本發(fā)明涉及電氣產(chǎn)品測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種航空沿面電嘴篩選工裝及方法。

背景技術(shù)：

航空科技工業(yè)的迅猛發(fā)展，促進(jìn)了飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的不斷發(fā)展與更新，航空發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火電嘴也由早期的火花電嘴、電蝕電嘴發(fā)展到現(xiàn)在的半導(dǎo)體電嘴和沿面電嘴。電嘴是點(diǎn)火系統(tǒng)重要組成部件之一，沿面電嘴(TDZ型)與高壓點(diǎn)火裝置和點(diǎn)火電纜組成高壓高能點(diǎn)火系統(tǒng)，利用高壓擊穿電嘴放電端瓷絕緣體表面間隙，產(chǎn)生點(diǎn)火花，點(diǎn)燃發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的燃油、空氣混合氣。沿面電嘴與同能量級(jí)低壓高能半導(dǎo)體電嘴比較具有較好的耐高溫性能和高的使用壽命，目前大推比發(fā)動(dòng)機(jī)如XX10系列發(fā)動(dòng)機(jī)、X20發(fā)動(dòng)機(jī)等主燃燒室點(diǎn)火均采用這種電嘴。

電嘴安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)殼體上，放電端伸進(jìn)燃燒室內(nèi)。由于電嘴經(jīng)常暴露在高溫燃?xì)庵校S發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械振動(dòng)、溫度和高度變化，工作條件惡劣，要求電嘴電氣性能好，絕緣性能好。產(chǎn)品在使用環(huán)境下，如果內(nèi)部絕緣不好，如陶瓷件裂紋等，導(dǎo)致電嘴內(nèi)部擊穿而放電端不工作。沿面電嘴配套的高壓高能點(diǎn)火裝置輸出電壓15kVDC以上，電嘴內(nèi)部陶瓷件的耐壓大于點(diǎn)火裝置輸出電壓，才能保證電嘴在使用環(huán)境下內(nèi)部不擊穿而可靠地工作。

現(xiàn)有技術(shù)中沿面電嘴的絕緣性能主要由其裝入的絕緣體陶瓷件決定的。陶瓷件都按照Q/2E76-70的要求進(jìn)行了各項(xiàng)性能檢查，包括外觀、抗彎強(qiáng)度、吸水率、抗電強(qiáng)度、熱穩(wěn)定性、表面飛弧和體積電阻的檢查，其中外觀和抗電強(qiáng)度進(jìn)行100％檢測(cè)。通過(guò)各項(xiàng)檢測(cè)，可有效剔除不合格的陶瓷件。

沿面電嘴在裝配過(guò)程中，零組件要經(jīng)過(guò)清洗、調(diào)整尺寸、壓裝、熱密封、車余量、收口、校正等十余道工序，才能完成產(chǎn)品的全部裝配。陶瓷件屬于脆性材料，在此過(guò)程中陶瓷件有外界的機(jī)械碰撞，壓裝、車余量、校正產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力，熱密封加工產(chǎn)生的熱應(yīng)力等作用，都可能使陶瓷件產(chǎn)生裂紋、斷裂等隱患，由此會(huì)影響產(chǎn)品的使用性能。

由于沿面電嘴放電電壓小于7kV，當(dāng)給電嘴施加更大的電壓時(shí)，電嘴會(huì)從放電端放電，則電嘴裝配后無(wú)法直接進(jìn)行高于放電電壓的抗電檢查。故需要尋找一種能在總裝配后進(jìn)行抗電檢測(cè)的試驗(yàn)方法，剔除絕緣性能不好的產(chǎn)品，以保證產(chǎn)品可靠的工作。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

要解決的技術(shù)問(wèn)題

對(duì)于高壓沿面電嘴而言，常規(guī)的性能檢測(cè)放電電壓和氣密性檢測(cè)無(wú)法判定電嘴內(nèi)部絕緣性能的好壞，現(xiàn)有的各項(xiàng)試驗(yàn)也不能檢測(cè)出絕緣體裝入殼體后產(chǎn)品的絕緣性能。為了提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火電嘴壽命和可靠性，需要進(jìn)行沿面電嘴篩選試驗(yàn)方法研究。

絕緣體零件按照企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了各項(xiàng)性能試驗(yàn)，能夠滿足零件的技術(shù)要求。經(jīng)過(guò)對(duì)各項(xiàng)試驗(yàn)的分析，確定可通過(guò)對(duì)產(chǎn)品裝配后進(jìn)行抗電試驗(yàn)而篩選出有隱患的絕緣體。本發(fā)明的目的是為了解決同類型電嘴裝配后絕緣性能的檢測(cè)方法，并可篩選出隱患絕緣體，提高產(chǎn)品的可靠性。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提出一種航空沿面電嘴篩選工裝及方法，通過(guò)對(duì)放電端施加一定氣壓的壓縮空氣，阻止電嘴放電端放電，則可實(shí)現(xiàn)升高施加給電嘴的電壓，這樣便能對(duì)整個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行抗電檢查。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：

所述一種航空沿面電嘴篩選工裝，其特征在于：包括進(jìn)氣座、連接座、第一試驗(yàn)夾具和第二試驗(yàn)夾具；

所述第一試驗(yàn)夾具為中空柱狀結(jié)構(gòu)，沿面電嘴放置在第一試驗(yàn)夾具內(nèi)；第一試驗(yàn)夾具一端能夠與連接座連接，另一端與沿面電嘴配合固定；

所述第二試驗(yàn)夾具為中空柱狀結(jié)構(gòu)；第二試驗(yàn)夾具套裝在第一試驗(yàn)夾具內(nèi)，處于第一試驗(yàn)夾具與沿面電嘴之間；

所述連接座為中空結(jié)構(gòu)，一端與第一試驗(yàn)夾具連接，另一端與進(jìn)氣座密封連接；

所述進(jìn)氣座具有進(jìn)氣孔以及中心軸孔；進(jìn)氣座中心軸孔一端密封；進(jìn)氣座與連接座連接后，進(jìn)氣座中心軸孔另一端與沿面電嘴放電端之間通過(guò)絕緣密封件密封配合，并與沿面電嘴放電端之間形成密閉空腔，進(jìn)氣孔通入所述密閉空腔。

進(jìn)一步的優(yōu)選方案，所述一種航空沿面電嘴篩選工裝，其特征在于：第二試驗(yàn)夾具利用沿面電嘴殼體側(cè)面的臺(tái)階定位。

所述一種航空沿面電嘴篩選方法，其特征在于：將沿面電嘴安裝在所述篩選工裝內(nèi)，通過(guò)進(jìn)氣孔向密閉空腔施加設(shè)定氣壓；將沿面電嘴帽蓋接地；通過(guò)可調(diào)變壓器向沿面電嘴施加電壓，并逐步升壓，如果能夠升至設(shè)定電壓，則表示沿面電嘴絕緣性能滿足要求，否則表示沿面電嘴絕緣性能不滿足要求；所述設(shè)定電壓大于沿面電嘴絕緣部件出現(xiàn)裂紋缺陷時(shí)的擊穿電壓；所述設(shè)定氣壓根據(jù)設(shè)定電壓確定，能夠使絕緣性能滿足要求的沿面電嘴在設(shè)定氣壓下的放電電壓不低于設(shè)定電壓。

有益效果

本發(fā)明提供的技術(shù)解決了電嘴裝配后產(chǎn)品絕緣性能的檢測(cè)問(wèn)題，從而可剔除有質(zhì)量隱患的產(chǎn)品，提高了產(chǎn)品的穩(wěn)定性和可靠性。

本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中：

圖1：巴申定律曲線圖；

圖2：沿面電嘴產(chǎn)品總裝結(jié)構(gòu)圖，其中1、第一絕緣體；2、第二絕緣體；3、第三絕緣體；4、芯桿；

圖3：沿面電嘴產(chǎn)品篩選裝置圖；其中5、第二試驗(yàn)夾具；6、第一試驗(yàn)夾具。

圖4：第一試驗(yàn)夾具示意圖；

圖5：第二試驗(yàn)夾具示意圖。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“長(zhǎng)度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”、“順時(shí)針”、“逆時(shí)針”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

此外、術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上，除非另有明確具體的限定。

本發(fā)明的原理是通過(guò)對(duì)放電端施加一定氣壓的壓縮空氣，阻止電嘴放電端放電，從而實(shí)現(xiàn)升高施加給電嘴的電壓，這樣便能對(duì)整個(gè)產(chǎn)品進(jìn)行抗電檢查。

巴申定律是反映耐壓受強(qiáng)度與氣體壓力和間隙之間的關(guān)系的定律，基本關(guān)系為：當(dāng)氣體成分和電極材料一定時(shí)，氣體間隙擊穿電壓是氣壓和極間距離乘積的函數(shù)；當(dāng)氣體溫度不定時(shí)，氣體間隙擊穿電壓是氣體密度和極間距離的函數(shù)。巴申定律中擊穿電壓Ub和氣隙距離的關(guān)系見(jiàn)附圖1。

由圖1可知，曲線存在一個(gè)谷點(diǎn)。說(shuō)明，當(dāng)氣隙的工作點(diǎn)不同時(shí)，擊穿電壓隨氣隙的變化規(guī)律也不同。在氣隙變化過(guò)程中，總有一個(gè)氣隙距離值對(duì)氣隙中的帶電質(zhì)點(diǎn)產(chǎn)生最有利，使擊穿電壓最小，這就是谷點(diǎn)(圖示曲線最低點(diǎn))。即產(chǎn)品在常溫常壓下的放電電壓。當(dāng)氣隙保持不變，給電嘴放電端施加一定的大氣壓，即在側(cè)電極與絕緣體之間的間隙、絕緣體與中心電極之間的間隙便形成厚薄不均的氣膜。隨著氣壓增大，氣體分子的相對(duì)密度增大時(shí)，電子的自由行程就縮短了，相鄰兩次碰撞之間積聚到足夠動(dòng)能的概率減小了，故擊穿電壓必然升高，這就是谷點(diǎn)的右側(cè)。

影響氣體間隙擊穿電壓有以下因素：

1、氣體狀態(tài)：密度大，擊穿電壓會(huì)升高；密度小，擊穿電壓會(huì)降低，密度太小，也降低；氣壓與溫度通過(guò)對(duì)密度的影響，影響擊穿電壓；氣壓越大，擊穿電壓越高；溫度增大，擊穿電壓增大。

2、電壓作用時(shí)間：均勻電場(chǎng)，擊穿電壓與電壓波形、電壓作用時(shí)間無(wú)關(guān)；極不均勻電場(chǎng)，雷電沖擊擊穿電壓比工頻沖擊電壓高得多；極不均勻電場(chǎng)，操作沖擊電壓，如果波前時(shí)間T1與間隙S比，處于臨界波前時(shí)間T0附件，則可能低于工頻沖擊擊穿電壓。

3、電壓的極性：均勻電場(chǎng)，擊穿電壓與電壓極性無(wú)關(guān)；極不均勻電場(chǎng)，當(dāng)棒為正極時(shí)，直流擊穿電壓與工頻沖擊電壓接近相等；極不均勻電場(chǎng)，當(dāng)棒為負(fù)極時(shí)，直流擊穿電壓遠(yuǎn)高于工頻沖擊電壓。

4、電場(chǎng)均勻程度：電場(chǎng)越均勻，擊穿電壓高。

5、電極材料與光潔：表面不易發(fā)射電子，擊穿電壓高；表面光潔，擊穿電壓高。

6、不同氣體類型：鹵元素氣體，擊穿電壓比空氣高幾倍。

本發(fā)明對(duì)應(yīng)試驗(yàn)條件為：在規(guī)定的氣壓下、一定的電壓作用時(shí)間、施加電壓為直流電壓、電極材料一定、電場(chǎng)均勻、氣體類型為壓縮空氣。為能在總裝篩選出不合格的產(chǎn)品，提高產(chǎn)品質(zhì)量，采取對(duì)放電端施加氣壓而提高產(chǎn)品耐壓的辦法。首先確定產(chǎn)品的耐壓值，再制作工裝在試驗(yàn)臺(tái)上對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行篩選測(cè)試。具體方法如下：

首先通過(guò)試驗(yàn)確定在3～4MPa氣壓下電嘴的放電電壓可以提高到15.5kVDC以上。TDZ-8沿面電嘴的結(jié)構(gòu)如附圖2所示。心桿到殼體的最大距離為5.35mm，在空氣中要擊穿這個(gè)距離，大約需要16kV電壓。瓷件最小極限壁厚為2.05mm，若瓷件裂紋，擊穿通道是：先擊穿心桿與瓷件的空氣間隙，然后在次級(jí)裂紋處沿面飛弧，最后再擊穿瓷件與殼體的空氣間隙。沿面飛弧的電壓約為0.6kV/mm，若瓷件裂紋，此時(shí)擊穿該通道的電壓約為11.1kV。因此用15.5kV電壓進(jìn)行抗電檢查，可以有效地檢查出瓷件的裂紋缺陷。

然后制備工裝：工裝包括進(jìn)氣座、連接座、第一試驗(yàn)夾具和第二試驗(yàn)夾具。

所述第一試驗(yàn)夾具為中空柱狀結(jié)構(gòu)，沿面電嘴放置在第一試驗(yàn)夾具內(nèi)；第一試驗(yàn)夾具一端能夠與連接座連接，另一端與沿面電嘴配合固定；第一試驗(yàn)夾具與沿面電嘴配合一端為60°內(nèi)縮，與沿面電嘴產(chǎn)品六方處的角度貼合，避免產(chǎn)品受到機(jī)械損傷。

所述第二試驗(yàn)夾具為中空柱狀結(jié)構(gòu)；第二試驗(yàn)夾具套裝在第一試驗(yàn)夾具內(nèi)，處于第一試驗(yàn)夾具與沿面電嘴之間。

所述連接座為中空結(jié)構(gòu)，一端與第一試驗(yàn)夾具連接，另一端與進(jìn)氣座密封連接。

所述進(jìn)氣座具有進(jìn)氣孔以及中心軸孔；進(jìn)氣座中心軸孔一端密封；進(jìn)氣座與連接座連接后，進(jìn)氣座中心軸孔另一端與沿面電嘴放電端之間通過(guò)絕緣密封件密封配合，并與沿面電嘴放電端之間形成密閉空腔，進(jìn)氣孔通入所述密閉空腔。

第二試驗(yàn)夾具利用沿面電嘴殼體側(cè)面的臺(tái)階定位。

將沿面電嘴安裝在所述篩選工裝內(nèi)，放電端朝上，處于密閉空腔內(nèi)，通過(guò)進(jìn)氣孔向密閉空腔施加3～4Mpa的氣壓；將沿面電嘴帽蓋接地；通過(guò)可調(diào)變壓器向沿面電嘴施加電壓，并逐步升壓，如果能夠升至設(shè)定電壓15.5kVDC，則表示沿面電嘴絕緣性能滿足要求，否則表示沿面電嘴絕緣性能不滿足要求。

通過(guò)在產(chǎn)品總裝加工工序中增加本篩選方法，有隱患的產(chǎn)品都在產(chǎn)品提交之前篩選出來(lái)。至今產(chǎn)品一共交付了三千多臺(tái)，沒(méi)有因絕緣性能下降導(dǎo)致不工作的產(chǎn)品。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下在本發(fā)明的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。