空間用軸系芯閥供油率快速檢測方法與裝置

劉萬寧, 豆照良*, 李佳鑫, 周剛, 張韶華, 司麗娜, 劉峰斌

(1.北方工業(yè)大學(xué)機(jī)械與材料工程學(xué)院, 北京 100144; 2. 北京控制工程研究所空間軸承應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室, 北京 100094; 3. 精密傳動和傳動機(jī)構(gòu)長壽命技術(shù)北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 100094)

在空間用衛(wèi)星平臺中,航天任務(wù)對運(yùn)動組件的可靠性要求極高,而運(yùn)動組件在有限壽命內(nèi)完成規(guī)定任務(wù)又取決于良好的潤滑、低摩擦和低磨損等因素[1]?？臻g微量潤滑技術(shù)是保證空間活動部件性能、壽命和穩(wěn)定性的主要技術(shù)手段之一,其中潤滑油的持續(xù)穩(wěn)定供給是實(shí)現(xiàn)空間微量潤滑的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

目前,中國用于空間微量潤滑的技術(shù)可分為主動式微量潤滑和被動式微量潤滑。其中,被動式微量潤滑技術(shù)占據(jù)主導(dǎo)地位,其基本方案是將聚酰亞胺多孔材料制成出油芯閥,用于實(shí)現(xiàn)貯油器向軸承部件持續(xù)供油。然而,現(xiàn)有用于工程實(shí)際的聚酰亞胺多孔材質(zhì)芯閥存在諸多技術(shù)問題,主要表現(xiàn)在同一標(biāo)稱孔隙率的芯閥出油效率個體差異較大,無法較好地滿足空間軸承部件特定的精確供油需求。而當(dāng)前采用的傳統(tǒng)跑合篩選技術(shù)雖然可以達(dá)到對芯閥供油率前置篩選檢測的目的,但存在耗時長、成本高及批量檢測效率低等現(xiàn)實(shí)問題。以航天用長城4129精密含油軸承潤滑油為例,由于其較高的運(yùn)動黏度,使得傳統(tǒng)跑合篩選技術(shù)需要10～15 d才能檢測出單個芯閥的實(shí)際供油率。

針對流體介質(zhì)在多孔材料中的滲流行為,國內(nèi)外學(xué)者開展了較多研究。1856年,法國水利工程師Darcy提出了Darcy定律,揭示了流體在多孔介質(zhì)中滲流速度與上下壓頭的壓力差值成線性關(guān)系[2]。宋磊等[3]、李程輝等[4]對不同的多孔礦石進(jìn)行滲透率測試,繪制了氣和水的滲透率標(biāo)準(zhǔn)曲線圖。Yang等[5]對多孔礦石的力學(xué)性能進(jìn)行了一系列測量,解釋了礦石樣本受壓后滲透率的變化響應(yīng)。李俊等[6]基于多松弛格子Boltzmann方法,從細(xì)觀層面模擬分析了集料粒徑、瀝青混合料空隙率以及動水壓力變化對瀝青混合料試件滲透率的影響。李文璞[7]采用理論分析、試驗(yàn)研究、數(shù)值模擬等相結(jié)合的方法,揭示了加載和加卸載試驗(yàn)下多孔巖石的滲透性演化規(guī)律。許江等[8]利用自主研發(fā)的三軸伺服滲流裝置,通過對多孔巖石充CH4和CO2兩種氣體進(jìn)行試驗(yàn)研究,探討了在低孔隙壓力的環(huán)境下,巖石滲透率對孔隙壓力變化響應(yīng)的敏感性。

此外,高速攝像和圖像識別技術(shù)的發(fā)展[9-11],也極大地提高了多孔介質(zhì)內(nèi)流體滲透率的計(jì)算效率。Huang等[12]使用高速攝像儀研究了液滴在低流速下的形成過程,包括接觸角、縮頸線長度、液滴直徑等。張亞建等[13]提出了基于LabVIEW等工具進(jìn)行非接觸式模態(tài)參數(shù)識別新方法。萬福松等[14]提出了基于LabVIEW的電動飛行器帶載試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)。姜闊勝等[15]開發(fā)了基于LabVIEW for FPGA的高速并行視覺檢測系統(tǒng)。付其風(fēng)等[16]設(shè)計(jì)了基于LabVIEW的電梯鋼絲繩狀態(tài)監(jiān)測多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。魏薇等[17]基于LabVIEW軟件開發(fā)平臺和NI USB-6001數(shù)據(jù)采集卡,開發(fā)出了一套先進(jìn)的地震數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)。

綜上,目前國內(nèi)外學(xué)者主要針對氣體和水等流體介質(zhì)在多孔礦石、巖石中的滲流行為開展研究。針對中國在多孔材質(zhì)芯閥供油率檢測方面存在的技術(shù)問題和工程需求,現(xiàn)以具有較高運(yùn)動黏度的空間潤滑油在聚酰亞胺多孔材質(zhì)中的滲流行為為研究對象,提出一種以低黏度流體-空氣代替潤滑油作為流體介質(zhì)用于實(shí)現(xiàn)對多孔材質(zhì)芯閥供油率等效快速檢測的方法,研制相應(yīng)的芯閥氣體滲透率檢測裝置并進(jìn)行功能驗(yàn)證,以期獲得更佳的、具有工程化應(yīng)用價值的前置篩選檢測技術(shù),為多孔材質(zhì)芯閥供油率快速檢測提供技術(shù)手段。

1 芯閥供油率快速檢測原理及方法

1.1 芯閥供油率快速檢測原理

作為中國空間微量潤滑的主要實(shí)現(xiàn)手段,被動式微量潤滑技術(shù)的供油原理示意圖如圖1所示。

圖1 被動式微量供油原理示意圖Fig.1 Schematic diagram of passive micro-lubrication principle

如圖2所示,左方為由標(biāo)稱孔隙率為7.5%的聚酰亞胺多孔材料加工而成的螺柱(外徑為M3),右方為此聚酰亞胺多孔螺柱和不銹鋼材質(zhì)螺套(外徑為M4)通過強(qiáng)力膠黏接而成的芯閥組件。軸系芯閥供油的基本工作原理為:貯油器內(nèi)部潤滑油在離心力或表面張力的作用下通過多孔材質(zhì)芯閥滲流向外供給亞毫克級潤滑油,補(bǔ)充軸承中潤滑油的損耗,以確保軸系長期穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。

圖2 芯閥實(shí)物圖Fig.2 Physical drawing of core valve

結(jié)合對標(biāo)稱孔隙率為7.5%的軸系芯閥用聚酰亞胺多孔材料進(jìn)行壓汞實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,可知聚酰亞胺多孔材料內(nèi)部微孔道的孔徑主要介于0.1～1 μm。在該幾何尺度下,現(xiàn)提出一種采用低黏度流體-空氣來代替潤滑油作為流體介質(zhì),以實(shí)現(xiàn)對多孔材質(zhì)芯閥供油率快速檢測的等效方法。

軸系芯閥供油率快速檢測的基本技術(shù)方案為:首先檢測出聚酰亞胺多孔材質(zhì)芯閥對氣體的滲透率;再通過傳統(tǒng)跑合篩選試驗(yàn),測出該孔隙率芯閥對試驗(yàn)潤滑油的實(shí)際供油率;通過對不同孔隙率芯閥的氣體滲透率和跑合篩選對比試驗(yàn),建立不同氣體滲透率和潤滑油供油率之間的關(guān)系曲線圖譜;這樣在后續(xù)試驗(yàn)中,只需要測出芯閥對于氣體的滲透率,就可以根據(jù)關(guān)系曲線圖譜快速擬合出其對潤滑油的實(shí)際供油率,最終實(shí)現(xiàn)快速檢驗(yàn)和篩選。前期試驗(yàn)檢測步驟與工程應(yīng)用中檢測步驟流程如圖3所示。

圖3 前期試驗(yàn)與實(shí)際工程檢測步驟流程圖Fig.3 Flow chart of preliminary test and actual engineering inspection steps

1.2 芯閥供油率快速檢測方法

軸系芯閥供油率快速檢測的關(guān)鍵技術(shù)之一就是對聚酰亞胺多孔材質(zhì)芯閥的氣體滲透率進(jìn)行檢測?？紤]到軸系芯閥整體尺寸較小且聚酰亞胺多孔材料結(jié)構(gòu)緊湊、內(nèi)部孔道較小,宜采用水下氣泡法[18-20]檢測其氣體滲透率。此種方法簡單、方便、直觀、經(jīng)濟(jì),且可滿足實(shí)際工程需要。水下氣泡法氣體滲透率檢測適用于允許承受正壓的容器、管道、密封裝置等的氣密性檢驗(yàn)。密封容器內(nèi)氣體經(jīng)漏孔滲透至容器外部,其氣體滲透率[21-22]計(jì)算過程如下。

漏孔處產(chǎn)生氣泡,氣泡脫附時體積近似橢球,其體積為

(1)

式(1)中:V為氣泡的體積,mm3/s;Ra為氣泡的長半軸長,mm;Rb為氣泡的短半軸長,mm。

氣泡等效半徑為

(2)

式(2)中:R為氣泡的等效半徑,mm;Ra為氣泡的長半軸長,mm;Rb為氣泡的短半軸長,mm。

滲透率計(jì)算公式為

k=nV

(3)

式(3)中:k為氣體的滲透率,mm3/s;n為泡形成的頻率,s-1;V為氣泡的體積,mm3。

2 芯閥氣體滲透率檢測裝置研制

2.1 裝置設(shè)計(jì)總體方案

軸系聚酰亞胺多孔材質(zhì)芯閥氣體滲透率檢測裝置主要由4個部分構(gòu)成,分別為供氣系統(tǒng)、壓力顯示及調(diào)節(jié)系統(tǒng),水下芯閥組件及氣泡生長脫附檢測系統(tǒng)。其系統(tǒng)組成如圖4所示。

圖4 軸系多孔材質(zhì)芯閥氣體滲透率檢測裝置原理圖Fig.4 Principle diagram of gas permeability detection device for shaft system porous material core valve

裝置的工作原理為:由供氣系統(tǒng)產(chǎn)生純凈壓縮空氣,經(jīng)壓力顯示及調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)壓穩(wěn)壓后,供給到水下拍攝水箱,壓縮空氣沿氣體管路經(jīng)芯閥轉(zhuǎn)接頭、芯閥后由轉(zhuǎn)接頭出氣口逸出,氣泡生長脫附檢測系統(tǒng)在線檢測芯閥出氣口的氣體滲透率。

在上述檢測裝置中,供氣系統(tǒng)由空氣壓縮機(jī)、空氣過濾器及氣動開關(guān)組成,空氣壓縮機(jī)模擬空間軸系芯閥供油端壓力(即貯油腔內(nèi)部壓力),過濾器除去空氣中雜質(zhì),氣動開關(guān)控制輸氣管路的實(shí)時開閉;壓力顯示及調(diào)節(jié)系統(tǒng)由數(shù)字顯示壓力表和精密調(diào)壓閥組成,通過調(diào)節(jié)精密調(diào)壓閥實(shí)現(xiàn)對輸氣管路壓力的精準(zhǔn)控制,數(shù)字顯示壓力表顯示出管路的實(shí)時壓力;芯閥轉(zhuǎn)接頭主要由底座及轉(zhuǎn)接頭套筒組成,將芯閥裝配到底座后,底座與轉(zhuǎn)接頭套筒通過螺紋連接進(jìn)行密封,主要目的是將通過芯閥的氣體通過出氣口毛細(xì)管末端排出,形成氣泡,便于攝像機(jī)拍攝氣泡的生長及脫附過程。

基于LabVIEW開發(fā)的氣泡生長脫附檢測系統(tǒng)主要由圖像采集單元、圖像顯示單元、測量單元等組成。高清攝像儀實(shí)時拍攝芯閥出口端的氣泡生長及脫附過程,經(jīng)基于LabVIEW開發(fā)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集至PC端,PC端實(shí)時顯示氣泡狀態(tài),使氣泡生長形態(tài)與速度變化可視化,數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的氣泡計(jì)數(shù)程序可以準(zhǔn)確獲取氣泡的數(shù)量及生長周期等參數(shù),由PC端的Image J軟件可測量出單個氣泡的粒徑,最終計(jì)算出軸系芯閥的氣體滲透率。

2.2 芯閥轉(zhuǎn)接頭結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

依據(jù)軸系芯閥的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),現(xiàn)設(shè)計(jì)一種芯閥轉(zhuǎn)接頭,用于精確收集通過芯閥的氣體量。芯閥轉(zhuǎn)接頭采用不銹鋼進(jìn)行制作,并對其表面進(jìn)行機(jī)械拋光,除油處理以及陽極氧化處理,以提高其耐蝕性,適應(yīng)長時間在水中浸泡。如圖5所示為芯閥轉(zhuǎn)接頭結(jié)構(gòu)及尺寸設(shè)計(jì)圖。

圖5 芯閥轉(zhuǎn)接頭結(jié)構(gòu)及尺寸設(shè)計(jì)圖Fig.5 Structure and dimensional design of core valve adaptor

2.3 系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)

系統(tǒng)集成由精密調(diào)壓閥、數(shù)顯壓力表、光學(xué)平臺、閥座、毛細(xì)管、芯閥轉(zhuǎn)接頭、芯閥、CCD高清攝像儀鏡頭和XY軸手動微調(diào)位移平臺等組成。通過優(yōu)化各組件空間布局以及縮小各裝置整體尺寸,以達(dá)到輕量化、小型化的工程需求。系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)三維圖如圖6所示。

圖6 系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)三維圖Fig.6 Three dimensional diagram of system integration design

系統(tǒng)集成底板尺寸為390 mm×220 mm,整體高度為320 mm,整備質(zhì)量約為12 kg。如圖7所示為系統(tǒng)集成實(shí)物圖。該裝置已應(yīng)用于北京控制工程研究所空間軸承應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室。

圖7 系統(tǒng)集成實(shí)物圖Fig.7 Physical diagram of system integration

此外,在10組芯閥氣體滲透率檢測數(shù)據(jù)中,該裝置的檢測誤差的最大值小于0.5%。該裝置的檢測誤差計(jì)算公式為

(4)

2.4 水下氣泡在線檢測系統(tǒng)開發(fā)

為精確檢測芯閥轉(zhuǎn)接頭出氣口毛細(xì)管末端一定時間內(nèi)氣泡數(shù)量,快速計(jì)算芯閥的氣體滲透率,使芯閥轉(zhuǎn)接頭出氣口毛細(xì)管末端氣泡生長及脫附變化規(guī)律可視化,基于LabVIEW開發(fā)了配套氣泡生長脫附在線檢測系統(tǒng)。

該在線檢測系統(tǒng)由氣泡圖像采集單元、圖像顯示單元、氣泡計(jì)數(shù)單元等組成。氣泡圖像采集單元包括CCD高清攝像儀和IMAQ圖像采集單元。氣泡在線檢測系統(tǒng)原理圖如圖8所示。

圖8 氣泡在線檢測系統(tǒng)原理圖Fig.8 Schematic diagram of bubble online detection system

在上述氣泡在線檢測系統(tǒng)中,氣泡圖像顯示單元是通過采集CCD高清攝像儀錄制到的氣泡圖像來達(dá)到實(shí)時觀測氣泡生長脫附狀態(tài)的目的。通過在前面板界面中輸入刷新頻率來控制圖像采集的頻率,以達(dá)到快速精準(zhǔn)計(jì)數(shù)的效果,且時間測量精度可達(dá)0.01 s。氣泡計(jì)數(shù)單元通過監(jiān)測氣泡圖像的白度均值的變化判斷氣泡的生長脫附狀態(tài),每當(dāng)白度均值達(dá)到波峰閾值時,氣泡數(shù)量加1,以此來達(dá)到精準(zhǔn)記錄氣泡數(shù)量的要求。

程序基于LabVIEW編程設(shè)計(jì)語言開發(fā),其前面板采控界面和后面板程序框圖如圖9和圖10所示。

圖9 氣泡檢測系統(tǒng)前面板采控界面Fig.9 Interface of detecting and controlling bubble system on the front panel

3 芯閥氣體滲透率檢測試驗(yàn)

3.1 試驗(yàn)方法及裝置

利用所研究裝置,對標(biāo)稱孔隙率為7.5%的軸系芯閥開展批量試驗(yàn)。如圖11所示,為試驗(yàn)時氣體經(jīng)芯閥滲透至毛細(xì)管末端形成氣泡的過程示意圖。

圖11 氣體經(jīng)芯閥滲透至毛細(xì)管末端過程示意圖Fig.11 Schematic diagram of the process of gas penetration to the end of the capillary tube through the core valve

圖11中,空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的高壓氣體經(jīng)芯閥內(nèi)部滲透至毛細(xì)管末端產(chǎn)生氣泡,芯閥轉(zhuǎn)接頭毛細(xì)管尺寸為Φ1 mm×0.15 mm。通過高清攝像儀記錄毛細(xì)管末端氣泡生長及脫附過程,并結(jié)合Image J工具進(jìn)行圖像處理,測出氣泡脫附時的長徑與短徑,進(jìn)而依據(jù)式(1)～式(3),計(jì)算出該芯閥的氣體滲透率。

3.2 試驗(yàn)條件及樣品

試驗(yàn)是在室溫(20℃)下進(jìn)行的,取10個標(biāo)稱孔隙率為7.5%的芯閥樣品進(jìn)行氣體滲透率檢測試驗(yàn)。

3.3 氣泡生長與脫附過程

在實(shí)驗(yàn)室室溫環(huán)境中,標(biāo)稱孔隙率為7.5%的芯閥,氣體在恒定高壓(壓力為0.70 MPa)驅(qū)動下經(jīng)芯閥滲出至芯閥轉(zhuǎn)接頭毛細(xì)管出口端產(chǎn)生氣泡,其生長與脫附過程的試驗(yàn)結(jié)果如圖12所示?？梢钥闯?氣泡在毛細(xì)管出口端的生長與脫附過程可分為生長初期、快速生長期、緩慢生長末期及脫附等4個階段[23-24]。

圖12 轉(zhuǎn)接頭毛細(xì)管末端氣泡生長及脫附過程圖Fig.12 Diagram of bubble growth and desorption process at the end of the capillary tube of the adapter

3.4 氣泡脫附前粒徑測量方法

借助高清攝像機(jī)追蹤芯閥轉(zhuǎn)接頭毛細(xì)管末端氣泡的形成和脫附過程,并提取氣泡脫附前的圖像,利用Image J圖像處理軟件灰度處理,另用顯微標(biāo)尺標(biāo)稱法測量氣泡脫附時的長徑La和短徑Lb。

如圖13所示,以毛細(xì)管外徑為1.30 mm作為測量基準(zhǔn)參照,進(jìn)而可測得氣泡的長徑為4.76 mm,短徑為2.93 mm。

圖13 粒徑測量過程Fig.13 Particle size measurement process

3.5 供氣壓力的選取

在供氣壓力為0.10～0.80 MPa下,對標(biāo)稱孔隙率為7.5%的芯閥開展氣體滲透率檢測試驗(yàn)。結(jié)果如圖14所示。

圖14 標(biāo)稱孔隙率為7.5%的芯閥在不同供氣壓力下的氣體滲透率Fig.14 Gas permeation rate of the core valve with nominal porosity of 7.5% at different gas supply pressure

由圖14可得,供氣壓力在0.10～0.20 MPa時,毛細(xì)管末端沒有氣泡產(chǎn)生,說明氣體無法從芯閥內(nèi)部滲出。在0.30～0.50 MPa,毛細(xì)管末端有氣泡產(chǎn)生,但單個氣泡的脫附周期較長,從115.46 s減小到40.29 s;當(dāng)供氣壓力增至0.60 MPa時,單個氣泡脫附周期為26.33 s;當(dāng)供氣壓力變?yōu)?.70 MPa時,單個氣泡脫附周期為20.67 s;當(dāng)供氣壓力達(dá)到0.80 MPa時,單個氣泡脫附周期為16.32 s。此外,當(dāng)供氣壓力大于0.60 MPa時,隨著壓力的增加,單個氣泡的脫附周期減小速度變慢。

因此,可以確定0.70 MPa為適宜供氣氣壓,該工作壓力在保證檢測效率的同時,還可以在一定程度上降低高壓帶來的試驗(yàn)安全風(fēng)險(xiǎn)。

3.6 芯閥氣體滲透率檢測及誤差分布

選用標(biāo)稱孔隙率為7.5%的試驗(yàn)芯閥,編號為1#～10#,進(jìn)行試驗(yàn),試驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖15所示。

圖15 標(biāo)稱孔隙率為7.5%的芯閥氣體滲透率、氣泡脫附周期及等效直徑Fig.15 Gas permeability,bubble desorption period and equivalent diameter of the core valve with nominal porosity of 7.5%

由圖15可知,在標(biāo)稱孔隙率同為7.5%的10個樣品試驗(yàn)中,氣泡脫附時等效半徑基本保持一致,為1.75 mm;單個氣泡平均完整脫附周期為16.70 s,單個氣泡最大完整脫附周期為23.33 s,單個氣泡最小完整脫附周期為12.67 s,其差值為10.66 s;平均滲透率為1.41 mm3/s,滲透率最大與最小差值為0.80 mm3/s,其變異系數(shù)為0.82%。

標(biāo)準(zhǔn)偏差計(jì)算公式為

(5)

式(5)中:ki為單個樣本的滲透率,mm3/s;ka為平均滲透率,mm3/s;n為樣本總數(shù)。

變異系數(shù)計(jì)算公式為

(6)

式(6)中:σ為滲透率的標(biāo)準(zhǔn)偏差;ka為平均滲透率,mm3/s。

3.7 芯閥供油率與氣體滲透率關(guān)系曲線

如圖16所示,根據(jù)基于傳統(tǒng)跑合試驗(yàn)獲得的軸系不同標(biāo)稱孔隙率芯閥的供油率實(shí)測數(shù)據(jù),結(jié)合本裝置檢測的芯閥氣體滲透率試驗(yàn)數(shù)據(jù),建立了軸系芯閥供油率與氣體滲透率基本關(guān)系曲線圖譜,可用于軸系芯閥供油率前置快速篩選。其中,芯閥的供油率是指使用長城4129精密含油軸承潤滑油,對芯閥進(jìn)行傳統(tǒng)跑合試驗(yàn)檢測出的實(shí)際供油率,由于供油率數(shù)值較低,所以一般供油率檢測值的單位為mg/d。

圖16 氣體滲透率-供油率擬合曲線Fig.16 Fitting curve of gas permeability-oil supply rate

由圖16可得,擬合出的潤滑油供油率預(yù)測關(guān)系式為

Y=0.106 0X+0.011 7

(7)

式(7)中:Y為預(yù)測的供油率,mg/d;X為檢測的氣體滲透率,mm3/s。

分別選用標(biāo)稱孔隙率為6%、7.5%和9%的芯閥各3個,編號為11#～19#,進(jìn)行氣體滲透率及實(shí)際供油率檢測試驗(yàn),獲得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1所示,并將實(shí)測供油率數(shù)據(jù)與預(yù)測供油率數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析。結(jié)果表明,在9組檢測數(shù)據(jù)中,實(shí)測供油率與預(yù)測供油率的誤差最大值小于6.0%,可滿足航天實(shí)際工程中軸系芯閥供油率快速篩選的需求。

表1 氣體滲透率與實(shí)測供油率檢測結(jié)果Table 1 Testing results of gas permeability and measured oil supply rate

軸系芯閥供油率預(yù)測誤差計(jì)算公式為

(8)

式(8)中:δoil為軸系芯閥供油率預(yù)測誤差;Yoil為關(guān)系曲線所獲取的預(yù)測供油率;Yr為由跑合篩選試驗(yàn)所測出的實(shí)際供油率。

4 結(jié)論

針對空間軸系用芯閥供油率檢測過程中傳統(tǒng)跑合篩選技術(shù)存在的耗時長、成本高及批量檢測效率低等問題,提出了一種等效快速檢測方法,研制了相應(yīng)的芯閥氣體滲透率檢測裝置并進(jìn)行了測試試驗(yàn)和功能驗(yàn)證,得出如下結(jié)論。

(1)采用空氣代替潤滑油可以實(shí)現(xiàn)對軸系聚酰亞胺多孔材質(zhì)芯閥供油率的等效快速檢測,芯閥氣體滲透率批量檢測試驗(yàn)驗(yàn)證了其有效性。

(2)研制了軸系芯閥氣體滲透率檢測裝置,該裝置對軸系芯閥的氣體滲透率檢測用時小于5 min,檢測誤差小于0.5%。

(3)開發(fā)了氣泡生長脫附在線檢測系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了對氣泡生長脫附周期和氣體滲透率的自動檢測,有效提高了芯閥氣體滲透率的檢測效率。

(4)建立了芯閥供油率與氣體滲透率的基本關(guān)系曲線圖譜,用于供油率前置快速篩選時的預(yù)測誤差小于6.0%,滿足航天實(shí)際工程需求。