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摘要：航空产品中密封根据工作条件及使用要求存在多种形式，其中传动部件经常用到的密封为密封胶、O形密封圈、磁力密封、皮碗等。本文通过对产品上应用的密封形式及实际应用过程中遇到的问题进行分析，总结出典型密封结构特点、密封失效可能引起的故障类型及故障的解决方案。
关键词：O形密封圈；磁力密封；皮碗
1.引言
密封装置用来防止工作介质（气体和液体）从机器和设备中泄露及防止外界灰尘和异物的侵入。
密封装置在航空机械中起到了举足轻重的作用，密封性能的好坏直接影响到整机的性能。密封装置的选择应根据密封部位的结构、工作条件及使用要求确定。
2.密封方式与设计要点
2.1 密封分类
密封可分为静密封和动密封两大类。根据密封结构的类型、密封机理、密封件形状和材料等，密封可按图1分类。
2.2 垫片密封
垫片密封是靠外力压紧垫片，使之产生弹塑性变形以填塞密封面上的不平，消除间隙而实现密封。常用的垫片材料有：橡胶、纸、皮革、石棉、塑料、金属等。
在设计密封垫的过程中，必须保证表征密封垫的性能的两个重要参数满足工作要求。这两个参数分别为最小有效压紧力设计值Y和垫片系数m。
垫片系数m是设计、选择密封垫的重要参数。保证密封的必要条件时：
σg ≧ mpi （1）
其中，σg——垫片上的实际压紧应力；pi——封严管道的内压密封垫的最小压紧压应力Y和垫片系数m必须同时满足：
Ag ≧ Ae pi /（Y- mpi） （2）
其中，Ag——垫片的受压面积；Ae——有效承压面积
这里的Ae和pi在使用条件下是给定的，而系数m和Y值可以在相关设计手册和密封垫产品样本中查到。
2.3 胶密封
密封胶可以直接涂抹在结合面上，由其产生的粘合力（或施以外力）将两结合面胶接在一起，从而堵塞泄露缝隙。密封胶也可以与垫片配合使用。
密封胶的选用，通常根据使用条件、密封件的材料和密封面状态、密封介质的种类、特性及涂抹工艺等要求综合考虑。
2.4 O型密封圈密封
O形密封圈利用安装沟槽产生预压缩而实现密封，在介质的压力作用下产生自紧作用而增强密封效果。O形密封圈既可以作为静密封，又可以作为动密封使用。压缩率是衡量O形密封圈密封的重要参数。在设计过程中一定要考虑密封圈的最小压缩率，它的值不能小于最小允许压缩率。最小压缩率计算参见HB/Z 4-1995。
2.5 磁力密封
磁力密封原理是利用磁力使两个工件间紧密贴合进而达到密封的作用。工作能力较高，工作可靠，磨损低，寿命长。目前，国外已由多种先进航空发动机的附件传动轴采用了磁力密封技术。
要选用磁力密封时需要注意几项关键技术问题。
1）零件的熔炼铸造，采用等轴晶铸造技术获得半定向晶材料的性能。
2）零件热处理，采用精密热处理电磁场热处理技术，提高材料性能和稳定性。
3）机加工，应该采用多道次反复，逐步提高精度，减少变形，防止开裂和崩伤现象。
4）涂层及其加工。
5）磁性能检测。
2.6 皮碗密封
皮碗又称唇型橡胶油封，其唇部密封接触面宽度很窄，在0.13～0.5mm之间。皮碗分为有骨架和无骨架、有弹簧和无弹簧结构。一般采用有骨架带箍紧弹簧结构，使唇部对轴具有较好的追随补偿性能，因此以较小的唇口径向力获得良好的密封效果。
唇口内径设计中应小于轴径，在轴装入后唇口扩张5～8%。弹簧弹力的选择取决于被密封介质的压差，但弹簧弹力取值和计算还缺少相应的设计依据，通常弹簧装入皮碗后应拉长3～4%。
3.工程应用
这节主要阐述上述密封装置在某型发附机匣实际工程应用过程中需要注意的事项。
3.1 垫密封与胶密封
石棉垫及乐泰587胶密封。应用过程中需要注意以下几点：
1）检查壳体结合面及密封垫，壳体结合面不应有贯穿的划道及较大的磕碰伤。密封垫不应有缺损。
2）用乐泰755清洗济对壳体结合面及密封垫进行清洗，除去结合面上的油污、水、灰尘等杂物，然后在室温下晾置（10～15）min。禁止用赤手接触除油后的胶接面。
3）在石棉垫上涂587密封胶时要保证涂抹的连续、均匀。
4）密封胶涂抹4h后方能进行后续不受力工作，机械加工、密封、流量和试车等受力工作须在涂胶固化8h后进行。
3.2 O形密封圈与皮碗
在装配O形密封圈及皮碗前首先检查装配胶圈处，引导部位应光滑圆顺、无毛刺。同时在装配前，应在配合部位（包括装配密封圈及皮碗的轴颈及相配合的孔径、胶圈槽）的全长涂上7014润滑脂。装配后检查胶圈应无扭曲。
皮碗在压装到安装座前，应先检查压装工具上与皮碗的接触处是否完好，压装好后检查皮碗是否装靠及倾斜，合格后装上弹簧。皮碗在装配到对应齿轮轴上时，应采用专用的引导及安装工装。
3.3 磁力密封
磁力密封装置对环境及装配质量有很严格的要求，装配过程中需要注意如下事项：
1）单独放在专用零件盒中。避免和其他硬物碰撞导致静环边角损失。
2）在装配全过程中不得与其他静环或铁磁性物质接触或接近（距离50mm内），远离强电磁场，以避免静环被磁化后失效。
3）静环表面如粘有杂物，可用胶带轻轻粘离。密封装置不能用汽油进行清洗，应用麂皮进行擦拭。
4.密封失效解决方案
密封的功能是阻止泄露。造成泄露的原因主要由两方面：一是密封面上有间隙；二是密封两侧有压力差。消除或减小任一因素都可以阻止或减小泄露。
4.1 O形密封圈失效
解决方案主要是：在装配过程中检查与O形密封圈的配合面尤其是胶圈槽的两边，及时清理毛刺及尖边；对于有可能接触到胶圈的止口倒角处增加倒圆及抛光要求；装配到安装部位前，检查7014润滑脂是否涂抹在配合部位的全长上，安装过程中尽量不倾斜。
4.2 皮碗失效
解决方案主要是：在装配过程中检查与皮碗的配合面及时清理毛刺及尖边；轴颈端面倒角处增加倒圆及抛光要求；应用专用引导及安装工装安装皮碗；结构允许时增加封严长度及紧度；对于尺寸相同，配合軸颈旋向不同的皮碗应用不同颜色加以区分，并且在装配现场设置警示图片。
4.3 磁力密封失效
磁力密封失效的主要原因是工作过程中磁力衰退。因为磁性元件都或多或少存在退磁问题，尤其是铝镍钴合金，矫顽力较低
目前解决方案是车间采购充磁机及配备磁力检测工装，每次装机前对磁力密封装置进行充磁并测磁力。
关键词：O形密封圈；磁力密封；皮碗
1.引言
密封装置用来防止工作介质（气体和液体）从机器和设备中泄露及防止外界灰尘和异物的侵入。
密封装置在航空机械中起到了举足轻重的作用，密封性能的好坏直接影响到整机的性能。密封装置的选择应根据密封部位的结构、工作条件及使用要求确定。
2.密封方式与设计要点
2.1 密封分类
密封可分为静密封和动密封两大类。根据密封结构的类型、密封机理、密封件形状和材料等，密封可按图1分类。
2.2 垫片密封
垫片密封是靠外力压紧垫片，使之产生弹塑性变形以填塞密封面上的不平，消除间隙而实现密封。常用的垫片材料有：橡胶、纸、皮革、石棉、塑料、金属等。
在设计密封垫的过程中，必须保证表征密封垫的性能的两个重要参数满足工作要求。这两个参数分别为最小有效压紧力设计值Y和垫片系数m。
垫片系数m是设计、选择密封垫的重要参数。保证密封的必要条件时：
σg ≧ mpi （1）
其中，σg——垫片上的实际压紧应力；pi——封严管道的内压密封垫的最小压紧压应力Y和垫片系数m必须同时满足：
Ag ≧ Ae pi /（Y- mpi） （2）
其中，Ag——垫片的受压面积；Ae——有效承压面积
这里的Ae和pi在使用条件下是给定的，而系数m和Y值可以在相关设计手册和密封垫产品样本中查到。
2.3 胶密封
密封胶可以直接涂抹在结合面上，由其产生的粘合力（或施以外力）将两结合面胶接在一起，从而堵塞泄露缝隙。密封胶也可以与垫片配合使用。
密封胶的选用，通常根据使用条件、密封件的材料和密封面状态、密封介质的种类、特性及涂抹工艺等要求综合考虑。
2.4 O型密封圈密封
O形密封圈利用安装沟槽产生预压缩而实现密封，在介质的压力作用下产生自紧作用而增强密封效果。O形密封圈既可以作为静密封，又可以作为动密封使用。压缩率是衡量O形密封圈密封的重要参数。在设计过程中一定要考虑密封圈的最小压缩率，它的值不能小于最小允许压缩率。最小压缩率计算参见HB/Z 4-1995。
2.5 磁力密封
磁力密封原理是利用磁力使两个工件间紧密贴合进而达到密封的作用。工作能力较高，工作可靠，磨损低，寿命长。目前，国外已由多种先进航空发动机的附件传动轴采用了磁力密封技术。
要选用磁力密封时需要注意几项关键技术问题。
1）零件的熔炼铸造，采用等轴晶铸造技术获得半定向晶材料的性能。
2）零件热处理，采用精密热处理电磁场热处理技术，提高材料性能和稳定性。
3）机加工，应该采用多道次反复，逐步提高精度，减少变形，防止开裂和崩伤现象。
4）涂层及其加工。
5）磁性能检测。
2.6 皮碗密封
皮碗又称唇型橡胶油封，其唇部密封接触面宽度很窄，在0.13～0.5mm之间。皮碗分为有骨架和无骨架、有弹簧和无弹簧结构。一般采用有骨架带箍紧弹簧结构，使唇部对轴具有较好的追随补偿性能，因此以较小的唇口径向力获得良好的密封效果。
唇口内径设计中应小于轴径，在轴装入后唇口扩张5～8%。弹簧弹力的选择取决于被密封介质的压差，但弹簧弹力取值和计算还缺少相应的设计依据，通常弹簧装入皮碗后应拉长3～4%。
3.工程应用
这节主要阐述上述密封装置在某型发附机匣实际工程应用过程中需要注意的事项。
3.1 垫密封与胶密封
石棉垫及乐泰587胶密封。应用过程中需要注意以下几点：
1）检查壳体结合面及密封垫，壳体结合面不应有贯穿的划道及较大的磕碰伤。密封垫不应有缺损。
2）用乐泰755清洗济对壳体结合面及密封垫进行清洗，除去结合面上的油污、水、灰尘等杂物，然后在室温下晾置（10～15）min。禁止用赤手接触除油后的胶接面。
3）在石棉垫上涂587密封胶时要保证涂抹的连续、均匀。
4）密封胶涂抹4h后方能进行后续不受力工作，机械加工、密封、流量和试车等受力工作须在涂胶固化8h后进行。
3.2 O形密封圈与皮碗
在装配O形密封圈及皮碗前首先检查装配胶圈处，引导部位应光滑圆顺、无毛刺。同时在装配前，应在配合部位（包括装配密封圈及皮碗的轴颈及相配合的孔径、胶圈槽）的全长涂上7014润滑脂。装配后检查胶圈应无扭曲。
皮碗在压装到安装座前，应先检查压装工具上与皮碗的接触处是否完好，压装好后检查皮碗是否装靠及倾斜，合格后装上弹簧。皮碗在装配到对应齿轮轴上时，应采用专用的引导及安装工装。
3.3 磁力密封
磁力密封装置对环境及装配质量有很严格的要求，装配过程中需要注意如下事项：
1）单独放在专用零件盒中。避免和其他硬物碰撞导致静环边角损失。
2）在装配全过程中不得与其他静环或铁磁性物质接触或接近（距离50mm内），远离强电磁场，以避免静环被磁化后失效。
3）静环表面如粘有杂物，可用胶带轻轻粘离。密封装置不能用汽油进行清洗，应用麂皮进行擦拭。
4.密封失效解决方案
密封的功能是阻止泄露。造成泄露的原因主要由两方面：一是密封面上有间隙；二是密封两侧有压力差。消除或减小任一因素都可以阻止或减小泄露。
4.1 O形密封圈失效
解决方案主要是：在装配过程中检查与O形密封圈的配合面尤其是胶圈槽的两边，及时清理毛刺及尖边；对于有可能接触到胶圈的止口倒角处增加倒圆及抛光要求；装配到安装部位前，检查7014润滑脂是否涂抹在配合部位的全长上，安装过程中尽量不倾斜。
4.2 皮碗失效
解决方案主要是：在装配过程中检查与皮碗的配合面及时清理毛刺及尖边；轴颈端面倒角处增加倒圆及抛光要求；应用专用引导及安装工装安装皮碗；结构允许时增加封严长度及紧度；对于尺寸相同，配合軸颈旋向不同的皮碗应用不同颜色加以区分，并且在装配现场设置警示图片。
4.3 磁力密封失效
磁力密封失效的主要原因是工作过程中磁力衰退。因为磁性元件都或多或少存在退磁问题，尤其是铝镍钴合金，矫顽力较低
目前解决方案是车间采购充磁机及配备磁力检测工装，每次装机前对磁力密封装置进行充磁并测磁力。