液浮慣性元件的真空檢漏,是對(duì)慣性元件各組合件以及整表膠封部位氣密性能的檢測(cè)。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(jì)要求,同時(shí)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(yùn)。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(jī)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(shí)說:“充液工作必須注意兩個(gè)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(shí)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(huì)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(huì)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(huì)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(duì)于三浮陀螺儀,這滲漏到浮子腔內(nèi)的浮液,還將污染動(dòng)壓馬達(dá)軸承, 使馬達(dá)不能啟動(dòng)。又如,充液過程中滴液速度過快,會(huì)憋進(jìn)氣泡,氣泡附著在浮子上,由于氣泡移動(dòng),會(huì)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(huì)改變?cè)�件設(shè)計(jì)要求為常值的阻尼力矩量值, 這在積分儀表中是絕對(duì)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(duì)元件有膠封的各組合件以及總裝后的整表制訂了嚴(yán)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(diǎn): 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(jì)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(shí)要注意其傾斜方向,以防浮子軸尖對(duì)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(duì)于浮子組合件,除在充氦測(cè)定功率之前進(jìn)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(xì)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(cè)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(yán)格清洗以及浮液要經(jīng)過過濾之外, 關(guān)鍵是在整個(gè)充液過程中, 要注意嚴(yán)格掌握充分排氣,保證一定的預(yù)真空時(shí)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(gè)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(shí)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(jìn)行很慢, 在真空技術(shù)中, 在較低的壓強(qiáng)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(yùn)動(dòng)論學(xué)說也表征了分子的動(dòng)能與溫度有關(guān), 因?yàn)榧訜釙?huì)使得這些被吸附、吸收的氣體分子運(yùn)動(dòng)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(qiáng)下對(duì)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(shí), 貯液杯中的浮液一直在冒氣泡(見圖1), 這時(shí)元件內(nèi)部排氣已達(dá)設(shè)計(jì)要求。此時(shí)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(shí)給浮液加熱, 以加快浮液中的氣體盡快排出。在較低的壓強(qiáng)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(dá)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(jì)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。