王立　晁愛芳
（中國航空動力機械研究所，湖南（nán）株洲，412000）

　　摘　要：在工程（chéng）應用中機械密封的結構形式十（shí）分常見，其密封墊圈是整個係統保（bǎo）證密封（fēng）效果的關（guān）鍵零（líng）件。文（wén）章提出一（yī）種新型結構形式的密封墊圈，對其重（chóng）點結構進行詳細論述。

　　關（guān）鍵詞：機械密封；新型；密封墊（diàn）圈；結構
　　引言
　　密封技術被廣泛的應用於（yú）航空航天、核能（néng）發電等高新技術領（lǐng）域，以（yǐ）及石油、化（huà）工等國民經濟各行業。密封技（jì）術雖然不是領先（xiān）性技術，但往往確是決定（dìng）性關鍵技術，它決定了機械設備運行的安全性、可靠性和耐久（jiǔ）性。機械密封（又稱端麵（miàn）密封（fēng））是流體（tǐ）機械和動力機械不可或（huò）缺的零部件，它對整台機（jī）械設備、整套裝置的安全運轉（zhuǎn）影響很（hěn）大（dà），尤其是在航空領域（yù），一旦密封失效，介（jiè）質泄露，不但汙染環境、影響產品性能，還會引（yǐn）起火災、爆炸和機毀人亡（wáng）的（de）重大事（shì）故。隨著密封技術的發展，傳統（tǒng）的密封技術不斷的改進，新密封（fēng）技術不斷推陳出新，密封發展方向乃（nǎi）是零泄漏、高性能、高可靠（kào）性以及長壽命化（huà）。
　　1　應用背景
　　應用於航空發動機的（de）熱（rè）端部位的外部管路接口處多數采用標準結構的法蘭麵接頭與機匣（xiá）通過連接螺栓緊固連接，與對象件之間為麵對（duì）麵接觸，故需要進行端麵密封，如圖1所示。

　　現有用於管接頭密封的零件通常（cháng）有（yǒu）兩種，一種利用非金屬橡膠（多（duō）數為O型（xíng）密封圈）良好的彈性實現（xiàn）密封，橡膠製品保質期短、不耐高溫、易老化、易永久變形、易溶脹變形、易（yì）扭轉或擠出損傷，每裝配一次都必須更換新件，所（suǒ）以（yǐ）橡膠製品密封件主（zhǔ）要用於冷端部件密封；另一種鋁金（jīn）屬平墊圈利用（yòng）產（chǎn）品表麵受到擠壓時產生（shēng）的變（biàn）形來實現密封，但鋁製平墊圈由於其本身材料的固（gù）有（yǒu）屬性，使用過程中裝配力矩小無法使其壓緊，容易發生流體泄露；裝配（pèi）力矩大，經過一次裝配使用後墊圈已發生塑性變（biàn）形，難（nán）以實現回（huí）彈必需更換新（xīn）件。考慮到上述兩種（zhǒng）密封零件在係統端麵密封中的（de）先天不足，文章著重介紹（shào）一種新型（xíng）結構金屬材質的密封墊圈，它能耐高溫、端麵密封效果好、可多次重複使用（yòng）。
　　2　結構（gòu）形式
　　如圖2所示，新型的密封墊圈，由1Cr18Ni9Ti不鏽（xiù）鋼金屬薄片（piàn）衝壓成形，包括了墊圈本體和設置於墊圈本（běn）體上（shàng）的環形凸槽（V型槽-1），且密封墊圈設有貫（guàn）通的對（duì）接（jiē）孔，凸槽與對接孔同軸線。法蘭麵上開有兩個貫通的安裝（zhuāng）孔，用於連接螺栓穿過後（hòu）對其緊固連接。密封（fēng）墊圈上下兩個表麵（miàn）鍍有（yǒu）銀層。

　　3　實施方式
　　起到密封效（xiào）果的關鍵在於在（zài）平麵上增加了（le）凸（tū）起的V型槽-1。當密封墊圈在工作過（guò）程中，由於預加的裝配載荷，密封墊圈上（shàng）下兩個麵（miàn）同時受壓，凸起的V型槽-1首先受壓變形，與（yǔ）待密封件（jiàn）的接觸麵緊密貼合（hé），形成了一圈無間斷帶（dài）狀密封空間，且待密（mì）封件與密封墊圈接觸時是（shì）線接觸，故用較（jiào）小的安裝力矩就（jiù）能將密封墊圈壓（yā）緊，從而起到較好的密封效果，由於安（ān）裝力矩小，所以對密（mì）封墊片（piàn）本身的損害小，可重複使用。此結構簡單，密封可靠。解決（jué）了（le）橡膠（jiāo）製品不耐高溫，易老化，易損壞（huài）的缺點；為防止密封（fēng）墊與上下兩（liǎng）端麵（miàn）間材料的咬合，在密封墊（diàn）兩表麵增加鍍銀工序，提（tí）高了防（fáng）腐（fǔ）性、表麵接觸（chù）性和密封可（kě）靠性。
　　4　設計優點
　　（1）結（jié）構設計新穎實用，通過（guò）簡（jiǎn）單的V型槽（cáo）-1結構達到良好的（de）密封效果，快捷有效（xiào），節約裝配時間。可靠性高、密（mì）封效果好。
　　（2）采（cǎi）用不鏽鋼材料，強度（dù）較高，剛性好，材料屈服極（jí）限（xiàn）較鋁製（zhì）墊圈（quān）高，耐磨耐用；拉伸率較低，受（shòu）壓後不容易產生永久變形且容易恢複，同時，其材料介質性好，耐油（yóu）、耐高（gāo）低溫、工藝性高。
　　（3）產品使用後體積磨損變化量小，重複使用率（lǜ）高，損耗小，節約了生產成本，提高（gāo）了使用質量和（hé）延長使用（yòng）壽命。
　　（4）表麵鍍銀層保護密（mì）封墊圈本身（shēn）免受腐蝕（shí），同時防止金屬密封（fēng）墊圈與上下（xià）兩端麵間待密封件之間材料的咬合，保證（zhèng）了（le）麵麵接觸良好性和密封可靠性。
　　5　結（jié）束（shù）語
　　文章重點研究了用於端麵密封的新型密封墊圈的結構、材料及表麵鍍覆。此（cǐ）密封墊圈已經（jīng）在某型（xíng）航（háng）空發動機上進行了較長時數的（de）應用，使（shǐ）用（yòng）結果表明新型密封墊圈密封效果（guǒ）好，安全（quán）可靠，使用壽命長，重複使用後密封效果無明顯（xiǎn）弱化。所以，用此方法設計出的（de）新型密封墊圈可直（zhí）接應用於（yú）航空（kōng）發動機熱端區外部管（guǎn）接（jiē）頭的端麵密封並可以推廣應用。
　　參考文獻（xiàn）
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來源：《科技創新與應用》2015年6期