因很簡單，因為我們的非金屬材料一般都采用塑料，不管是什么類型的塑料都有一定的熱穩定性。一般溫度越高越容易發生收縮變形。如果通過塑料傳遞接觸壓力，那么當溫控器工作在一個較高的環境溫度下，或載流件自身發熱時，塑料的熱穩定溫度會降低變形，從而導致觸頭沒有足夠的接觸壓力，使觸頭間的接觸電阻變大，從而產生高溫損壞觸頭。因此塑料不能傳遞接觸壓力。

圖3 KSD溫控器內部結構圖

圖4 KSD溫控器內部結構圖

案例分析

根據標準的解讀，那么是不是KSD這種結構的溫控器就不能使用非金屬外殼/基座呢？答案是可以使用非金屬材料作為外殼/基座。但需要分析其結構工藝，看看是否滿足標準要求。

根據圖5的結構圖可以分析出，當觸點閉合時，由動觸片產生的彈力讓動、靜觸點緊密地結合在一起，那么同時動、靜觸片上的反作用力會傳遞到各自與外殼固定的位置。從圖3上可以看到，動靜觸片是通過鉚釘固定在外殼/基座上，并且與接線端子連接。而該鉚接結構則是我們需要的分析重點。

圖5 鉚釘與動觸片連接結構

情況1：動觸片與鉚釘松動連接，鉚釘頭將動觸片壓在外殼/基座上。

若圖5的結構中，把外殼部分（陰影）挖掉，動觸片與鉚釘是松動的。則我們可以判斷，在組裝好溫控器后動觸片是被鉚釘頭壓在外殼基座上從而固定的。那么動觸片大部分接觸壓力會傳遞到外殼基座上。則這種結構是不符合標準要求的。而且往往這種結構的產品在進行17章耐久性試驗會出現不合格的現象。同時可能發現端子松動。這都是因為該鉚釘將端子和觸片壓在非金屬的外殼上，由于耐久試驗長期在高溫下進行，導致塑料變形，從而使得觸片、鉚釘、端子三者連接出現松動。因此情況1屬于不符合標準要求。

情況2：動觸片與鉚釘緊固連接，鉚釘、觸片、端子鉚接在一起。

還是圖5的結構，如果把外殼部分（陰影）挖掉，鉚釘、觸片和端子仍然會保持著有效連接，且3者之間不會出現松動移位。這種情況，動觸片的接觸壓力大部分傳遞到了鉚釘上，并通過鉚釘再分散到外殼。當溫控器長時間在高溫下工作時，即使高溫使塑料產生一定的變形，鉚釘、動觸片、端子不會因為塑料變形（一定量的變形）了而導致接觸壓力減小，從而保持了觸點連接的相對穩定。因此情況2符合標準要求。同時根據我們多年來測試的總結該類型的結構質量會比情況1好很多。

如何判斷：

如何判斷溫控器的結構是情況1還是情況2?其實非常簡單，我們可以拿一個未經任何測試的樣品，將外殼塑料部分去除（圖6），然后觀察觸片、鉚釘、端子的結構是否固定還是松動來判斷。另外我們還要通過材料試驗，主要是球壓試驗來考核其塑料件的熱穩定性。以及通過耐久試驗后的結果來輔助判斷。

圖6 去除塑料外殼后的觸片鉚釘及端子

  結  論  

KSD溫控器是可以使用非金屬材料作為外殼/基座的。要判斷是否通過非金屬材料傳遞壓力，可以通過判斷其載流件的連接工藝來判斷，同時通過材料試驗，和耐久性試驗的結果進行驗證。