CN108182931A - 一种提高弯张换能器可靠性的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高弯张换能器可靠性的方法，属于水声密封领域。所述方法包括：对所述弯张换能器的上密封端盖与上密封圈接触的第一接触面喷涂预定涂层，所述预定涂层用于降低所述上密封端盖与所述上密封圈之间的摩擦系数；对所述弯张换能器的下密封端盖与下密封圈接触的第二接触面喷涂所述预定涂层，所述预定涂层用于降低所述下密封端盖与所述下密封圈之间的摩擦系数；将喷涂后的上密封端盖和下密封端盖装配至所述弯张换能器上。本发明解决了密封圈与密封端盖界面发生摩擦使得密封圈磨损并加剧老化导致密封失效的问题，达到了减少密封圈磨损程度，提高弯张换能器可靠性的效果。

Description

一种提高弯张换能器可靠性的方法

技术领域

本发明涉及水声密封领域，特别涉及一种提高弯张换能器可靠性的方法。

背景技术

弯张换能器是一种广泛应用于低频、大功率水声探测领域的发射型换能器，其利用纵向振子振动激发具有振幅放大效应的壳体来产生弯曲振动。为了增大体积位移输出、实现大功率辐射，壳体不能受上下两个密封端盖钳制，壳体与密封端盖之间必须存在极少的间隙。

目前的弯张换能器所用的密封技术主要是通过在壳体上下两个凹槽内放置密封圈，并通过螺帽、螺柱和柱子控制上下两个密封盖的距离，使得密封圈被压缩，且壳体不会因为密封圈压缩量大而被钳制住来实现水密。在工作时，壳体不断地伸缩弯曲振动，密封圈也发生相应的位移，密封圈与密封端盖界面发生摩擦，随着时间的推移，密封圈逐渐磨损并加剧老化，从而导致密封失效，弯张换能器的可靠性和寿命降低。

若要降低密封圈的磨损，需要降低弯张换能器的功率，使得壳体弯曲振动幅度变小，振动频率降低，或者需要直接让弯张换能器不工作，因此这种降低磨损的方式会影响弯张换能器的使用性能。

发明内容

本发明实施例提供了一种提高弯张换能器可靠性的方法。所述技术方案如下：

第一方面，提供了一种提高弯张换能器可靠性的方法，所述方法包括：

对所述弯张换能器的上密封端盖与上密封圈接触的第一接触面喷涂预定涂层，所述预定涂层用于降低所述上密封端盖与所述上密封圈之间的摩擦系数；

对所述弯张换能器的下密封端盖与下密封圈接触的第二接触面喷涂所述预定涂层，所述预定涂层用于降低所述下密封端盖与所述下密封圈之间的摩擦系数；

将喷涂后的上密封端盖和下密封端盖装配至所述弯张换能器上。

可选的，所述预定涂层是陶瓷涂层或特氟龙涂层中的一种。

可选的，所述预定涂层是陶瓷涂层和特氟龙涂层，所述陶瓷涂层喷涂在所述第一接触面和所述第二接触面上，所述特氟龙涂层喷涂在所述陶瓷涂层上。

可选的，所述陶瓷涂层和所述特氟龙涂层的喷涂面积和喷涂位置相同。

可选的，所述方法还包括：

根据所述上密封圈在所述上密封端盖上的运动区域确定所述第一接触面的喷涂位置；

根据所述下密封圈在所述下密封端盖上的运动区域确定所述第二接触面的喷涂位置。

可选的，所述第一接触面的喷涂面积和所述第二接触面的喷涂面积与所述弯张换能器的大小相关。

可选的，所述预定涂层是使用热喷涂技术进行喷涂的。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过对上密封端盖与上密封圈接触的第一接触面以及对下密封端盖与下密封圈接触的第二接触面喷涂能够降低摩擦系数的预定涂层，将喷涂后的上密封端盖和下密封端盖进行装配，使得密封圈与上下密封端盖之间的摩擦系数保持在较低的范围内，减少密封圈的磨损程度，从而提高弯张换能器的密封可靠性，并且该方法操作简单、成本低廉，提高弯张换能器的密封可靠性，延长使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一个示例性实施例示出的一种提高弯张换能器可靠性的方法的流程图；

图2是本发明一个示例性实施例示出的一种喷涂位置的示意图；

图3是本发明一个示例性实施例示出的一种弯张换能器的装配结构图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图1是本发明一示例性实施例示出的一种提高弯张换能器可靠性的方法的流程图，如图1所示，该方法可以包括：

步骤110，对弯张换能器的上密封端盖与上密封圈接触的第一接触面喷涂预定涂层，预定涂层用于降低上密封端盖与上密封圈之间的摩擦系数。

弯张换能器的壳体的上下两个截面处设置有凹槽，上密封圈与下密封圈被放置在凹槽中，壳体与上密封端盖和下密封端盖在通过螺柱和旋紧螺帽固定装配之后，上密封端盖与上密封圈接触，下密封端盖与下密封圈接触，密封圈被压缩之后将上下密封端盖与壳体之间的间隙填满，从而起到密封效果。

在实际情况中，上密封端盖和下密封端盖的材质为不锈钢，上密封圈与下密封圈的材质为橡胶，通常不锈钢对橡胶在润滑剂的条件下的摩擦系数为0.65~0.8。

可选的，预定涂层是陶瓷涂层或特氟龙涂层中的一种。

陶瓷涂层的摩擦系数为0.01~0.22，特氟龙涂层的摩擦系数为0.05~0.2。因此，使用陶瓷涂层或特氟龙涂层可以降低摩擦系数。

陶瓷材料具有离子键或共价键结构，键能高，原子间结合力强，表面自由能低，因此陶瓷材料熔点高、刚度高、化学稳定性好、绝缘绝热能力强、热膨胀系数小、摩擦系数小。因此在密封端盖上喷涂陶瓷材料可以降低机械磨损。

特氟龙材料具有较低的摩擦系数，还具备不沾、耐磨、防静电、自润滑、防腐等特点。特氟龙涂料是以聚四氟乙烯为基体树脂的氟涂料，是一种高性能涂料，结合了耐热性、化学惰性和优异的绝缘性以及低摩擦性。特氟龙涂层具体包括以下特性：1、不粘性：几乎所有物质都不与特氟龙涂料粘合，即使很薄的膜也具有良好的不粘附性能；2、耐热性：特氟龙涂层具有优良的耐热和耐低温特性，短时间可耐高温到300℃，一般在240℃~260℃之间可连续使用，具有显著的热稳定性，还可以在冷冻温度下工作而不脆化，在高温下不熔化；3、滑动性：特氟龙涂层有较低的摩擦系数，负载滑动时摩擦系数发生变化，但数值通常在0.05~0.15之间；4、抗湿性：特氟龙涂层表面不沾水和油质，生产操作时也不易沾溶液，若粘有少量污垢，简单擦拭即可清除，使得停机时间短，节省工作时间并提高工作效率；5、耐磨损性：在高负载下，特氟龙涂层具有优良的耐磨性能，在一定的负载下，具备耐磨性和不粘附的双重优点。

陶瓷涂层和特氟龙涂层可以只喷涂其中一种，但为了更好的效果，可以两种涂层都喷涂，以起到双重保护的效果。

可选的，预定涂层是陶瓷涂层和特氟龙涂层，陶瓷涂层喷涂在第一面接触和第二接触面上，特氟龙涂层喷涂在陶瓷涂层上。

喷涂的陶瓷涂层具有高硬度、高抗磨、低摩擦系数的特性，但是喷涂后的陶瓷涂层表面坑洼不平，在陶瓷涂层的表面再喷涂特氟龙涂层可以填充表面孔隙，形成复合涂层，提高了基材硬度，进一步降低特氟龙涂层与密封圈的摩擦系数，另外，在特氟龙涂层磨损到一定程度时，陶瓷涂层可以使密封圈与密封端盖之间的摩擦系数继续保持在较低的范围内，从而减少密封圈的磨损程度，更大程度上提高了弯张换能器的可靠性。

可选的，当喷涂陶瓷涂层和特氟龙涂层时，陶瓷涂层和特氟龙涂层的喷涂面积和喷涂位置相同。

可选的，预定涂层是使用热喷涂技术进行喷涂的。

可选的，在喷涂预定涂层之前，根据上密封圈在上密封端盖上的运动区域确定第一接触面的喷涂位置。

可选的，第一接触面的喷涂面积与弯张换能器的大小相关。

步骤120，对弯张换能器的下密封端盖与下密封圈接触的第二接触面喷涂预定涂层，预定涂层用于降低下密封端盖与下密封圈之间的摩擦系数。

可选的，在喷涂预定涂层之前，根据下密封圈在下密封端盖上的运动区域确定第二接触面的喷涂位置。

预定涂料可以喷涂在上密封端盖和下密封端盖与密封圈接触的那一面的完整平面上，但在实际应用中，密封圈在使用时可能会产生有限的运动区域，因此喷涂预定涂层时可以根据密封圈的运动区域确定预定涂层的喷涂位置。示例性的，预定涂层的喷涂位置请参见图2中的示意。如图2所示，上密封圈2在上密封端盖1上进行运动的区域为运动区域3，则在上密封端盖1与上密封圈2接触的界面中与运动区域3对应的位置喷涂预定涂层4。

可选的，第二接触面的喷涂面积与弯张换能器的大小相关。

步骤130，将喷涂后的上密封端盖和下密封端盖装配至弯张换能器上。

上密封端盖和下密封端盖在喷涂预定涂层后，按照弯张环能器原本的装配方式进行装配。请参见图3，其示例性地示出了弯张换能器的装配结构。如图3所示，弯张换能器的上密封端盖1在上密封圈2的运动区域喷涂预定涂层4，下密封端盖5在下密封圈6的运动区域喷涂预定涂层4，壳体7的上凹槽内放置上密封圈2，壳体7的下凹槽内放置下密封圈6，通过螺帽10、螺柱9和柱子8控制上密封端盖1和下密封端盖5之间的距离。

综上所述，本实施例中提供的提高弯张换能器可靠性的方法，通过对上密封端盖与上密封圈接触的第一接触面以及对下密封端盖与下密封圈接触的第二接触面喷涂能够降低摩擦系数的预定涂层，将喷涂后的上密封端盖和下密封端盖进行装配，使得密封圈与上下密封端盖之间的摩擦系数保持在较低的范围内，减少密封圈的磨损程度，从而提高弯张换能器的密封可靠性，并且该方法操作简单、成本低廉，提高弯张换能器的密封可靠性，延长使用寿命。

另外，通过先涂一层陶瓷涂层，然后涂一层特氟龙涂层，可以使得特氟龙涂层填充陶瓷涂层的表面孔隙，提高基材硬度，进一步降低上下密封端盖与密封圈之间的摩擦系数，并且在特氟龙涂层磨损到一定程度时，陶瓷涂层能够继续将摩擦系数保持在较低的范围内，以减少密封圈的磨损程度，更大程度上提高弯张换能器的密封可靠性。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含所指示的技术特征的数量。由此，限定的“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种提高弯张换能器可靠性的方法，其特征在于，所述方法包括：

对所述弯张换能器的上密封端盖与上密封圈接触的第一接触面喷涂预定涂层，所述预定涂层用于降低所述上密封端盖与所述上密封圈之间的摩擦系数；

对所述弯张换能器的下密封端盖与下密封圈接触的第二接触面喷涂所述预定涂层，所述预定涂层用于降低所述下密封端盖与所述下密封圈之间的摩擦系数；

将喷涂后的上密封端盖和下密封端盖装配至所述弯张换能器上。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预定涂层是陶瓷涂层或特氟龙涂层中的一种。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预定涂层是陶瓷涂层和特氟龙涂层，所述陶瓷涂层喷涂在所述第一接触面和所述第二接触面上，所述特氟龙涂层喷涂在所述陶瓷涂层上。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述陶瓷涂层和所述特氟龙涂层的喷涂面积和喷涂位置相同。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述上密封圈在所述上密封端盖上的运动区域确定所述第一接触面的喷涂位置；

根据所述下密封圈在所述下密封端盖上的运动区域确定所述第二接触面的喷涂位置。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一接触面的喷涂面积和所述第二接触面的喷涂面积与所述弯张换能器的大小相关。

7.根据权利要求1至6任一所述的方法，其特征在于，所述预定涂层是使用热喷涂技术进行喷涂的。