一种针对紧固件密封的辅助注胶装置设计

一种针对紧固件密封的辅助注胶装置设计

王麒翔1   ,闫喜强2

中航西安飞机工业集团股份有限公司  陕西 西安 710089

【内容摘要】

本文简要阐述了飞机紧固件密封工艺的发展现状，通过对目前工艺方法不足之处的分析，提出设计一种辅助工人进行紧固件密封的自动注胶装置，通过该装置，较大程度地减少了工人的重复劳动，有效地提高了生产效率，解决了在紧固件密封工作中封包质量难以控制的问题。

【关键词】： 紧固件 密封 注胶

1 产品特征及现状

飞机的密封结构都有其严格的密封性要求，若密封结构发生严重的漏油或漏气现象，将会极大地危及飞机的飞行安全，同时密封性能不足会造成腐蚀现象，从而降低飞机的结构强度和使用寿命，提高维修费用，影响飞机的出勤率。

飞机结构的密封方法有很多，而不同的部位采用的方法也不同，其中对于螺栓等紧固件，往往采用将密封剂涂抹覆盖在紧固件头的方式进行密封，在飞机上往往有成千上万组紧固件需要密封，传统紧固件密封需要将密封剂混合好后注入针管中，再使用针管在紧固件处挤出密封剂，最后工人手工将挤出的条状密封剂进行修型，整个密封过程非常繁琐且容易发生刮擦，破坏已经修型完的封包。经工艺改进后，目前普遍使用一种可脱模胶帽进行紧固件密封。

使用时将密封剂注入胶帽中，再将胶帽扣在紧固件上，该种可脱模胶帽，虽然不需工人手工对封包修型，但在向胶帽中手工注胶的过程中，会存在注胶过多或过少、密封剂注入的不均匀、密封剂沉积在胶帽下部等问题，这些问题往往会极大地影响紧固件密封的质量，使密封剂溢出胶帽污染产品，或密封剂覆盖不全紧固件，因此目前现场急需一种可以辅助工人进行自动向胶帽中注胶的设备，来减少工人劳动强度，提高生产效率。

2 设计难点

首先，在向胶帽中注胶时需要对出胶量进行准确控制，若出胶量过多，则会在胶帽下压时，多余的密封剂溢出胶帽污染产品，若出胶量过少，则会造成密封剂覆盖紧固件不全，导致密封质量出现问题。

其次，在向胶帽中注胶时，胶枪的移动需要较为精准的控制，为使胶帽中均匀地覆盖上密封剂，胶枪头的移动轨迹需呈螺旋状，从胶帽底部开始注胶，沿螺旋线运动到胶帽边缘结束注胶。

最后，由于在产品上有成百上千处紧固件需要密封，为提高生产效率，降低操作人员劳动强度，需要对胶帽进行批量快速注胶。

3  结构设计

3.1 夹持装置设计

为解决上述设计难点，首先需要考虑批量快速注胶的问题，由于该种胶帽体积小、数量大，所以需要一种可以同时固定上百个胶帽的夹持装置，由于该种胶帽的外形特征呈杯状，且底部有可供操作人员拿持的杆状结构，所以将夹持装置设计为板状，并在夹持板上开孔，以固定胶帽的杆部，如图3.1所示，为使胶帽上料方便快捷，夹持板设计为可拆卸结构，操作人员可以将胶帽全部安装固定好后，再将夹持板安装到设备本体的卡槽中以进行注胶操作。

图3.1 固定装置

3.2 X向传动结构设计

由于夹持装置为平面板状结构，所以需要考虑胶枪在X-Y平面内如何移动，该夹持装置X方向跨度大，各行胶帽排列密集，因此这里选用电机驱动带轮的驱动方式，如图3.2所示，胶枪座通过两组直线轴承与光轴相固定，再将皮带与胶枪座相固定，X向运动时，电机驱动带轮拖动胶枪座沿X方向移动。

图3.2 X向移动

3.3 Y向传动结构设计

由于板状夹持装置Y向跨度大，各列胶帽排列密集，且需要较为精准的传动控制，因此对于Y向，传动结构选取电机驱动滚珠丝杠的方式，如图3.3所示，通过丝杠带动夹持装置的底座，从而实现Y向的移动。

图3.3 Y向移动

3.4 Z向传动结构设计

由于在注胶过程中，胶枪头需要在胶帽内壁沿螺旋线移动，所以除X,Y方向外，还需在Z方向增加驱动，从而使胶枪头可以在X-Y-Z平面内任意运动，对于Z方向的传动结构，由于需要较高的运动精度，所以选用电机驱动滚柱丝杠的方式进行移动，如图3.4所示，将X向移动组件通过丝母与滚珠丝杠相连接，为保证运动精度，将X向移动组件与两组导向光轴相固定，从而确保组件可沿Z方向移动。

图3.4 Z向移动

4  结束语

通过生产实践证明，该种紧固件密封辅助设备的设计，从生产现场出发，以切实解决生产现场问题为导向，有效地解决了目前生产现场紧固件密封操作繁琐、易出错的问题，可以有效提高生产效率20%-30%，减轻了现场工人的劳动强度，避免了以往紧固件密封作业中，密封剂覆盖不全、密封剂污染产品等问题，给生产带来了切实的效益，将工艺装备设计上升了一个层次。

参考文献

[1]吴宗泽.机械零件设计手册[M].北京:机械工业出版社，2006.

[2]杜庆华.工程力学手册[M].北京：高等教育出版社，1992.