设计安装了导电密封条,近几年来,产品在生产流转及拆装过程中,经常出现导电密封条从密封槽中脱落的现象,影响产品的装配,在浸渍试验中也常常出现由于密封条的问题造成进水现象。可能会导致在使用过程中防水防潮性能不满足要求。
一、问题由来
以往为防止密封条脱落,工艺上采用涂硅胶类黏结剂的方式将密封条与密封槽黏结在一起,要求在密封条安装时,只允许在密封槽的间距较长的边、圆弧转角处以及密封条的接缝处点涂黏结剂,具体操作方式为:先用注射器将硅胶黏结剂均匀地涂在密封槽内需要的位置上,然后将密封条顺密封槽的走向填满密封槽,最后,在密封条的接缝处剪45°斜角,用硅胶黏结成为一体。由于硅胶黏结剂是不导电的,使用后会使导电密封条失去电磁密封的作用,影响设备性能。但如果不用黏接剂,密封条更容易脱落,影响生产。所以,导电密封条的装配结构和工艺急需进行改进。
二、调查与研究
导电密封条的主要特点是既能防水,又能屏蔽。一般来说,为了达到密封和屏蔽要求,最小的压缩量要大于10%。最合适的压缩量要根据密封条的不同结构来确定,范围可从实心结构10%~25%,空心结构20%~50%变化,空心结构可适当增大密封条的压缩量。
目前,公司生产线上在线的产品中,选用的导电密封条均为国外进口产品,其截面尺寸为2.3mm×2.3 mm,中间为实心,我们产品设计的密封槽尺寸为:槽宽2.52±0.05 mm,深1.6±0.05 mm,密封条与密封槽为间隙配合,且间隙略为偏大,经测算密封条的实际压缩量为23.8%。
通过对国外进口设备上的导电密封条及密封槽测量得知:其密封条截面尺寸为3.3mm×3.3mm,中间开孔尺寸Φ0.8mm;开槽尺寸为:槽宽3.26mm,深2.4mm,密封条与密封槽为过渡配合,稍稍有点过盈,这样可有效地防止密封条在无胶装配时发生脱落,经测算其密封条的实际压缩量为24.7%。另外,进口设备在密封槽的一侧(与硅橡胶接触的一侧)设计了几个小凸台,用于压紧密封条,可进一步防止密封条脱落,凸台宽、高尺寸为:2.3mm×0.4mm。其对比情况见表1。
三、方案设计与实施
通过上述调查与研究,我们决定对在线的产品,在对密封槽不作大的改动的前提下,增加多处槽内的小凸台;同时选用新的较大尺寸的空心密封条。其次,通过热融合技术将导电密封条做成粘接好整圈,使之有一定的張力,能填满密封槽。修改现有在线产品的密封槽,在槽内壁增加凸点,使密封条安装紧凑。
首先,通过调查我们对某产品后盖的铸造毛胚作了更改,修改了压铸模具,在安装密封条的槽内均匀对称的增加了6处宽2.3、高0.35的小凸台(如图1所示),经过修改的铸件在完成全部的机加工流程后,选取20个后盖进行密封条安装试验,在装配过程中并无点胶,并一直跟踪至装配,在整个生产流程中,密封条脱落的现象并未发生,可以证实加凸台的改进效果是显著的。
根据试验结果,立即对生产线上的所有后盖做了更改,应用于批次生产中,大大缓解了密封条易脱落的现象。
其次,尝试对现有的铸造加工零件的密封槽作改进。经过权衡,结合生产的情况,选取某产品遥控盒盖作为试验样品进行更改。在增加小凸台的同时,减小密封槽的宽度尺寸至2.3mm(如图2),但是模具的实际修改情况并不理想,密封槽的尺寸一致性不太好,其宽度尺寸在2.3mm到2.4mm之间,特别是在密封槽转弯处,槽宽尺寸仍有2.5mm,因为压铸模在经过多个批次的生产后,总会有一些变形,这些变形会影响到模具二次加工的精度,所以,要保证修改模具后整圈密封槽尺寸的均匀一致比较困难,在密封槽的局部位置总会出现超差现象。因此,在模具上修改(减小)密封槽尺寸的方式不可靠。
三是,重新设计选用新的空心密封条尺寸以适应现有的宽2.52mm的密封槽。根据在线产品上密封槽的实际尺寸,并参照进口产品的密封条的实际压缩量计算,调整新的导电密封条的截面尺寸为2.6 mm×2.2 mm,中间空心为Φ0.8mm,经测算这种密封条的压缩量为22.7%。
通过与密封条供应商联系,按新的尺寸将密封条做成整圈粘接好的样品,共有4家供应商提供了样品,这4种密封条在安装试验中都没有点胶,新的密封条与密封槽的装配间隙较小,两者之间连接紧密,不易脱落。项目组对样品做了各种测试,测试结果见表2,各型号密封条实物如图3~图6所示。
从表中的试验结果来看,1#和2#的密封条综合性能更好一些,可以进行下一步的验证,3#和4#密封条排除不再验证。
对1#和2#样品未粘接成整圈的密封条又分别作了对比安装试验,试验结果表明,粘接成为一体整圈密封条在安装过程中不能一次安装到位,需顺着密封槽的走向将密封条捋均匀后,来回装几次才能安装贴合好,但与原来涂胶、抹平、擦净的时间相比,还是更为节省。
四、测试结论及推广应用
将导电密封条安装到一部流水号产品中,经过厂电磁兼容室的检测,其相关指标并无明显变化,与原安装的进口导电密封条的测试结果基本一致,证明新的密封条在电磁性能上与原来并无较大的差异。然后对产品进行浸渍、淋雨等试验,结果满足要求。在拆装过程中也没出现密封条脱落的现象。
根据试验过程及结果,可以在以下几个方面推广应用:一是将所有在线产品压铸零件的密封槽增加小凸台;二是将1#和2#导电密封条密封条在产品上作小批量做验证,上线随产品走流程后再跟踪结果;三是新产品设计在外形尺寸允许的情况下,尽量选用与进口设备一致的密封槽及密封条。
参考文献
[1]韩钟剑,张娜.某战术数据链测试设备结构设计[J].舰船电子对抗,2016(2):115-121.
[2]蒋尚,张利清,卢阳.一种电子机箱的结构设计研究[J].电子机械工程,2016(3):15-18.
[3]马建章,高驰名.导电橡胶在电子设备密封设计中的应用[J].无线电工程,2015(6):74-77.
[4]胡岚.导电橡胶衬垫在光通信设备中的应用[J].轻工科技,2016(8):73-74.
[5]刘旭升.电磁干扰与电子通信设备机箱机柜的结构设计研究[J].通讯世界,2016(11):48-49.