异型腔体密封结构研究

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1、制造技术研究2014年4月第2期异型腔体密封结构研究杨月（北京动力机械研究所，北京100074）摘要：为实现密封截面包含锐角的异型腔体的有效密封，以发动机进气道密封试验为基础，开展密封截面为矩形、三角形及梯形的腔体的密封结构研究。总结出对以上异型腔体密封效果稳定、操作简便的密封结构。关键词：异型腔体；密封ResearchonSealStructureofSpecialCaviesYangYue（BeijingPowerMachineryInstitute,Beijing100074）Abstract：Inordertoachieveeffectivesealo

2、fabnormalcavitywhosesealingsectioncontainsacuteangle,basedonsealingtestoframjetengineinlet,differentsealingsectionsofcavity,suchasrectangular,trilateralandtrapezoidalshapeswereexperimentedandresearched.Aneffective,stableandeasly-operatedsealingstructureforabovesectionwassummarized.K

3、eywords：specialcavies；seal1引言的气密检查，保压5min。进气道呈“M”型（见图1，其中上盖板未表示），在产品加工制造过程中，对腔体进行静密封试验由左、右侧板，下底板、上盖板及中心支板组成两个是一种常见的检验产品密封性及强度的工艺方法。对矩形通道。进气道唇口和上盖板采用钨渗铜（W7Cu）于密封截面为圆形的产品，有成熟的密封结构和密封材料，此材料较脆，不能承受冲击力和大应力，同时技术，密封方法和密封材料也是呈现多样化，密封圈、唇口部位零件比较尖锐，尺寸较小，给生产操作和密密封垫片、密封用胶料等。但对于异型腔体密封，如封结构设计造成较大困

4、难。密封截面包含锐角的腔体，要对其进行重复性好、效果稳定的密封有一定的困难。为解决以上问题，在对发动机进气道进行密封试验的基础上开展了异型腔体的密封结构研究，总结出对异型腔体有效的密封结构。2进气道密封试验图1进气道结构示意图2.1密封试验要求及进气道结构特点进气道为发动机的重要组成部分之一，发动机装2.2密封结构研究配后要求在进气道处密封，进行压力为(0.5±0.1)MPa根据密封要求，分别选择在矩形通道进口锥段和作者简介：杨月（1976-），工程师，机电一体化专业；研究方向：机械结构设计及先进制造技术。收稿日期：2013-12-2430制造技术研究航天制造

5、技术等直段作为密封部位设计密封结构，并开展相关研对于压胀式密封结构中密封件材料的选用，进行究。了一系列的试验对比，首先使用普通橡胶板作为密封方案一：由图1可以看出，通道进口处呈现出一材料，试验表明密封材料偏硬，压缩量小，密封面不定的锥度，是逐渐缩小的形状。利用锥段进行密封，够平整，造成密封效果时好时坏。之后密封件由普通模拟进气道形状设计密封结构，密封结构芯部采用铝橡胶板和海绵橡胶板组合而成。试验表明，普通橡胶制材料，四周粘贴橡胶板，通过橡胶材料的变形来实板邵氏硬度偏硬，压缩量不足，但支撑效果较好，海现密封（见图2）。绵橡胶板较软，不易控制形状但填充性好，可以对

6、直角部位进行有效地填充，两者配合使用起到了很好的密封作用。这种结构使用方便，可靠性高，由于这种压胀式密封结构放置在通道末端即下底板上的通孔后面，避免了对进气道前缘及唇口钨渗铜材料施力，减少了破坏产品的可能性。图2进气道密封方案一3异型腔体密封结构研究试验表明该种密封结构可以实现对进气道矩形通道的密封，但是密封的稳定性、可操作性不理想。对密封截面为直角四边形的腔体进行密封由于原因是芯块上粘贴的橡胶板通过变形对矩形通道四首次尝试，在最初进行密封试验时造成很大困扰，在个直角的填充能力有限，虽然芯块带有一定的角度可一定程度上影响了发动机气密试验进度，进而影响了以通过橡

7、胶板的进一步压缩变形来起到密封作用，但发动机的生产交付。为了避免类似情况的再次发生，可靠性较差，施力较大时还可能对进气道钨渗铜材料开展了异型腔体的密封研究工作。造成破坏，故此方案存在缺陷。通过进气道的密封结构设计及试验表明，在密封方案二：针对方案一的密封结构对进气道四个直截面中角度越小越难密封。为了掌握可有效密封的更角密封效果不理想的问题，方案二改变了密封部位及小角度，在矩形通道密封成功的基础上，又进一步开密封件的形式，将进气道后部等直段处作为密封位展了角度包括30°、45°、60°、75°的异型腔体的密封置，设计了一种压胀式密封结构（见图3），通过挤研究。压

8、四边形密封件，使之膨胀密封住通道四个直