一種汽車防電擊穿火花塞橡膠護(hù)套的加工及保護(hù)件的組裝裝置

魏二樓

（南京金三力橡塑有限公司，江蘇 南京 210000）

一種汽車防電擊穿火花塞橡膠護(hù)套的加工及保護(hù)件的組裝裝置

Processing of an automobile anti-electrical breakdown spark plug rubber sheath and assembling devices for protection parts

魏二樓

（南京金三力橡塑有限公司，江蘇 南京 210000）

主要敘述了火花塞護(hù)套的組裝裝置，依據(jù)其自身的特點(diǎn)和規(guī)律，主要涉及火花塞橡膠護(hù)套、尼龍塑料件及防錯(cuò)工裝的加工、橡膠制造工藝和組裝過程的知識(shí)點(diǎn)。

防電擊穿；火花塞橡膠護(hù)套；母煉膠；檢驗(yàn)；組裝

眾所周知，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，需要借助適當(dāng)?shù)幕鸹▽⒒旌先細(xì)庖?，而產(chǎn)生這種火花的裝置，就是點(diǎn)火系。點(diǎn)火系一般由點(diǎn)火線圈、高壓線、火花塞帽和火花塞組成。

火花塞的作用是把點(diǎn)火線圈產(chǎn)生的高壓電引入發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸，在火花塞電極的間隙之間產(chǎn)生火花點(diǎn)燃混合氣體。火花塞在工作時(shí)，中心電極的電壓會(huì)高達(dá)20 000 V左右，為了防止高壓電流短路，中心電極常采用陶瓷做絕緣材料，且在陶瓷外側(cè)還要加一層波紋狀絕緣體。由于火花塞的工作環(huán)境十分惡劣，火花塞絕緣體被電壓擊穿、電極因積炭失效的情況時(shí)常發(fā)生。因此，火花塞屬于“易損件”，怎樣延長(zhǎng)其使用壽命一直是相關(guān)領(lǐng)域熱衷研究的課題。為了防止火花塞被電壓擊穿，在火花塞絕緣體的外部，通常會(huì)加裝火花塞防電壓擊穿保護(hù)件，火花塞防電壓擊穿保護(hù)件包括一層橡膠護(hù)套，為了起到雙層保護(hù)和固定作用，在火花塞橡膠護(hù)套外面套裝的塑料尼龍塑料件。為了延長(zhǎng)火花塞的使用壽命，加裝的火花塞橡膠護(hù)套和尼龍塑料件必須要有良好的機(jī)械性能和耐高電壓、耐高溫沖擊，耐化學(xué)腐蝕的能力。

1 汽車防電擊穿火花塞護(hù)套結(jié)構(gòu)

火花塞護(hù)套結(jié)構(gòu)如圖1所示。

橡膠材料部件材質(zhì)要求為硅橡膠，硬度為60±5 Shore A；塑料材料部件材質(zhì)要求為尼龍PA66，洛氏硬度為118。

圖1 火花塞護(hù)套結(jié)構(gòu)圖

如圖1，要先制備部件1，再制備部件2，最后再將部件2，裝備到部件1上。

2 火花塞護(hù)套橡膠件的制作

如圖2橡膠件的第一護(hù)套段部位a的直徑尺寸為18 mm。

其橡膠材料的配方重量百分比如下：

母煉膠420/60 95.1%

圖2 火花塞護(hù)套橡膠件示意圖

硫化劑101-SC8B 2.3%

耐熱劑H3 2.6%

其中，母煉膠420/60為高抗撕硅橡膠；

硫化劑101-SC8B 為硅橡膠膏狀硫化劑：2，5-二甲基-2，5雙（叔丁基過氧）己烷；

耐熱劑H3是硅橡膠固體塊狀耐熱助劑。

在生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn):母煉膠420/60中加入上述比例的硫化劑101-SC8B和耐熱劑H3，制備得到的橡膠護(hù)套具有更加優(yōu)異的耐熱性、耐寒性、介電性、耐臭氧和耐大氣老化等性能，橡膠護(hù)套能在-60 ℃（或更低的溫度）至+250 ℃（或更高的溫度）下長(zhǎng)期使用，其使用壽命大大延長(zhǎng)。

采用上述組分及其重量百分比含量的橡膠護(hù)套，其制備方法如下：

（1）母煉膠二段加硫

將母煉膠420/60置于開煉機(jī)輥筒上熱煉，待母煉膠包輥表面光滑平整后，依次加入耐熱劑H3、硫化劑101-SC8B，待配合劑全部混入母煉膠后開刀翻煉，將膠料打2～3個(gè)三角包和兩個(gè)卷后出片。

（2）預(yù)成型

核對(duì)膠料牌號(hào)、膠料有效期是否正確，檢驗(yàn)步驟（1）膠料出片尺寸是否符合要求，調(diào)整自動(dòng)切條機(jī)，對(duì)膠片進(jìn)行裁切，檢驗(yàn)裁切得到的膠片重量是否符合要求范圍，并將成型好的膠料，整齊的排放在塑料板上，填寫膠料管理卡，成型記錄。此步驟是為了確保制備得到的橡膠護(hù)套尺寸精確、有較小誤差，橡膠護(hù)套尺寸是否精確對(duì)后續(xù)火花塞防電壓擊穿保護(hù)件的組裝至關(guān)重要。

（3）硫化

檢查硫化模具是否完好并核對(duì)膠料，將步驟（2）得到的膠片填入模腔內(nèi)，在溫度為170 ℃，壓力為160 kg/cm2的條件下合模硫化8 min，冷卻后得到火花塞橡膠護(hù)套。本工序產(chǎn)生的為化學(xué)反應(yīng)，其原理為：線性高分子通過交聯(lián)作用而形成網(wǎng)狀高分子，硫化得到的橡膠護(hù)套具備高強(qiáng)度、高彈性、高耐磨、抗腐蝕等優(yōu)良性能，消除永久形變，且在變形之后，也能迅速恢復(fù)原狀。

（4）手工修邊，二次硫化

將步驟（3）得到的橡膠護(hù)套辦成品與標(biāo)準(zhǔn)樣件核對(duì)，去除產(chǎn)品多余的廢邊，然后再進(jìn)行二次硫化，二次硫化的具體步驟為：將修邊完成的制品放入烘箱內(nèi)，制品與烘箱壁保持2 cm的間隙，且堆放高度不得超過10 cm，控制烘箱內(nèi)溫度為200 ℃，硫化240 min。

（5）清洗干燥，外觀檢驗(yàn)

將步驟（4）二次硫化得到的橡膠護(hù)套裝入清洗袋內(nèi)，放入水溫為10℃的清洗機(jī)內(nèi)清洗3 min，然后將橡膠護(hù)套置于烘干機(jī)內(nèi)烘干2 min，最后將橡膠護(hù)套送檢驗(yàn)工序，進(jìn)行100%外觀檢驗(yàn)。

圖3 火花塞護(hù)套塑料件示意圖

3 火花塞護(hù)套尼龍塑料件的制作

圖3尼龍塑料件的第一骨架段b和第三骨架段d的內(nèi)徑為14 mm。尼龍塑料件第一骨架段b、第二骨架段c和第三骨架段d的長(zhǎng)度分別為30 mm、5 mm、22 mm 。所述的尼龍塑料件由如下重量百分比的組分組成：

尼龍66 66%

玻璃纖維 30%

色母 4%

其中，尼龍66化學(xué)名稱為聚己二酰己二胺；

玻璃纖維為無機(jī)纖維，具有不燃性、耐化學(xué)性佳、吸水性小、尺度安定性、耐熱性均佳、便于加工，配方中增加玻璃纖維是為了增強(qiáng)尼龍塑料件的強(qiáng)度，使尼龍塑料件伸長(zhǎng)小、彈性系數(shù)高，剛性佳、彈性限度內(nèi)伸長(zhǎng)量大且拉伸強(qiáng)度高，吸收沖擊能量大；色母是起到了改變橡膠顏色的作用。

采用上述組分及其百分比含量的尼龍塑料件，其制備方法如下：

（1）烘干

將尼龍66、玻璃纖維和色母按所述比例混合，在120℃條件下，將混合料置于烘干機(jī)內(nèi)烘干4 h。

（2）成型

將步驟（1）烘干后的混合料，在溫度為270℃的澆注機(jī)內(nèi)液化后，立即注入模具型腔內(nèi)， 100℃加熱條件下，熱塑成型30 s后，即得到尼龍骨架。

（3）修邊、檢驗(yàn)

對(duì)成型后的尼龍塑料件進(jìn)行修除飛邊及檢驗(yàn)處理。

4 火花塞護(hù)套的組裝過程

火花塞護(hù)套的組裝過程如圖4所示。

（1）將制備的尼龍塑料件置于防錯(cuò)工裝4上，防錯(cuò)工裝為機(jī)加工而成，起到防止骨架裝反的作用，其尺寸是按照塑料件外觀尺寸的1.1倍加工。

（2）調(diào)節(jié)拉桿伸縮控制手柄1控制拉桿2，從靠近防裝錯(cuò)工裝第一工裝段的一端穿過尼龍塑料件內(nèi)孔，將拉桿一端的繩套3連接于橡膠護(hù)套的第一護(hù)套段a。

（3）調(diào)節(jié)拉桿伸縮控制手柄控制拉桿收縮，繩套拉動(dòng)第一護(hù)套段a進(jìn)而帶動(dòng)整個(gè)橡膠護(hù)套通過尼龍塑料件內(nèi)孔，使得尼龍塑料件準(zhǔn)確套合于橡膠護(hù)套上。在實(shí)際操作中，第一護(hù)套段a通過尼龍骨架內(nèi)孔的壓縮量為30%。

圖4 組裝過程示意圖

（4）解開繩套，將火花塞防電壓擊穿保護(hù)件從防裝錯(cuò)工裝上取下，便完成了火花塞防電壓擊穿保護(hù)件的組裝操作。

通過如上裝置，可有效杜絕尼龍塑料件裝反的缺陷：由于尼龍塑料件的第一骨架段b和第三骨架段d的長(zhǎng)度尺寸分別為30 mm、22 mm，正常安裝后的狀態(tài)為圖1所示（第三骨架段d靠近橡膠護(hù)套段部位a），如果一旦尼龍塑料件裝反（第一骨架段b靠近橡膠護(hù)套段部位a），又由于尼龍塑料件內(nèi)徑（14 mm）小于橡膠護(hù)套段部位a直徑尺寸（18 mm），再想將尼龍塑料件取出，便會(huì)很難做到，這將會(huì)直接導(dǎo)致整個(gè)防電擊穿火花塞護(hù)套的報(bào)廢，給生產(chǎn)帶來損失，更嚴(yán)重的是，若在發(fā)動(dòng)機(jī)組裝過程中沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn)尼龍骨架裝反的問題，將不合格的防電擊穿火花塞護(hù)套安裝于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)火花塞上，在后續(xù)對(duì)火花塞的外觀檢驗(yàn)過程中便容易對(duì)此問題漏檢，這將直接對(duì)所生產(chǎn)汽車的發(fā)動(dòng)性能產(chǎn)生重大影響。同時(shí)，該裝置在很大的程度上也提高了安裝效率，使手工安裝得以施放。

（R-03）

TQ336.42

1009-797X（2015）23-0030-03

B

10.13520/j.cnki.rpte.2015.23.008

魏二樓，男，大專，主要從事汽車行業(yè)橡膠密封圈的質(zhì)量管理工作。

2015-08-03