一種固定端連接器密封性能快速檢測方法

(泰州市航宇電器有限公司，江蘇泰州)

1　引言

密封性能是很多固定端連接器的一個主要性能參數，尤其對于軍用連接器有密封性能要求的型號系列繁多。為避免連接器所安裝的設備由于連接器漏水而導致設備的損壞，對于固定端連接器密封性能檢測的準確性尤為重要。由于軍用連接器種類繁多但批次用量不大的現狀影響軍用連接器的密封檢測工作效率對生產交付影響較大。本文所研究的方法是設計一種可快速換模的氣動工裝來提升小批量軍品的密封性能檢測效率和準確性。

2　現有檢測方式分析

2.1　氦質譜檢漏儀檢測

氦質譜檢漏儀是一種常見的氣密性檢測設備，是采用吸出產品一端的空氣達到負壓狀態(tài)后從產品另一端噴氦氣，通過檢測負壓端氦氣的濃度來判別是否漏氣。該種檢測方式的缺點是設備抽真空過程較慢且越大的產品效率越低，機器提供的負壓壓力有限無法提供大壓力狀態(tài)下的檢測。

2.2　箱體加壓檢測

這種檢測方法主要用在連接器的使用方在產品裝機前的檢測。采用模擬機柜、箱體的結構將固定端連接器安裝到箱體上后對箱體內增加氣壓，再向連接器朝上的一端注水通過觀察是否有氣泡冒出來辨別產品是否漏氣。這種方法僅適用于規(guī)格型號較少的情況，對于型號繁多規(guī)格不一的情況所需制造的模擬箱體數量巨大且占空間巨大。

2.3　深水檢測

深水檢測方式為將產品的一端與密封的工裝或產品對接使其形成一個封閉腔，預先在封閉腔內放入吸水試紙，再將產品放入所需壓強的深水中靜置一段時間后取出觀察試紙是否有吸水現象。該種方法所需深水環(huán)境極為不便，且浸水時間較長不適合作為批量100%檢驗，僅能做周期或模擬實驗。

2.4　單體工裝加壓注水檢測

該種方式為箱體加壓檢測的簡化形式，即加工一個可與產品對接的罩式工裝(見圖1)將工裝與產品對接后在工裝尾部加高壓氣體，再通過對產品的另一端注水觀測是否有氣泡冒出。這種方式需要人將產品依次與工裝對接固定，以方法蘭固定端連接器為例需要旋緊4根螺釘來固定生產效率極低。同時這種方式反復安裝拆卸對工裝磨損較大需要經常更換。

圖1　罩式工裝

2.5　氣密性檢測儀檢測

氣密性檢測儀是通過對產品的一端施加高壓空氣，達到指定氣壓后停止加壓依靠設備檢測規(guī)定時間內的氣壓降來判別產品是否漏氣。由于這種設備靈敏度較高因此對檢測工裝的要求也較高，很容易受工裝自身的精密性不足的影響而誤判。且該種設備在同時檢測多個產品時如有不良品是無法辨別哪一個為不良品的。

2.6　氣動模架防水檢測

這種檢測方式可在載具上安放多個產品然后采用汽缸夾緊通高壓空氣。模架的另一端將產品浸入水內通過觀察哪只產品底端有氣泡漏測可辨別為產品漏氣。如圖2所示

圖2　氣泡漏測示意圖

這種方式采用了氣動夾緊代替了人工安裝鎖緊螺釘鎖緊，并可批量生產效率較高且大幅降低了勞動強度。但該種方法是用的是專用模具通用性差，模具切換困難多用于大批量產品的檢驗。且當多只產品漏氣時水泡翻滾難以確認哪只漏氣，當產品漏氣較輕時由于產品是豎直插入水中的氣泡會隱藏在殼體的空腔內不會溢出，隱藏該種方式檢測精度有限。

3　高效測試方法研究

3.1　目標定位

經過原生產檢測模式的分析確定了改進的目標定位。新的檢測方式要確保檢測精度，在產品有微量漏氣時能夠靈敏的識別并且準確判斷漏氣的產品。為了降低勞動強度提升效率新的檢測方式同樣要采用氣動夾緊且可多只同時檢測。為了適應多批次多規(guī)格產品的檢測，新的檢測方式要有較好的通用性，要能兼容各種不同結構的產品。

3.2　新結構的提出

針對現階段生產情況所提出的需求擬定了如下圖3所示的檢測工裝。

圖3　檢測工裝

新工裝中汽缸結構為產品夾緊的動力源，上模為高壓空氣的接口結構，密封圈在上模下壓后可實現上模與下模直接的緊密連接。產品裝入集氣殼后被中模壓緊通氣，如產品漏氣其泄漏的氣體將進入集氣殼，集氣殼內氣體增加后便會從連接管路通過排氣嘴排除。排氣嘴放入水中后可根據不同的排氣嘴吐出氣泡情況判別哪一個產品漏氣。

3.3　泄漏率的計算

由于絕大多數不良產品漏氣量較小，因此從氣管內可以排出的氣泡的壓強約等于所處水深的水的壓強。現擬定排氣嘴所處水深為1cm則相應位置的水壓為： P=ρgh=1×103Kg/m3×10N/Kg×0.01m=100Pa。

按照產品泄漏率不允許大于0.01Pa·cm3/s來計算則漏氣速率不得大于V/s：V/s=0.01Pa·cm3/s÷100Pa=1×10-4cm/s

這里設計排氣嘴的出口孔徑為1mm，則理論上每排除一個氣泡的體積為V1：V1=(3/4)πr3=(3/4)×3.14×0.053cm3=2.9×10-4cm

則可得出實際測試過程中以冒泡頻率不超過3s一個為判斷產品是否合格的依據。同時也可通過冒泡頻率的不同來檢測其它不同的泄漏率要求。

4　快速換模機構

4.1　中?？焖贀Q模

如圖3所示中模為與產品加壓端配合結構，其配合孔須按產品實際大小來設計，因此在不同產品切換時需要進行模具的快速切換。為解決此問題在設計中將中模的兩側留有兩個1/4圓弧結構，通過兩邊的圓弧結構與圓柱導軌配合來滑動定位的，因此換模時僅需將中模水平插入即可，如圖4所示。

圖4　換模示意圖

4.2　集氣殼快速更換

集氣殼為接收產品漏出氣體的機構，與產品出氣端相連并將泄漏氣體通過導氣管及排氣嘴排出。在設計中集氣殼與模架間為活動配合，更換時可直接將其從模架上預留的排孔中拿出后將所需規(guī)格的集氣殼放入孔中即可。

5　檢測準確性及經濟效益分析

5.1　檢測準確性

2.2、2.3、2.4、2.6所描述的檢測方式均只能判斷是否密封無法判別漏氣量大小，而本文所研究的新型檢驗方式可通過簡單的計算得出產品的具體泄漏率，且可方便的同時觀測多個產品檢測情況不會相互影響檢測結果的準確性。

5.2　經濟效益分析

本文所述的新型檢驗方法采用半自動控制夾緊代替人工螺釘鎖緊，且可同時檢測多只產品，相比2.1、2.2、2.3、2.4所述方式檢測效率至少可提升5倍以上。該種方法可有效的降低人的勞動強度，大幅提升檢測效率。

6　結語

本文通過對現有的集中對連接器密封性能進行檢測的方法進行分析，得出現有檢測方法無法滿足高效率、高精度的檢測多批次小批量軍品的需求。并針對其不足提出一種新型的檢測方法來提升檢測效率和檢測精度。通過對新檢測方式所使用的工藝裝備的結構分析及理論計算得出其可滿足預期效果。且通過實物加工生產驗證該種方法已經得到了實際應用，其效果符合理論分析計算所得結果。

參考文獻：

[1]GJB-1217A-2009.

[2]GJB-599A-93.