活门盘氟塑料热压工艺研究

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1、第39卷第5期2013年10月火箭推进JOURNALOFROCKETPROPULSIONV01．39．No．5Oct．2013活门盘氟塑料热压工艺研究王慧，汤亮，贺平，胡武利(西安航天动力研究所，陕西西安710100)摘要：针对活门盘的结构特点和密封要求，全面分析了活门盘的密封机理，得出活门盘密封比压应大于活门所需密封比压，给出了计算公式，并进行了活门盘热压工艺研究。采用该工艺压制的活门盘密封比压满足理论要求，产品通过了试验验证，满足设计要求，并通过了飞行试验考核。关键词：活门盘；．氟塑料；热压工艺；密封比压中图分类号：V432—34文献标识码：A文章编号：16

2、72—9374(2013)05—0082—05ResearchonheatpressingtechnologyoffluorocarbonvalvediscWANGHui，TANGLiang，HEPing，HUWu—li(Xi’anAerospacePropulsionInstitute，Xi’an710100，China)Abstract：Accordingtothestructuralfeaturesandsealrequirementsofthevalvedisc，thesealmechanizationofthevalvediscisanalyzedco

3、mprehensively．Aconclusionthatthespecificpressureshouldexceedthepressureofthemediumwasobtained．Theresearchonheatpressingtechnologyofthefluorocarbonvalvediscwascarriedouttoseekoutrightparameters．Aformulatocomputespecificpressureofthevalvediscisofferedinthispaper．Thesealspecificpressure

4、ofvalvediscmadebyheatpressingtechnologycanmeetthetheoreticalanddesignrequirements．Theproductpassedthetestandflightassessment．Keywords：valvedisc；fluorocarbon；heatpressingtechnology；sealspecificpressure0引言氟塑料聚全氟乙丙稀具有优良的耐介质性能，可以与金属基体直接热压成型，广泛用于火箭发动机和民用机械制造领域，如发动机隔离阀和减压阀等【ll。在液体火箭发动机中，主机

5、关机活门起着隔离氧化剂与燃料、控制发动机关机的作用，活门盘的密封性能是实现活门功能和保证发动机可靠收稿日期：2012—08—23；修回日期：2012—10—17作者简介：王慧(1982一)，女，硕士研究生，研究领域为液体火箭发动机橡塑密封第39卷第5期王慧，等：活门盘氟塑料热压工艺研究83工作的保障，其密封部位采用的材料是聚全氟乙1．2活门盘性能指标丙稀。活门盘的使用性能指标见表1t粥】。活门盘结构与设计要求l。1活门盘结构活门盘结构见图1。活门盘氟塑料热压成型的毛坯结构见图2。从图2可见，活门盘由金属基体和氟塑料2部分组成，其中排气孑L在氟塑料热压过程中起排气

6、作用。图1活门盘结构图Fig．1Structureofvalvedisc料基体图2活门盘毛坯结构图Fig．2Structureofsemifinishedproductofvalvedisc表1活门盘使用性能指标Tab．1SpecificationsOf"valvedisc工作介质工作压力工作温度工作时间漏量要求2理论分析2．1聚全氟乙丙稀材料性能聚全氟乙丙稀有Fs46—5和FR462两种牌号，其物理性能见表2。从表2可见，聚全氟乙丙稀拉伸性能较高，耐温范围宽，适用于活门盘热压工艺。2．2密封机理分析活门盘装配成活门的结构见图3。从图3可见，活门盘漏气模式有泄漏

7、和窜漏2种：一种从位置C漏气，即活门盘与活门座之间漏气，称为泄漏；另一种从位置A排气孔和位置B粘接面漏气，即气体由活门盘辊边处进入，从排气孔或氟塑料与金属的上部粘接面处漏气，称为窜漏。活门盘泄漏机理：由于活门座和活门盘氟塑料挤压，在相同的压缩变形下，氟塑料应力值小，会导致活门盘密封比压小于进气压力下活门所需的密封比压，出现泄漏现象。表2聚全氟乙丙稀的物理性能Tab．2Physicalpropertiesoffluorinatedethylenepropylene(FEP)活门盘窜漏机理：1)在氟塑料与金属基体热压成型活门盘毛坯过程中，氟塑料充满金属基体密封腔冷却

8、成型后形成预紧应力小，易