液浮慣性元件的真空檢漏,是對慣性元件各組合件以及整表膠封部位氣密性能的檢測。最后整表的真空充液,一是為了利用浮液產(chǎn)生的浮力、平衡浮子的重力減小輸出軸支承的正壓力,從而減小摩擦力矩;二是為了產(chǎn)生阻尼,滿足積分儀表的設(shè)計要求,同時提高慣性元件抗震抗沖擊能力,使儀表更穩(wěn)定更可靠。

      慣性元件的真空檢漏和真空充液是慣性元件生產(chǎn)裝配過程中的重要環(huán)節(jié),又是裝配工作中最后一道關(guān)鍵工序。其質(zhì)量的好壞, 將決定慣性元件的最終命運。質(zhì)量差,要么導(dǎo)致裝配工作前功盡棄,要么造成慣性元件隨機漂移大,從而影響慣導(dǎo)系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性。美國有關(guān)方面專家在論述慣性元件裝配時說:“充液工作必須注意兩個問題——漏油和氣泡”。真空檢漏和真空充液就是避免慣性元件出現(xiàn)漏油和氣泡。

        出現(xiàn)漏油和氣泡的原因是多方面的。元件膠封質(zhì)量差、殼體內(nèi)的浮子漏氣、檢漏過程中漏檢、充液過程中預(yù)真空時間以及真空度不合要求、加熱溫度過高或過低、滴液速度過快等諸多因素都會使慣性元件出現(xiàn)漏油和氣泡。假如, 慣性元件內(nèi)部的浮子組合件氣密性能不合格,在充液過程中或充液后,殼體和浮子間的浮液會通過極其微小的漏孔慢慢滲漏到浮子腔內(nèi),而浮子腔內(nèi)的氦氣同樣會滲漏到浮子外的浮液中,成為氣泡,造成突發(fā)性質(zhì)的力矩,從而降低慣性元件的精度。對于三浮陀螺儀,這滲漏到浮子腔內(nèi)的浮液,還將污染動壓馬達軸承, 使馬達不能啟動。又如,充液過程中滴液速度過快,會憋進氣泡,氣泡附著在浮子上,由于氣泡移動,會給浮子加一干擾力矩或產(chǎn)生較大的彈性約束,從而產(chǎn)生了慣性元件的漂移。另外,殼體內(nèi)浮液中的氣泡還會改變元件設(shè)計要求為常值的阻尼力矩量值, 這在積分儀表中是絕對不允許的。由此可見, 真空檢漏和真空充液的質(zhì)量將直接影響液浮慣性元件的精度和性能。

       為了保證真空檢漏和真空充液的質(zhì)量,對元件有膠封的各組合件以及總裝后的整表制訂了嚴格的真空檢漏工藝和真空充液工藝。檢漏工藝要求,在檢漏過程中要注意以下幾點: 必須保證檢漏儀器的可信度, 儀器最小可檢漏量要高于元件設(shè)計的氣密要求; 元件在檢漏過程中要輕拿輕放,保持平穩(wěn),防止寶石墊沖坑,抽氣和放氣時要注意其傾斜方向,以防浮子軸尖對寶石墊的沖擊; 檢漏過程保持潔凈, 儀表內(nèi)部不能受污染, 放氣要經(jīng)過G6 漏斗過濾。工藝還要求, 對于浮子組合件,除在充氦測定功率之前進行檢漏、卡口后復(fù)檢外, 還要在整表總裝之前再復(fù)檢。在檢漏過程中, 出現(xiàn)漏量超差, 要仔細分辨, 找準(zhǔn)漏孔位置, 以便修復(fù), 直到元件氣密性能合格才可轉(zhuǎn)入最后的真空充液。

        慣性元件的真空充液質(zhì)量的標(biāo)志是浮子和殼體間要充滿懸浮液且沒有氣泡。在真空充液這一工序中, 通常是以充液后儀表冒油管液面的壓縮量作為檢測真空充液的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。為了保證真空充液質(zhì)量, 充液工藝要求:除保證充液環(huán)境的高潔凈度、充液器具的嚴格清洗以及浮液要經(jīng)過過濾之外, 關(guān)鍵是在整個充液過程中, 要注意嚴格掌握充分排氣,保證一定的預(yù)真空時間和真空度; 選擇適當(dāng)?shù)募訜釡囟? 控制適當(dāng)?shù)牡我核俣冗@三個重要環(huán)節(jié)。

        在真空充液過程中, 只有保證一定的預(yù)真空時間和真空度, 只有保證一定的加熱溫度, 才能使儀表及真空室充分排氣。這是由于慣性元件、浮液以及貯放它們的真空室各器具是由多種材料制作而成。在大氣環(huán)境中, 這些固體和液體材料表面及內(nèi)部都吸附或吸收大量氣體, 預(yù)真空就是要把這些氣體盡可能逐漸全部釋放而排走。但在室溫下放氣進行很慢, 在真空技術(shù)中, 在較低的壓強下加熱,能加速解吸作用, 從而獲得與保持較高的真空度。分子運動論學(xué)說也表征了分子的動能與溫度有關(guān), 因為加熱會使得這些被吸附、吸收的氣體分子運動加快, 相互撞擊加劇, 從材料表面解吸出來, 獲得一定的能量來克服它與材料表面其他分子間的結(jié)合力, 而被真空系統(tǒng)排走。因此, 在真空中加熱, 是加快排氣的有效辦法。而在預(yù)真空中, 在較低的壓強下對慣性元件連續(xù)加熱, 加速元件內(nèi)部充分排氣, 是預(yù)真空排氣的關(guān)鍵。當(dāng)元件在高真空中連續(xù)加熱排氣二十多小時, 貯液杯中的浮液一直在冒氣泡(見圖1), 這時元件內(nèi)部排氣已達設(shè)計要求。此時為了使真空室充分排氣,元件仍需保持繼續(xù)加熱排氣, 同時給浮液加熱, 以加快浮液中的氣體盡快排出。在較低的壓強下, 增高溫度能夠加快解吸作用, 但在預(yù)真空排氣過程中, 既要考慮能夠達到充分排氣的效果, 還要考慮到慣性元件結(jié)構(gòu)的變形; 密封材料的變質(zhì)以及浮液化學(xué)性能的穩(wěn)定性等等因素, 因此, 加熱溫度還不宜過高, 必須選擇適當(dāng)。

      由于慣性元件結(jié)構(gòu)設(shè)計需要, 殼體內(nèi)各組合件之間的小狹縫不僅尺寸大小不一, 形狀不同, 而且有的位置還相互交叉、相互垂直, 加之各種形式的小間隙、螺紋、螺孔以及高粘度、高比重的浮液, 給慣性元件的真空充液帶來了許多問題。因此, 在真空充液中, 我們不僅要保證一定的溫度和真空度, 還要控制適當(dāng)?shù)牡我核俣? 才能使浮液面自下而上(圖2) 慢慢滲入各縫隙, 才能保證真空充液的質(zhì)量。