一种用于伺服机构球形蓄压器的胶囊组件及其成型模具和成型方法与流程

本发明涉及一种用于伺服机构球形蓄压器的胶囊组件及其成型模具和成型方法，属于伺服机构蓄压器技术领域，主要为一种应用于航天运载及武器伺服机构球型蓄压器用球型胶囊组合模具的结构设计技术及加工成型技术；包括伺服机构球型蓄压器用球型胶囊成型模具结构设计技术、制品加工成型技术、模具用材料选择、确定及处理技术。

背景技术

目前航天运载及武器系统伺服机构蓄压期均采用活塞式蓄压器的结构形式，活塞式蓄压器由于采用密封圈结构，保压时间短、泄流量小、放泄缓慢、需要不断进行补气，此外活塞式蓄压器的体积庞大、重量大，不利于现有航天运载及武器系统的小型化和轻型化设计，且保压压力低，容易泄露。

技术实现要素：

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种用于伺服机构球形蓄压器的胶囊组件及其成型模具和成型方法，该胶囊组件用于伺服机构球形蓄压器，具有泄流量大、启动迅速、质量轻、可靠性高，一次充气保压时间长及寿命长等优点。

本发明的技术解决方案是：

一种用于伺服机构球形蓄压器的胶囊组件，包括球形胶囊、金属骨架和钢丝，其中球形胶囊为一端开口的球形结构，所述球形结构的顶端开有与金属骨架结构相匹配的凹槽，金属骨架嵌入所述凹槽中并与凹槽紧密配合，所述球形胶囊的内棱壁上设置有环形凸起，当球形胶囊装入伺服机构蓄压器的球形腔体内后，将钢丝缠绕在球形胶囊的内棱壁上；所述球形胶囊为橡胶材料。

在上述用于伺服机构球形蓄压器的胶囊组件中，球形胶囊中间部位至顶端的壁厚逐渐减小，中间部位至开口端的壁厚为均匀壁厚；

在上述用于伺服机构球形蓄压器的胶囊组件中，球形胶囊中间部位至顶端的壁厚由2.5mm均匀减小至2mm；所述中间部位至开口端的壁厚为3-5mm；

在上述用于伺服机构球形蓄压器的胶囊组件中，环形凸起所在平面过球形胶囊的球心；

在上述用于伺服机构球形蓄压器的胶囊组件中，球形胶囊的橡胶材料为氯醇橡胶、丁腈橡胶或丁基橡胶；

在上述用于伺服机构球形蓄压器的胶囊组件中，金属骨架为哑铃形状，金属骨架的顶端开有工艺孔，用于固定；

在上述用于伺服机构球形蓄压器的胶囊组件中，钢丝缠绕在球形胶囊的内棱壁上3～5圈；

在上述用于伺服机构球形蓄压器的胶囊组件中，金属骨架嵌入球形胶囊顶端的凹槽中并通过粘接胶与凹槽紧密配合，成为一体化结构，所述金属骨架为不锈钢材料制备；

在上述用于伺服机构球形蓄压器的胶囊组件中，金属骨架嵌入球形胶囊顶端的凹槽中并通过开姆洛克250粘接在凹槽内。

在上述用于伺服机构球形蓄压器的胶囊组件中，钢丝的材料为碳钢材料，钢丝的两端为紫铜材料；

一种用于伺服机构球形蓄压器的胶囊组件的成型模具，该成型模具包括成型阴模、成型阳模、芯柱、螺钉堵丝和压胶盖；成型阴模包括下模板、中模和上模；

所述的芯柱包括上面的圆锥和下面的圆柱，圆锥部分带有一侧孔，芯柱中心带有通孔，圆锥顶端的直径小，圆锥底端的直径大，圆柱的直径小于圆锥底端的直径；圆锥部分的侧孔用于在注胶过程中排气用；

所述的下模板上带有凹槽，芯柱的圆柱部分嵌入到下模板的凹槽中，且芯柱的圆柱部分与下模板的凹槽相匹配且为过盈配合；

所述的螺钉堵丝包括上面部分的小圆柱、中间部分的圆锥和下面部分的圆柱，上面部分的小圆柱和下面部分的圆柱通过中间部分的圆锥过渡连接；下面部分的圆柱带有外螺纹；螺钉堵丝位于芯柱上方；

所述的成型阳模也就是球芯，球芯内有镂空部分，镂空部分一部分带有内螺纹与螺钉堵丝相匹配，镂空部分的另一部分与芯柱的圆锥部分相匹配；

球型胶囊球心以上的部分为上模；

上模的顶端带有注胶腔，上模的底端中心位置(也就是成型阳模的顶端)开有螺钉通孔，螺钉通孔用于安装金属骨架，螺钉通孔的两侧各开有一注胶通孔，两侧的注胶通孔通孔用于注胶；

所述的压胶盖用于注胶时压紧胶液，使胶液通过注胶通孔流入到成型阴模和成型阳模之间的型面中形成胶囊。

一种用于伺服机构球形蓄压器的胶囊组件的成型方法，该方法的步骤包括：

(1)将中模放置到下模板上，将芯柱安装到下模板上，芯柱底端的圆柱与下模板为过盈配合连接；

(2)将螺钉堵丝通过外螺纹拧入到球芯中，并将带有螺钉堵丝的球芯安装到芯柱的上方；

(3)将上模安装到中模的上方，至此上模、中模和下模板形成胶囊的成型阴模；

(4)在上模的注胶腔内放入胶坯，然后使用压胶盖施加压力使胶坯通过注胶通孔注入到成型阴模和成型阳模之间的型面中，胶坯硫化成型后，形成胶囊；

(5)打开压胶盖，将上模从下模板上取下，将下模板、芯柱与中模分离，再将中模取下，最后将螺钉堵丝从球芯内取下；

(6)将气嘴拧入到步骤(5)中剩余部分中球芯的内螺纹中，打入气压0.1-0.5mpa，气压将球形胶囊涨大并吹离球芯，得到球形胶囊组件产品。

本发明与现有技术相比具有如下有益效果：

(1)本发明针对伺服机构球形蓄压器设计了特殊结构的球形胶囊组件，即球型金属-橡胶胶囊组件(球型胶囊、弹簧缠绕钢丝)设计结构，球形胶囊组件由球形胶囊、金属骨架和弹簧缠绕钢丝组成，该球形胶囊组件用于伺服机构球形蓄压器，具有泄流量大、启动迅速、质量轻、可靠性高，一次充气保压时间长及寿命长等优点；

(2)本发明的球型胶囊结构的上半部设计为均匀过渡(由厚到薄)结构形式，改进了胶囊结构的受力弯曲状况，从结构上延长和改善了胶囊使用寿命；下半部设计为均匀厚度，起到了固定支撑和辅助密封的作用；球形胶囊开口端密封结构基本为法兰式静密封，通过确定密封压缩量，拧紧螺栓数量、规格和装配力矩值，满足了静压(8mpa)气密密封、动压(0～21mpa、14～21mpa)密封的设计技术要求；

(3)本发明的球型胶囊结构顶部设计增加的金属结构工艺件，从结构上完善了胶囊的使用功能，进一步延长了胶囊动态屈挠工作使用寿命；

(4)本发明的球型胶囊内棱壁设计增加弹簧缠绕钢丝结构，进一步完善了胶囊的使用功能，保证了胶囊在动态工作过程中上半部翻转自如，下半部固定支撑不动及辅助密封。从结构上进一步避免了胶囊内少量气体沿口部、胶囊下半部外表面和壳体之间渗入油中而产生“气穴”；或少量油从反方向渗入口部至气腔中；

(5)本发明所采用金属-氯醇橡胶胶粘剂为胶粘剂(开姆洛克250)，在航天运载等型号上首次应用，有很强的针对性，使用效果良好，替换了原国产普遍使用的“列克钠”胶粘剂，以此，也开创了开姆洛克系列胶粘剂普遍应用于航天型号上的先例。

(6)本发明采用胶囊试验件动、静密封性能试验表明：其胶囊在装入伺服机构蓄压器时，满足了伺服机构典、寿试试验要求及多发、多批次飞行试验考核要求；用于伺服机构球形蓄压器的胶囊组件可以达到如下指标：

(7)本发明涉及一种用于伺服机构球形蓄压器的胶囊组件，该胶囊组件包括球形胶囊、金属骨架和钢丝，其中球形胶囊为一端开口的球形结构，所述球形结构的顶端开有与金属骨架结构相匹配的凹槽，金属骨架嵌入所述凹槽中并与凹槽紧密配合，所述球形胶囊的内棱壁上设置有环形凸起，当球形胶囊装入伺服机构蓄压器的球形腔体内后，将钢丝缠绕在球形胶囊的内棱壁上；所述球形胶囊为橡胶材料，且球形胶囊中间部位至顶端的壁厚逐渐减小，中间部位至开口端的壁厚为均匀壁厚，该胶囊组件用于伺服机构球形蓄压器，具有泄流量大、启动迅速、质量轻、可靠性高，一次充气保压时间长及寿命长等优点。硬度(shorea)75±5；拉伸强度≥12mpa；拉断伸长率≥250％；拉断永久变形≤8％。

(8)本发明的胶囊模具又为注、模压组合模具，分离面、接触面及配合面很多，因此为确保球型胶囊内外表面质量能够保持长久最佳状态及模具良好使用状态(耐腐蚀)的长久性、结构形状配合的一致性，首先对模具表面进行了“氮化处理”以提高硬度，氮化层厚度：5mm；然后对与胶囊内、外表面接触的成型壳体、球体表面进行了镀硬洛抛光处理；由于球型胶囊为“金属件-橡胶”复合结构，为确保金属件在硫化过程中能够完整的与球型胶囊结喉轮廓构成一个整体，在模具的上模注胶腔底部中间部位设计增加了通口及工艺螺钉件(m4、长5mm)，以在装模前先固定住金属件；由于胶囊为球型结构，“口部小肚子大”，为确保胶囊能够从球体上完好脱出，金属阳模球体内部设计增加了一个带螺纹的工艺通孔和金属堵丝。这样就能保证在注胶的过程中和硫化成型时避免有余胶流入球体内，而同时又能够在胶囊硫化完成后，将工艺金属堵丝卸下，接入气嘴，打压充气，胶囊口部胀大后，完整地将胶囊从金属阳模球体上脱出、吹下。

(9)由于球型胶囊在装入伺服机构球型蓄压器后，使用过程中，上半部(分离面处至顶部)为动密封，下半部为静密封，依据胶囊的使用功能、性能及不同规格，通过设计改变模具金属阳模球芯结构轮廓，可以加工成不同规格，使用功能的胶囊成型模具；

(10由于该球型胶囊组合模具为注压、模压模具，注胶时时间比较短而压胶时，保压时间比较长且压力(应力：20mpa)很高，为确保模具长时间在高温(155℃、45min)下反复使用，而不发生变形，从而影响球型胶囊结构轮廓形状尺寸，因此模具用材料主要选择了两种，前期主要为“45号钢”后期及现在使用的为“40cr”金属材料。用“45号纲”材料加工球型胶囊模具，加工难度高且表面“氮化”效果差，只能淬火、调质(hrc：35～38)。经反复长期使用后模具配合面、分离面处容易发生变形，难于启模且使用一段时间后压制的胶囊产品还有微小的变形。用“40cr”金属材料加工的球型胶囊模具则易于加工锻造，“氮化”效果好，表面渗氮处理后氮化层能到5mm以上。保证了球型胶囊产品长期大批量生产的合格率。用“40cr”金属材料加工制造的球型胶囊模具满足了型号配套长时间大批量生产的需要，延长了球型胶囊模具的使用寿命，也降低了加工成本。用上述球型胶囊组合模具成型加工制造的ф95、ф120球型胶囊产品符合图样“mf302-017”、“4k17-21a/01-10-10”的设计技术要求和验收技术条件要求并最终满足了运载及武器型号伺服机构球型蓄压器的特殊使用功能和性能要求。

用于运载伺服机构球型蓄压器的球型胶囊制品的加工制造成形工艺方法，包括如下步骤：

(1)将h型二元共聚氯醇橡胶进行塑炼，塑炼均匀后依次加入活化剂、补强填料、防老剂，最后加复合硫化剂，薄通3-5次；

(2)打三角包2-4次，出片，停放24小时；

(3)将停放好胶料，制成圆柱型毛坯，称重：145g，然后放入模具中(图1)在200吨真空硫化机中进行硫化，硫化条件：硫化温度：155℃；硫化时间：40min；硫化压力：20mpa；二次硫化时间：3h；二次硫化温度：150℃。

用于武器伺服机构蓄压器球型胶囊制品的加工制造成形工艺方法，包括如下步骤：

(1)将h型二元共聚氯醇橡胶与丁腈橡胶的共混物进行塑炼，塑炼均匀后，进行混炼，之后依次加入活化剂、补强填料、防老剂，最后加复合硫化剂，薄通3-5次；

(2)打三角包2-4次，出片，停放24小时；

(3)将停放好胶料，制成圆柱型毛坯，称重：145g，然后放入模具中在200吨真空硫化机中进行硫化，硫化条件：硫化温度：155℃；硫化时间：45min；硫化压力：20mpa；二次硫化时间：3h；二次硫化温度：154℃。

附图说明

图1为本发明的胶囊组件的结构示意图；

图2为本发明球形蓄压器胶囊典、寿试验系统原理图；

图3为本发明胶囊组件中球形胶囊充气张大原理图；

图4为本发明胶囊组件高强度保压试验系统图；

图5为本发明胶囊组件中钢丝结构示意图；

图6为本发明球形胶囊在伺服机构球形蓄压器中的装配示意图；

图7为本发明球形胶囊装配过程中憋油状态示意图1；

图8为本发明球形胶囊装配过程中憋油状态示意图2；

图9为本发明的成型模具的结构示意图；

图10为压胶盖的结构示意图；

图11为上模的结构示意图；

图12为中模的结构示意图；

图13为下模板的结构示意图；

图14为芯柱的结构示意图；

图15为球芯的结构示意图；

图16为螺钉堵丝的结构示意图。

具体实施方式

用于运载伺服机构球型蓄压器的球型胶囊制品，球型胶囊的结构轮廓：直径：ф95；胶囊上半部为均匀过度，由厚到薄(2.5～2mm)；顶部嵌入的金属件：直径：ф12。

球型胶囊的结构轮廓：直径：ф120；胶囊上半部为均匀过度，厚度：2.5mm；顶部嵌入的金属件：直径：ф13；下半部壁厚：4mm。

本发明分别用于运载及武器伺服机构球型蓄压器球型胶囊的加工成型工装模具，包括两种规格的典型球囊模具，其中一套成型工装模具为运载三级伺服机构球型蓄压器用球型胶囊设计加工制造；另外一套为武器二级伺服机构球型蓄压器用球型胶囊设计加工制造。两种设计加工成型的球型胶囊模具结构和球囊制品结构轮廓基本一致。具体规格分别为“ф95”、“ф120”；加工成型制造方法如下：

(1)将氯醇橡胶与丁腈橡胶的共混物进行塑炼，塑炼均匀后，进行混炼，之后依次加入活化剂、补强填料、防老剂，最后加复合硫化剂，薄通4次；

(2)打三角包2-4次，出片。下成圆柱状毛坯，称重。

本发明用于伺服机构球型蓄压器用球型胶囊制品的加工成型制造，包括球型胶囊1、金属骨架2，如图1，球型胶囊1为一端开口的球形结构，球型结构的顶端开有与金属骨架2结构相匹配的凹槽，金属骨架2嵌入凹槽中通过硫化压制并粘接与凹槽紧密配合，成为一体化结构，本实施例中采用开姆洛克250“金属—橡胶”粘合剂，骨架2为不锈钢材料制备，本实施例中为类似球型结构，金属骨架2顶端开有工艺孔，用于球型胶囊1在其硫化成型过程中与本发明模具2联接成型固定。

球型胶囊1中间部位至顶端的壁厚逐渐减小，本实施例中中间部位至顶端的壁厚由3mm均匀减小至2mm或为均匀壁厚2.5mm；中间部位至开口端的壁厚为均匀壁厚，本实施例中中间部位至开口端的壁厚为3-5mm。中间部位指球形胶囊1内过球心的横截面，即环形凸起4所在平面。

压胶盖、上模、中模、下模扳、芯柱、金属阳模、金属堵丝、所用的加工制造材料均为“40cr”。

打开压胶盖，先将涂好胶粘剂的金属骨架2通过上模腔工艺通孔用“m4-深5”的螺钉连接固定，然后将圆柱型胶坯装入上模腔内，再依次将各部分模具结构装配好，推入200吨抽真空平板硫化机中，进行硫化注压成型。经过一段时间的保压压制后，拉出模具，用工装打开压胶盖并分解各部分模具。将其中带有球型胶囊制品的金属阳模内的金属堵丝拧下并接入系统中打压将胶囊制品吹下。

球型胶囊1为橡胶材料制备，选用本发明上述两种配方的氯醇橡胶组合物。

在以下实施例中，拉伸强度、拉断伸长率、拉断永久变形按gb/头28测定；硬度shorea按gb/t531测定。

实施例1

氯醇胶生胶100份，硬脂酸1.5份，炭黑n53945份，四氧化三铅3份，促进剂na-222份，防老剂nbc1.5份，防老剂4010na3份，混炼均匀后停放1～2天，硫化、测试。

性能测试结果：

硬度shorea78；拉伸强度17mpa；拉断伸长率260％；拉断永久变形4.0％；压缩永久变形(100℃×48h,压缩30％)7.6％。

实施例2

氯醇胶生胶90份，丁腈橡胶10份，硬脂酸1.5份，炭黑n53945份，四氧化三铅3份，促进剂na-221.5份，防老剂nbc1.5份，防老剂4010na3份，dcp0.5份，防老剂4010na3份，混炼均匀后停放1～2天，硫化、测试。

性能测试结果：

硬度shorea80；拉伸强度20mpa；拉断伸长率256％；拉断永久变形2.0％。

利用上述两种典型胶料并采用本发明两种规格球型胶囊模具一次注、模压成型的尺寸(内径尺寸：ф95mm、ф120mm)的氯醇橡胶球型胶囊产品质量符合航天运载及导弹武器型号设计技术要求和使用功能要求。球型胶囊试验件先进行充气(0.1mpa)保压(10min)胀大试验；将胶囊口部装入密封试验夹具并接入图10试验系统中，充入胶囊0.1mpa氮气，胀大并初步检查胶囊是否有明显漏气及胶囊外观表面质量。

在此期间检查胶囊的气密性和外观，合格后采用此胶囊试验件进行的高强度保压试验、动态疲劳寿命试验情况及结果表明：其胶囊分别在充氮气(压力：8mpa、11.5mpa、12.5mpa)，高、低温(最高温度：150℃、最低温度：-35℃)，充放油压力循环(0～21mpa、16～21mpa)；充放油频率(0.2hz)的环境及最高充油压力33mpa(保压5min)的要求下，满足胶囊高强度保压及动态疲劳寿命最高10万次的试验要求。

球型胶囊产品装入伺服机构蓄压器后，进行典型(低温：-35℃、高温：150℃)试验；寿命试验。球型蓄压器用球型胶囊典、寿试验系统原理图。如图11所示

典型球型胶囊产品试验件高强度保压(充气压力：11.5mpa、油压压力：33mpa保压时间：5min)试验，试验系统图见图12，如图12所示为本发明组合工装模具硫化成型的胶囊产品试验件高强度保压试验系统图；将胶囊装入蓄压器壳体中并接入高强度保压试验系统中，充入油压35mpa，保压5min，在此过程中胶囊是否出现故障。

试验过程中未发生渗气、漏气和憋油现象。也远远满足伺服机构蓄压器胶囊实际工作要求(随机、累计实际动态工作次数：约932次)。

本发明主要为一种应用于航天运载及武器伺服机构球型蓄压器用球型胶囊组合模具的结构设计技术及加工成型技术；包括伺服机构球型蓄压器用球型胶囊成型模具结构设计技术、制品加工成型技术、模具用材料选择、确定及处理技术。伺服机构蓄压器球型胶囊组合模具结构的设计加工制造技术。该组合模具由8部分组成(见附图)。用本发明球型胶囊组合模具设计加工制造的球型胶囊模具满足了型号配套长时间反复大批量生产的特殊需要，延长了球型胶囊模具的使用寿命，也降低了加工成本。两种型号规格球型胶囊制品的合格率均在90％以上。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的描述：

如图1所示为本发明用于球形蓄压器的胶囊组件中球形胶囊结构示意图，本发明用于伺服机构球形蓄压器的胶囊组件，包括球形胶囊1、金属骨架2和钢丝，如图1球形胶囊1为一端开口的球形结构，球形结构的顶端开有与金属骨架2结构相匹配的凹槽，金属骨架2嵌入凹槽中通过硫化压制并粘接与凹槽紧密配合，成为一体化结构，本实施例中采用开姆洛克250金属作为粘接剂。金属骨架2为不锈钢材料制备，本实施例中为类似哑铃形结构，金属骨架2顶端开有工艺孔，用于球形胶囊1成型固定。

球形胶囊1中间部位至顶端的壁厚逐渐减小，本实施例中中间部位至顶端的壁厚由2.5mm均匀减小至2mm；中间部位至开口端的壁厚为均匀壁厚，本实施例中中间部位至开口端的壁厚为3-5mm。中间部位指球形胶囊1内过球心的横截面，即环形凸起4所在平面。

球形胶囊1的内棱壁上设置有环形凸起4，当球形胶囊1装入伺服机构蓄压器的球形腔体内后，将钢丝缠绕在球形胶囊1的内棱壁上；球形胶囊1为橡胶材料。通常环形凸起4位于球形胶囊1内部的中间部位，即环形凸起4所在平面过球形胶囊1的球心。

球形胶囊1为橡胶材料制备，橡胶材料可以选择氯醇橡胶、丁腈橡胶或丁基橡胶。

如图5所示为本发明胶囊组件中钢丝结构示意图，钢丝缠绕在球形胶囊1的内棱壁上3-5圈。钢丝的材料为碳钢材料，钢丝的两端为紫铜材料。

如图6所示为本发明球形胶囊在伺服机构球形蓄压器中的装配示意图，由图可知，首先将球形胶囊1压扁，装入伺服机构球形蓄压器的球形腔体中，使球形胶囊1的外表面与球形蓄压器的球形腔体的内表面紧密贴合，从球形胶囊1的开口端将钢丝缠绕在球形胶囊1内棱壁的环形凸起4的根部，将球形蓄压器的盖子从球形胶囊1的开口端盖紧，拧上螺栓，完成装配，其中金属骨架2顶在球形蓄压器壳体的通孔处，该通孔为进出油口。

如图7所示为本发明球形胶囊装配过程中憋油状态示意图1，由图可知，当一部分油在工作过程中留在了球形胶囊1的外表面与球形蓄压器的内表面之间，在金属骨架2一侧，造成球形胶囊1无法工作的情况。

如图8所示为本发明球形胶囊装配过程中憋油状态示意图2。由图可知，当一部分油在工作过程中留在了球形胶囊1的外表面与球形蓄压器的内表面之间，在金属骨架2两侧，造成球形胶囊1无法工作的情况。

本发明依据伺服机构球型蓄压器的内部结构轮廓设计了胶囊(见图1)的球型外部轮廓，以确保胶囊装入蓄压器后配合紧密贴合；蓄压器充气口一测(下半部)结构密封部位密封为法兰式静密封，根据其密封充气压力(8mpa)设计了胶囊口部结构、确定了口部密封压缩量(26～27％)、连接螺栓规格及数量；胶囊为汽、液隔离结构，动、静密封结构结合的制品。工作过程中需不断的膨胀压缩变形，冲油、放油。因此，从胶囊结构状态考虑，为使胶囊在高频率的工作过程中能够正常工作而不发生渗气、漏气和鳖油(见图7、图8)现象则将胶囊口部至胶囊中间部位(下半部：壁厚)设计为3-5mm(均匀)，以确保其贴紧蓄压器壳体内壁而不发生错移、翻转，保证其静密封状态；由于胶囊内棱壁中间部位至胶囊顶部(上半部：贴近进油口)在工作过程中需不断的膨胀压缩交变负荷和变形，冲油、放油，因此，将胶囊内中间部位至顶部壁厚设计为由厚到薄(均匀圆滑过度：2.5mm～2mm)。这样就从结构上确保了胶囊上半部易于复位并恢复变形；动密封部分能够正常工作而不发生憋油现象。

由于胶囊内中间部位至胶囊顶部为动密封，在动态工作时需不断的充、放油，屈挠反复，激烈碰撞进、出油孔壁，因此，胶囊顶部贴近进出油口部位是柔软橡胶，则在往返(充、放油)几次后造成煎切、脱落。所以为确保胶囊能长时间屈挠工作，设计增加了金属结构工艺件。进出油孔为圆型口，金属结构工艺件也设计为圆型结构，顶部漏出金属的圆弧型表面在放油后，贴近壳体进、出油口时恰好能够被完全堵住、覆盖。这样就进一步确保了胶囊动密封部分能够长时间(高、低温)屈挠工作而不发生漏气和憋油现象。

由于胶囊中间部位至顶部为动密封结构状态(上半部)，中间部位至口部为静密封结构状态(下半部)，因此为进一步确保胶囊上半部膨胀压缩动态工作自如，下半部固定支撑、辅助密封而不发生措移、翻转。则在胶囊内棱壁的根部设计增加了弹簧缠绕钢丝(图5)。

由于胶囊为金属-氯醇橡胶复合结构，其工作环境和工况条件极端恶劣，为确保胶囊能长久工作且可靠性高，在工作过程中不发生金属件脱粘和脱落现象。选择进口胶粘剂(美国、开姆洛克ch250)有针对性的进行粘接，以代替传统国产胶粘剂列克钠。

在以下实施例中，拉伸强度、拉断伸长率、拉断永久变形参照gb/t628测定；硬度shorea参照gb/t531测定；胶囊结构形状尺寸按“mf302-017”图样要求进行检测；弹簧缠绕钢丝结构形状按：“mf406-009”图样要求进行检测；弹簧缠绕钢丝装配按“mf406-009”图样要求进行。ф95mm胶囊试验方案自定。

上述的胶囊组件是通过如下模具和方法进行制备的：

如图9-16所示，一种用于伺服机构球形蓄压器的胶囊组件的成型模具，该成型模具包括成型阴模、成型阳模21、芯柱22、螺钉堵丝23和压胶盖24；成型阴模包括下模板11、中模12和上模13；

所述的芯柱22包括上面的圆锥221和下面的圆柱222，圆锥221部分带有一侧孔2211，芯柱22中心带有通孔223，圆锥221顶端的直径小，圆锥221底端的直径大，圆柱222的直径小于圆锥221底端的直径；圆锥221部分的侧孔2211用于在注胶过程中排气用；

所述的下模板11上带有凹槽，芯柱22的圆柱部分嵌入到下模板11的凹槽中，且芯柱22的圆柱部分与下模板11的凹槽相匹配且为过盈配合；

所述的螺钉堵丝23包括上面部分的小圆柱231、中间部分的圆锥232和下面部分的圆柱233，上面部分的小圆柱231和下面部分的圆柱233通过中间部分的圆锥232过渡连接；下面部分的圆柱233带有外螺纹；螺钉堵丝23位于芯柱22上方；

所述的成型阳模21也就是球芯，球芯内有镂空部分，镂空部分一部分带有内螺纹与螺钉堵丝23相匹配，镂空部分的另一部分与芯柱22的圆锥部分相匹配；

球型胶囊球心以上的部分为上模13；

上模13的顶端带有注胶腔，上模13的底端中心位置(也就是成型阳模的顶端)开有螺钉通孔，螺钉通孔用于安装金属骨架，螺钉通孔的两侧各开有一注胶通孔，两侧的注胶通孔用于注胶；

所述的压胶盖24用于注胶时压紧胶液，使胶液通过注胶通孔流入到成型阴模和成型阳模之间的型面中形成胶囊。

一种用于伺服机构球形蓄压器的胶囊组件的成型方法，该方法的步骤包括：

(1)将中模12放置到下模板11上，将芯柱22安装到下模板11上，芯柱22底端的圆柱与下模板11为过盈配合连接；

(2)将螺钉堵丝23通过外螺纹拧入到球芯中，并将带有螺钉堵丝的球芯安装到芯柱22的上方；

(3)将上模13安装到中模12的上方，至此上模13、中模12和下模板11形成胶囊的成型阴模；

(4)在上模13的注胶腔内放入胶坯，然后使用压胶盖24施加压力使胶坯通过注胶通孔注入到成型阴模和成型阳模之间的型面中，胶坯硫化成型后，形成胶囊；

(5)打开压胶盖24，将上模13从下模板11上取下，将下模板11、芯柱22与中模12分离，再将中模12取下，最后将螺钉堵丝23从球芯内取下；

(6)将气嘴拧入到步骤(5)中剩余部分中球芯的内螺纹中，打入气压0.1-0.5mpa，气压将球形胶囊涨大并吹离球芯，得到球形胶囊组件产品。

实施例1

1号球形胶囊及弹簧缠绕钢丝，测试、检查、模拟试验。

胶囊组件(胶囊、弹簧缠绕钢丝)产品结构形状尺寸及性能测试(胶囊制品上裁样)结果：

硬度shorea76；拉伸强度17mpa；拉断伸长率260％；拉断永久变形4.0％；

胶囊产品充气(0.1mpa)涨大保压(10min)试验，试验系统图见图3，如图3所示为本发明胶囊组件中球形胶囊充气张大原理图；

将胶囊口部装入密封试验夹具并接入试验系统中，充入胶囊0.1mpa氮气，胀大并初步检查胶囊是否有明显漏气及胶囊外观表面质量。

结果：

未发生漏气现象，满足其气密密封要求，外观质量未有明显缺陷。

胶囊组件(胶囊、弹簧缠绕纲丝)产品高强度保压(充气压力：11.5mpa、油压压力：33mpa保压时间：5min)试验，试验系统图见图4，如图4所示为本发明胶囊组件高强度保压试验系统图；将胶囊装入蓄压器壳体中并接入高强度保压试验系统中，充入油压35mpa，保压5min，在此过程中胶囊是否出现故障。

结果：

试验过程中、试验后未发生漏气和憋油现象。

胶囊组件(胶囊、弹簧缠绕钢丝)产品装入伺服机构蓄压器后，典型(低温：-35℃、高温：150℃)试验、寿命(类计工作100小时)试验结果：

试验过程中、试验后未发生渗气、漏气和憋油现象

实施例2

2号胶囊及弹簧缠绕钢丝，测试、检查、模拟试验。

胶囊组件(胶囊、弹簧缠绕钢丝)产品结构形状尺寸及性能测试(胶囊制品上裁样)结果：

硬度shorea77；拉伸强度18mpa；拉断伸长率255％；拉断永久变形3.0％；

胶囊产品充气(0.1mpa)涨大保压(10min)试验(试验系统图：见图4)结果：

未发生漏气现象，满足其气密密封要求。

胶囊组件(胶囊、弹簧缠绕纲丝)产品高强度保压(充气压力：11.5mpa、油压压力：33mpa保压时间：5min)试验(试验系统图：见图3)结果：

试验过程中、试验后均未发生漏气和憋油现象。

胶囊组件(胶囊、弹簧缠绕钢丝)产品装入伺服机构蓄压器后，典型(低温：-35℃、高温：150℃)试验，试验系统图见图2，如图2所示为本发明球形蓄压器胶囊典、寿试验系统原理图，

寿命(类计工作100小时)试验(试验系统图见图2)

结果：

试验过程中、试验后均未发生渗气、漏气和憋油现象

利用该球形胶囊1采用一次注、模压成型的尺寸(内径尺寸：ф95mmmm)氯醇橡胶胶囊产品质量符合航天运载及导弹武器型号设计要求和使用要求，采用其胶囊组件试验件进行的胶囊涨大试验、高强度保压试验、随伺服机构典、寿试验及模拟疲劳寿命试验表明：其直径规格的胶囊组件试验件，满足最高工作疲劳寿命试验(试验系统图：见图2)累计屈挠10万次的要求。也远远满足伺服机构整机类计100小时的工作要求。

以上所述，仅为本发明最佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

本发明说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员的公知技术。