魏二樓

（南京金三力橡塑有限公司，江蘇 南京 210000）

一種汽車防電擊穿火花塞橡膠護套的加工及保護件的組裝裝置

Processing of an automobile anti-electrical breakdown spark plug rubber sheath and assembling devices for protection parts

魏二樓

（南京金三力橡塑有限公司，江蘇 南京 210000）

主要敘述了火花塞護套的組裝裝置，依據(jù)其自身的特點和規(guī)律，主要涉及火花塞橡膠護套、尼龍塑料件及防錯工裝的加工、橡膠制造工藝和組裝過程的知識點。

防電擊穿；火花塞橡膠護套；母煉膠；檢驗；組裝

眾所周知，汽車發(fā)動機在運轉(zhuǎn)過程中，需要借助適當(dāng)?shù)幕鸹▽⒒旌先細庖迹a(chǎn)生這種火花的裝置，就是點火系。點火系一般由點火線圈、高壓線、火花塞帽和火花塞組成。

火花塞的作用是把點火線圈產(chǎn)生的高壓電引入發(fā)動機氣缸，在火花塞電極的間隙之間產(chǎn)生火花點燃混合氣體?；鸹ㄈ诠ぷ鲿r，中心電極的電壓會高達20 000 V左右，為了防止高壓電流短路，中心電極常采用陶瓷做絕緣材料，且在陶瓷外側(cè)還要加一層波紋狀絕緣體。由于火花塞的工作環(huán)境十分惡劣，火花塞絕緣體被電壓擊穿、電極因積炭失效的情況時常發(fā)生。因此，火花塞屬于“易損件”，怎樣延長其使用壽命一直是相關(guān)領(lǐng)域熱衷研究的課題。為了防止火花塞被電壓擊穿，在火花塞絕緣體的外部，通常會加裝火花塞防電壓擊穿保護件，火花塞防電壓擊穿保護件包括一層橡膠護套，為了起到雙層保護和固定作用，在火花塞橡膠護套外面套裝的塑料尼龍塑料件。為了延長火花塞的使用壽命，加裝的火花塞橡膠護套和尼龍塑料件必須要有良好的機械性能和耐高電壓、耐高溫沖擊，耐化學(xué)腐蝕的能力。

1 汽車防電擊穿火花塞護套結(jié)構(gòu)

火花塞護套結(jié)構(gòu)如圖1所示。

橡膠材料部件材質(zhì)要求為硅橡膠，硬度為60±5 Shore A；塑料材料部件材質(zhì)要求為尼龍PA66，洛氏硬度為118。

圖1 火花塞護套結(jié)構(gòu)圖

如圖1，要先制備部件1，再制備部件2，最后再將部件2，裝備到部件1上。

2 火花塞護套橡膠件的制作

如圖2橡膠件的第一護套段部位a的直徑尺寸為18 mm。

其橡膠材料的配方重量百分比如下：

母煉膠420/60 95.1%

圖2 火花塞護套橡膠件示意圖

硫化劑101-SC8B 2.3%

耐熱劑H3 2.6%

其中，母煉膠420/60為高抗撕硅橡膠；

硫化劑101-SC8B 為硅橡膠膏狀硫化劑：2，5-二甲基-2，5雙（叔丁基過氧）己烷；

耐熱劑H3是硅橡膠固體塊狀耐熱助劑。

在生產(chǎn)實踐中發(fā)現(xiàn):母煉膠420/60中加入上述比例的硫化劑101-SC8B和耐熱劑H3，制備得到的橡膠護套具有更加優(yōu)異的耐熱性、耐寒性、介電性、耐臭氧和耐大氣老化等性能，橡膠護套能在-60 ℃（或更低的溫度）至+250 ℃（或更高的溫度）下長期使用，其使用壽命大大延長。

采用上述組分及其重量百分比含量的橡膠護套，其制備方法如下：

（1）母煉膠二段加硫

將母煉膠420/60置于開煉機輥筒上熱煉，待母煉膠包輥表面光滑平整后，依次加入耐熱劑H3、硫化劑101-SC8B，待配合劑全部混入母煉膠后開刀翻煉，將膠料打2～3個三角包和兩個卷后出片。

（2）預(yù)成型

核對膠料牌號、膠料有效期是否正確，檢驗步驟（1）膠料出片尺寸是否符合要求，調(diào)整自動切條機，對膠片進行裁切，檢驗裁切得到的膠片重量是否符合要求范圍，并將成型好的膠料，整齊的排放在塑料板上，填寫膠料管理卡，成型記錄。此步驟是為了確保制備得到的橡膠護套尺寸精確、有較小誤差，橡膠護套尺寸是否精確對后續(xù)火花塞防電壓擊穿保護件的組裝至關(guān)重要。

（3）硫化

檢查硫化模具是否完好并核對膠料，將步驟（2）得到的膠片填入模腔內(nèi)，在溫度為170 ℃，壓力為160 kg/cm2的條件下合模硫化8 min，冷卻后得到火花塞橡膠護套。本工序產(chǎn)生的為化學(xué)反應(yīng)，其原理為：線性高分子通過交聯(lián)作用而形成網(wǎng)狀高分子，硫化得到的橡膠護套具備高強度、高彈性、高耐磨、抗腐蝕等優(yōu)良性能，消除永久形變，且在變形之后，也能迅速恢復(fù)原狀。

（4）手工修邊，二次硫化

將步驟（3）得到的橡膠護套辦成品與標(biāo)準(zhǔn)樣件核對，去除產(chǎn)品多余的廢邊，然后再進行二次硫化，二次硫化的具體步驟為：將修邊完成的制品放入烘箱內(nèi)，制品與烘箱壁保持2 cm的間隙，且堆放高度不得超過10 cm，控制烘箱內(nèi)溫度為200 ℃，硫化240 min。

（5）清洗干燥，外觀檢驗

將步驟（4）二次硫化得到的橡膠護套裝入清洗袋內(nèi)，放入水溫為10℃的清洗機內(nèi)清洗3 min，然后將橡膠護套置于烘干機內(nèi)烘干2 min，最后將橡膠護套送檢驗工序，進行100%外觀檢驗。

圖3 火花塞護套塑料件示意圖

3 火花塞護套尼龍塑料件的制作

圖3尼龍塑料件的第一骨架段b和第三骨架段d的內(nèi)徑為14 mm。尼龍塑料件第一骨架段b、第二骨架段c和第三骨架段d的長度分別為30 mm、5 mm、22 mm 。所述的尼龍塑料件由如下重量百分比的組分組成：

尼龍66 66%

玻璃纖維 30%

色母 4%

其中，尼龍66化學(xué)名稱為聚己二酰己二胺；

玻璃纖維為無機纖維，具有不燃性、耐化學(xué)性佳、吸水性小、尺度安定性、耐熱性均佳、便于加工，配方中增加玻璃纖維是為了增強尼龍塑料件的強度，使尼龍塑料件伸長小、彈性系數(shù)高，剛性佳、彈性限度內(nèi)伸長量大且拉伸強度高，吸收沖擊能量大；色母是起到了改變橡膠顏色的作用。

采用上述組分及其百分比含量的尼龍塑料件，其制備方法如下：

（1）烘干

將尼龍66、玻璃纖維和色母按所述比例混合，在120℃條件下，將混合料置于烘干機內(nèi)烘干4 h。

（2）成型

將步驟（1）烘干后的混合料，在溫度為270℃的澆注機內(nèi)液化后，立即注入模具型腔內(nèi)， 100℃加熱條件下，熱塑成型30 s后，即得到尼龍骨架。

（3）修邊、檢驗

對成型后的尼龍塑料件進行修除飛邊及檢驗處理。

4 火花塞護套的組裝過程

火花塞護套的組裝過程如圖4所示。

（1）將制備的尼龍塑料件置于防錯工裝4上，防錯工裝為機加工而成，起到防止骨架裝反的作用，其尺寸是按照塑料件外觀尺寸的1.1倍加工。

（2）調(diào)節(jié)拉桿伸縮控制手柄1控制拉桿2，從靠近防裝錯工裝第一工裝段的一端穿過尼龍塑料件內(nèi)孔，將拉桿一端的繩套3連接于橡膠護套的第一護套段a。

（3）調(diào)節(jié)拉桿伸縮控制手柄控制拉桿收縮，繩套拉動第一護套段a進而帶動整個橡膠護套通過尼龍塑料件內(nèi)孔，使得尼龍塑料件準(zhǔn)確套合于橡膠護套上。在實際操作中，第一護套段a通過尼龍骨架內(nèi)孔的壓縮量為30%。

圖4 組裝過程示意圖

（4）解開繩套，將火花塞防電壓擊穿保護件從防裝錯工裝上取下，便完成了火花塞防電壓擊穿保護件的組裝操作。

通過如上裝置，可有效杜絕尼龍塑料件裝反的缺陷：由于尼龍塑料件的第一骨架段b和第三骨架段d的長度尺寸分別為30 mm、22 mm，正常安裝后的狀態(tài)為圖1所示（第三骨架段d靠近橡膠護套段部位a），如果一旦尼龍塑料件裝反（第一骨架段b靠近橡膠護套段部位a），又由于尼龍塑料件內(nèi)徑（14 mm）小于橡膠護套段部位a直徑尺寸（18 mm），再想將尼龍塑料件取出，便會很難做到，這將會直接導(dǎo)致整個防電擊穿火花塞護套的報廢，給生產(chǎn)帶來損失，更嚴(yán)重的是，若在發(fā)動機組裝過程中沒有及時發(fā)現(xiàn)尼龍骨架裝反的問題，將不合格的防電擊穿火花塞護套安裝于汽車發(fā)動機火花塞上，在后續(xù)對火花塞的外觀檢驗過程中便容易對此問題漏檢，這將直接對所生產(chǎn)汽車的發(fā)動性能產(chǎn)生重大影響。同時，該裝置在很大的程度上也提高了安裝效率，使手工安裝得以施放。

（R-03）

TQ336.42

1009-797X（2015）23-0030-03

B

10.13520/j.cnki.rpte.2015.23.008

魏二樓，男，大專，主要從事汽車行業(yè)橡膠密封圈的質(zhì)量管理工作。

2015-08-03