液浮陀螺仪胶接密封性分析

材料为铝合金2A12-T4、充气嘴的材料为铜丝HPb59-1，铜丝HPb59-1的膨胀系数为20.6×10-6/℃[3]，与铝合金（2Al2-T4）的膨胀系数22×10-6/℃相近，且充气嘴密封处漏气现象较为严重，故选取该部位作为试验对象。

①低膨胀系数密封胶的配制

随着国内基础工业的快速发展，球形硅微粉在国内较易购置，且中国科学院已成功研制出热膨胀系数接近于10×

10-6/℃的密封胶，因此，国内低膨胀系数密封胶配制技术已趋于成熟[2]。

②低膨胀系数密封胶的可操作性

低膨胀系数密封胶在常温下的流动性比环氧树脂胶的流动性稍差，对零、部件的胶接带来了一定的难度，故将零、部件放在高温箱内预热后再进行涂胶处理，以改善胶的流动性。

低膨胀系数密封胶固化温度相对较高，但胶接零件的熔化温度较高，详见表1，故固化温度对粘胶零组件影响很小。

所有零、组件使用低膨胀系数密封胶封装，进行多次密封性能检测，均满足漏率小于1.2×10-6Pa·L/s的技术指标要求。

③低膨胀系数密封胶的可靠性

从密封胶的性能检测结果可知，低膨胀系数密封胶不与氟醚油发生相互反应和溶解，也不与石油醚、汽油、无水乙醇等清洗液发生相互反应与溶解。为考核低膨胀系数密封胶的可靠性，进行了温度循环、温度冲击试验，在经过温度循环或温度冲击后均对试验件进行漏率检测，其试验结果如表2。

从试验结果可以看出，用低膨胀系数密封胶粘接的零件进行的气密性、相容性、绝缘性等一系列试验，其试验结果均符合相关指标要求。

4.2 胶接结构改进

由于陀螺为精密零件组成，结构紧凑，配合部位较多，密封结构各异，通过结构比较试验，在螺纹胶接密封、凸台台阶配合胶接密封、过盈配合胶接密封等不同结构下胶接密封的可靠性有一定的差异。

根据上述分析，对胶接结构改进如下：

①将某液浮陀螺仪的浮子接线柱孔位置向浮子小轴轴心方向内移， 增大胶液覆盖宽度；

②对于螺纹连接密封部位，应适当设计螺纹部分尺寸，保证装配时充分拧紧，防止连接部位受力时影响密封可靠性。

4.3 胶接件表处影响分析及采取的措施

陀螺类大部分零、组件均有表面处理要求，通过大量对比试验，可以判定表处钝化工艺对零件的表面致密性有较大影响，尤其对于镀银件，镀银层较普通镀银层的结晶细致、孔隙少、反光性能强，耐蚀性、耐磨性和可焊性较好，但光亮镀银液整平性稍差，往往需要先进行光亮镀或对基体金属进行处理。针对表处质量对胶接密封的影响，采取清理镀银件的钝化层进行清洗干燥后再进行胶接[3]。

5 结论

对某液浮陀螺仪胶接密封问题，分析胶接密封机理，采取措施解决胶接密封失效问题。通过对环氧胶粘剂的配方选择、膨胀系数、延伸率以及各密封结构件间的匹配关系、涂胶过程控制等方面进行研究，证明采用低膨胀系数密封胶胶接充气嘴、排气嘴、充油嘴后的密封性明显优于普通的环氧树脂胶，保证了某液浮陀螺仪胶接密封可靠性的技术要求。

【参考文献】

【1】杨盛林，刘昱，刘玉峰. 某型液浮陀螺仪定位壳体温度场有限元分析[J].中国惯性技术学报，2004（05）：67-69.

【2】彭志凌，杨晋伟，邵轶群，等.基于加速寿命试验的液浮陀螺仪寿命预测[J]. 中北大学学报（自然科学版），2014（06）：87-88.

【3】吴建国，李海波，张琪，等.液浮陀螺仪过载振动复合环境试验[J]. 中国惯性技术学报， 2015（06） ：45-46.

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