摘 要：在工程應用中機械密封的結(jié)構(gòu)形式十分常見，其密封墊圈是整個系統(tǒng)保證密封效果的關鍵零件。文章提出一種新型結(jié)構(gòu)形式的密封墊圈，對其重點結(jié)構(gòu)進行詳細論述。

關鍵詞：機械密封；新型；密封墊圈；結(jié)構(gòu)

引言

密封技術(shù)被廣泛的應用于航空航天、核能發(fā)電等高新技術(shù)領域，以及石油、化工等國民經(jīng)濟各行業(yè)。密封技術(shù)雖然不是領先性技術(shù)，但往往確是決定性關鍵技術(shù)，它決定了機械設備運行的安全性、可靠性和耐久性。機械密封（又稱端面密封）是流體機械和動力機械不可或缺的零部件，它對整臺機械設備、整套裝置的安全運轉(zhuǎn)影響很大，尤其是在航空領域，一旦密封失效，介質(zhì)泄露，不但污染環(huán)境、影響產(chǎn)品性能，還會引起火災、爆炸和機毀人亡的重大事故。隨著密封技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的密封技術(shù)不斷的改進，新密封技術(shù)不斷推陳出新，密封發(fā)展方向乃是零泄漏、高性能、高可靠性以及長壽命化。

1 應用背景

應用于航空發(fā)動機的熱端部位的外部管路接口處多數(shù)采用標準結(jié)構(gòu)的法蘭面接頭與機匣通過連接螺栓緊固連接，與對象件之間為面對面接觸，故需要進行端面密封，如圖1所示。

現(xiàn)有用于管接頭密封的零件通常有兩種，一種利用非金屬橡膠（多數(shù)為O型密封圈）良好的彈性實現(xiàn)密封，橡膠制品保質(zhì)期短、不耐高溫、易老化、易永久變形、易溶脹變形、易扭轉(zhuǎn)或擠出損傷，每裝配一次都必須更換新件，所以橡膠制品密封件主要用于冷端部件密封；另一種鋁金屬平墊圈利用產(chǎn)品表面受到擠壓時產(chǎn)生的變形來實現(xiàn)密封，但鋁制平墊圈由于其本身材料的固有屬性，使用過程中裝配力矩小無法使其壓緊，容易發(fā)生流體泄露；裝配力矩大，經(jīng)過一次裝配使用后墊圈已發(fā)生塑性變形，難以實現(xiàn)回彈必需更換新件。考慮到上述兩種密封零件在系統(tǒng)端面密封中的先天不足，文章著重介紹一種新型結(jié)構(gòu)金屬材質(zhì)的密封墊圈，它能耐高溫、端面密封效果好、可多次重復使用。

2 結(jié)構(gòu)形式

如圖2所示，新型的密封墊圈，由1Cr18Ni9Ti不銹鋼金屬薄片沖壓成形，包括了墊圈本體和設置于墊圈本體上的環(huán)形凸槽（V型槽-1），且密封墊圈設有貫通的對接孔，凸槽與對接孔同軸線。法蘭面上開有兩個貫通的安裝孔，用于連接螺栓穿過后對其緊固連接。密封墊圈上下兩個表面鍍有銀層。

3 實施方式

起到密封效果的關鍵在于在平面上增加了凸起的V型槽-1。當密封墊圈在工作過程中，由于預加的裝配載荷，密封墊圈上下兩個面同時受壓，凸起的V型槽-1首先受壓變形，與待密封件的接觸面緊密貼合，形成了一圈無間斷帶狀密封空間，且待密封件與密封墊圈接觸時是線接觸，故用較小的安裝力矩就能將密封墊圈壓緊，從而起到較好的密封效果，由于安裝力矩小，所以對密封墊片本身的損害小，可重復使用。此結(jié)構(gòu)簡單，密封可靠。解決了橡膠制品不耐高溫，易老化，易損壞的缺點；為防止密封墊與上下兩端面間材料的咬合，在密封墊兩表面增加鍍銀工序，提高了防腐性、表面接觸性和密封可靠性。

4 設計優(yōu)點

（1）結(jié)構(gòu)設計新穎實用，通過簡單的V型槽-1結(jié)構(gòu)達到良好的密封效果，快捷有效，節(jié)約裝配時間?？煽啃愿?、密封效果好。

（2）采用不銹鋼材料，強度較高，剛性好，材料屈服極限較鋁制墊圈高，耐磨耐用；拉伸率較低，受壓后不容易產(chǎn)生永久變形且容易恢復，同時，其材料介質(zhì)性好，耐油、耐高低溫、工藝性高。

（3）產(chǎn)品使用后體積磨損變化量小，重復使用率高，損耗小，節(jié)約了生產(chǎn)成本，提高了使用質(zhì)量和延長使用壽命。

（4）表面鍍銀層保護密封墊圈本身免受腐蝕，同時防止金屬密封墊圈與上下兩端面間待密封件之間材料的咬合，保證了面面接觸良好性和密封可靠性。

5 結(jié)束語

文章重點研究了用于端面密封的新型密封墊圈的結(jié)構(gòu)、材料及表面鍍覆。此密封墊圈已經(jīng)在某型航空發(fā)動機上進行了較長時數(shù)的應用，使用結(jié)果表明新型密封墊圈密封效果好，安全可靠，使用壽命長，重復使用后密封效果無明顯弱化。所以，用此方法設計出的新型密封墊圈可直接應用于航空發(fā)動機熱端區(qū)外部管接頭的端面密封并可以推廣應用。

參考文獻

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