一种用于伺服机构球形蓄压器的胶囊组件及其成型模具和成型方法技术

本发明专利技术涉及一种用于伺服机构球形蓄压器的胶囊组件及其成型模具和成型方法，属于伺服机构蓄压器技术领域。本发明专利技术针对伺服机构球形蓄压器设计了特殊结构的球形胶囊组件，即球型金属‑橡胶胶囊组件(球型胶囊、弹簧缠绕钢丝)设计结构，球形胶囊组件由球形胶囊、金属骨架和弹簧缠绕钢丝组成，该球形胶囊组件用于伺服机构球形蓄压器，具有泄流量大、启动迅速、质量轻、可靠性高，一次充气保压时间长及寿命长等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种用于伺服机构球形蓄压器的胶囊组件及其成型模具和成型方法
本专利技术涉及一种用于伺服机构球形蓄压器的胶囊组件及其成型模具和成型方法，属于伺服机构蓄压器
，主要为一种应用于航天运载及武器伺服机构球型蓄压器用球型胶囊组合模具的结构设计技术及加工成型技术；包括伺服机构球型蓄压器用球型胶囊成型模具结构设计技术、制品加工成型技术、模具用材料选择、确定及处理技术。
技术介绍
目前航天运载及武器系统伺服机构蓄压期均采用活塞式蓄压器的结构形式，活塞式蓄压器由于采用密封圈结构，保压时间短、泄流量小、放泄缓慢、需要不断进行补气，此外活塞式蓄压器的体积庞大、重量大，不利于现有航天运载及武器系统的小型化和轻型化设计，且保压压力低，容易泄露。
技术实现思路
本专利技术的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种用于伺服机构球形蓄压器的胶囊组件及其成型模具和成型方法，该胶囊组件用于伺服机构球形蓄压器，具有泄流量大、启动迅速、质量轻、可靠性高，一次充气保压时间长及寿命长等优点。本专利技术的技术解决方案是：一种用于伺服机构球形蓄压器的胶囊组件，包括球形胶囊、金属骨架和钢丝，其中球形胶囊为一端开口的球形结构，所述球形结构的顶端开有与金属骨架结构相匹配的凹槽，金属骨架嵌入所述凹槽中并与凹槽紧密配合，所述球形胶囊的内棱壁上设置有环形凸起，当球形胶囊装入伺服机构蓄压器的球形腔体内后，将钢丝缠绕在球形胶囊的内棱壁上；所述球形胶囊为橡胶材料。在上述用于伺服机构球形蓄压器的胶囊组件中，球形胶囊中间部位至顶端的壁厚逐渐减小，中间部位至开口端的壁厚为均匀壁厚；在上述用于伺服机构球形蓄压器的胶囊组件中，球形胶囊中间部位至顶端的壁厚由2.5mm均匀减小至2mm；所述中间部位至开口端的壁厚为3-5mm；在上述用于伺服机构球形蓄压器的胶囊组件中，环形凸起所在平面过球形胶囊的球心；在上述用于伺服机构球形蓄压器的胶囊组件中，球形胶囊的橡胶材料为氯醇橡胶、丁腈橡胶或丁基橡胶；在上述用于伺服机构球形蓄压器的胶囊组件中，金属骨架为哑铃形状，金属骨架的顶端开有工艺孔，用于固定；在上述用于伺服机构球形蓄压器的胶囊组件中，钢丝缠绕在球形胶囊的内棱壁上3～5圈；在上述用于伺服机构球形蓄压器的胶囊组件中，金属骨架嵌入球形胶囊顶端的凹槽中并通过粘接胶与凹槽紧密配合，成为一体化结构，所述金属骨架为不锈钢材料制备；在上述用于伺服机构球形蓄压器的胶囊组件中，金属骨架嵌入球形胶囊顶端的凹槽中并通过开姆洛克250粘接在凹槽内。在上述用于伺服机构球形蓄压器的胶囊组件中，钢丝的材料为碳钢材料，钢丝的两端为紫铜材料；一种用于伺服机构球形蓄压器的胶囊组件的成型模具，该成型模具包括成型阴模、成型阳模、芯柱、螺钉堵丝和压胶盖；成型阴模包括下模板、中模和上模；所述的芯柱包括上面的圆锥和下面的圆柱，圆锥部分带有一侧孔，芯柱中心带有通孔，圆锥顶端的直径小，圆锥底端的直径大，圆柱的直径小于圆锥底端的直径；圆锥部分的侧孔用于在注胶过程中排气用；所述的下模板上带有凹槽，芯柱的圆柱部分嵌入到下模板的凹槽中，且芯柱的圆柱部分与下模板的凹槽相匹配且为过盈配合；所述的螺钉堵丝包括上面部分的小圆柱、中间部分的圆锥和下面部分的圆柱，上面部分的小圆柱和下面部分的圆柱通过中间部分的圆锥过渡连接；下面部分的圆柱带有外螺纹；螺钉堵丝位于芯柱上方；所述的成型阳模也就是球芯，球芯内有镂空部分，镂空部分一部分带有内螺纹与螺钉堵丝相匹配，镂空部分的另一部分与芯柱的圆锥部分相匹配；球型胶囊球心以上的部分为上模；上模的顶端带有注胶腔，上模的底端中心位置(也就是成型阳模的顶端)开有螺钉通孔，螺钉通孔用于安装金属骨架，螺钉通孔的两侧各开有一注胶通孔，两侧的注胶通孔通孔用于注胶；所述的压胶盖用于注胶时压紧胶液，使胶液通过注胶通孔流入到成型阴模和成型阳模之间的型面中形成胶囊。一种用于伺服机构球形蓄压器的胶囊组件的成型方法，该方法的步骤包括：(1)将中模放置到下模板上，将芯柱安装到下模板上，芯柱底端的圆柱与下模板为过盈配合连接；(2)将螺钉堵丝通过外螺纹拧入到球芯中，并将带有螺钉堵丝的球芯安装到芯柱的上方；(3)将上模安装到中模的上方，至此上模、中模和下模板形成胶囊的成型阴模；(4)在上模的注胶腔内放入胶坯，然后使用压胶盖施加压力使胶坯通过注胶通孔注入到成型阴模和成型阳模之间的型面中，胶坯硫化成型后，形成胶囊；(5)打开压胶盖，将上模从下模板上取下，将下模板、芯柱与中模分离，再将中模取下，最后将螺钉堵丝从球芯内取下；(6)将气嘴拧入到步骤(5)中剩余部分中球芯的内螺纹中，打入气压0.1-0.5MPa，气压将球形胶囊涨大并吹离球芯，得到球形胶囊组件产品。本专利技术与现有技术相比具有如下有益效果：(1)本专利技术针对伺服机构球形蓄压器设计了特殊结构的球形胶囊组件，即球型金属-橡胶胶囊组件(球型胶囊、弹簧缠绕钢丝)设计结构，球形胶囊组件由球形胶囊、金属骨架和弹簧缠绕钢丝组成，该球形胶囊组件用于伺服机构球形蓄压器，具有泄流量大、启动迅速、质量轻、可靠性高，一次充气保压时间长及寿命长等优点；(2)本专利技术的球型胶囊结构的上半部设计为均匀过渡(由厚到薄)结构形式，改进了胶囊结构的受力弯曲状况，从结构上延长和改善了胶囊使用寿命；下半部设计为均匀厚度，起到了固定支撑和辅助密封的作用；球形胶囊开口端密封结构基本为法兰式静密封，通过确定密封压缩量，拧紧螺栓数量、规格和装配力矩值，满足了静压(8MPa)气密密封、动压(0～21MPa、14～21MPa)密封的设计技术要求；(3)本专利技术的球型胶囊结构顶部设计增加的金属结构工艺件，从结构上完善了胶囊的使用功能，进一步延长了胶囊动态屈挠工作使用寿命；(4)本专利技术的球型胶囊内棱壁设计增加弹簧缠绕钢丝结构，进一步完善了胶囊的使用功能，保证了胶囊在动态工作过程中上半部翻转自如，下半部固定支撑不动及辅助密封。从结构上进一步避免了胶囊内少量气体沿口部、胶囊下半部外表面和壳体之间渗入油中而产生“气穴”；或少量油从反方向渗入口部至气腔中；(5)本专利技术所采用金属-氯醇橡胶胶粘剂为胶粘剂(开姆洛克250)，在航天运载等型号上首次应用，有很强的针对性，使用效果良好，替换了原国产普遍使用的“列克钠”胶粘剂，以此，也开创了开姆洛克系列胶粘剂普遍应用于航天型号上的先例。(6)本专利技术采用胶囊试验件动、静密封性能试验表明：其胶囊在装入伺服机构蓄压器时，满足了伺服机构典、寿试试验要求及多发、多批次飞行试验考核要求；用于伺服机构球形蓄压器的胶囊组件可以达到如下指标：(7)本专利技术涉及一种用于伺服机构球形蓄压器的胶囊组件，该胶囊组件包括球形胶囊、金属骨架和钢丝，其中球形胶囊为一端开口的球形结构，所述球形结构的顶端开有与金属骨架结构相匹配的凹槽，金属骨架嵌入所述凹槽中并与凹槽紧密配合，所述球形胶囊的内棱壁上设置有环形凸起，当球形胶囊装入伺服机构蓄压器的球形腔体内后，将钢丝缠绕在球形胶囊的内棱壁上；所述球形胶囊为橡胶材料，且球形胶囊中间部位至顶端的壁厚逐渐减小，中间部位至开口端的壁厚为均匀壁厚，该胶囊组件用于伺服机构球形蓄压器，具有泄流量大、启动迅速、质量轻、可靠性高，一次充气保压时间长及寿命长等优点。硬度(shoreA)75±5；拉伸强度≥12MPa；拉断伸长率≥250％；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于伺服机构球形蓄压器的胶囊组件，其特征在于：包括球形胶囊、金属骨架和钢丝，其中球形胶囊为一端开口的球形结构，所述球形结构的顶端开有与金属骨架结构相匹配的凹槽，金属骨架嵌入所述凹槽中并与凹槽紧密配合，所述球形胶囊的内棱壁上设置有环形凸起，当球形胶囊装入伺服机构蓄压器的球形腔体内后，将钢丝缠绕在球形胶囊的内棱壁上；所述球形胶囊为橡胶材料。

【技术特征摘要】
1.一种用于伺服机构球形蓄压器的胶囊组件，其特征在于：包括球形胶囊、金属骨架和钢丝，其中球形胶囊为一端开口的球形结构，所述球形结构的顶端开有与金属骨架结构相匹配的凹槽，金属骨架嵌入所述凹槽中并与凹槽紧密配合，所述球形胶囊的内棱壁上设置有环形凸起，当球形胶囊装入伺服机构蓄压器的球形腔体内后，将钢丝缠绕在球形胶囊的内棱壁上；所述球形胶囊为橡胶材料。2.根据权利要求1所述的一种用于伺服机构球形蓄压器的胶囊组件，其特征在于：所述的球形胶囊中间部位至顶端的壁厚逐渐减小，中间部位至开口端的壁厚为均匀壁厚。3.根据权利要求1所述的一种用于伺服机构球形蓄压器的胶囊组件，其特征在于：所述的球形胶囊中间部位至顶端的壁厚由2.5mm均匀减小至2mm；所述中间部位至开口端的壁厚为3-5mm。4.根据权利要求1所述的一种用于伺服机构球形蓄压器的胶囊组件，其特征在于：所述的环形凸起所在平面过球形胶囊的球心。5.根据权利要求1所述的一种用于伺服机构球形蓄压器的胶囊组件，其特征在于：所述的球形胶囊的橡胶材料为氯醇橡胶、丁腈橡胶或丁基橡胶。6.根据权利要求1所述的一种用于伺服机构球形蓄压器的胶囊组件，其特征在于：所述的金属骨架为哑铃形状，金属骨架的顶端开有工艺孔。7.根据权利要求1所述的一种用于伺服机构球形蓄压器的胶囊组件，其特征在于：所述的钢丝缠绕在球形胶囊的内棱壁上3～5圈。8.根据权利要求1所述的一种用于伺服机构球形蓄压器的胶囊组件，其特征在于：所述的金属骨架嵌入球形胶囊顶端的凹槽中并通过粘接胶与凹槽紧密配合，成为一体化结构，所述金属骨架为不锈钢材料制备。9.根据权利要求1所述的一种用于伺服机构球形蓄压器的胶囊组件，其特征在于：所述的金属骨架嵌入球形胶囊顶端的凹槽中并通过开姆洛克250粘接在凹槽内。10.一种用于伺服机构球形蓄压器的胶囊组件的成型模具，其特征在于：该成型模具包括成型阴模、成型阳模、芯柱、螺钉堵丝和压胶盖；成型阴模包括下模板、中模和上模；所述的芯柱包括上面的圆锥和下面的圆柱；所述的下模板上带...

【专利技术属性】
技术研发人员：高玉旭，张继华，赵云锋，李润源，
申请(专利权)人：航天材料及工艺研究所，中国运载火箭技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11