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飞附机匣密封形式及漏油故障的研究

MECHANICAL ENGINEER飞附机匣密封形式及漏油故障的研究刘莹,范慧芳,赵林(中国航发哈尔滨东安发动机有限公司,哈尔滨150066)摘要:飞附机匣内静密封和动密封在厂内、外试验过程中频繁出现漏油故障。

通过对各类密封的结构及产生漏油的原因进 行深入地分析,对不同类型的故障类型给予相应的解决方案,从本质上降低漏油的故障率,提升产品质量。

关键词:静密封;动密封;飞附机昆;漏油故障中图分类号:V 22 文献标志码:A 文章编号:1002-2333(2019)02-0170-03 Research on the A irc ra ft Accessories Sealing Form and O il Leakage FaultLIU Ying,FAN Huifang,ZHAO L in(AECC Harbin Dongan Engine Co., Ltd., Harbin 150066, China)AbstractiOil leakage faults of static seal and dynamic seal in a aircraft accessories frequently appear in a company5 s internal and external testing process. The corresponding solutions for different types of fault types are given. Through structural analysis of various seals and the causes of oil leakage in this paper, the solution essentially reduces the failure rate of oil leakage and improves product quality.Keywords: static seal; dynamic seal; aircraft accessories; oil leakage fault〇引言目前,密封组件在航空产品上的应用极为广泛,尤其 在飞附机匣上。

飞附机匣内的密封组件的主要作用有两 方面:1)防止滑油从机匣的内腔流动到机匣外部,即产生 泄漏;2)杜绝机匣外部的多余物等进人机匣内部,保证机 匣内部的清洁度[1_2]。

1密封组件分类密封组件分为静密封和动密封两大类04。

飞附机匣 内的静密封主要有0形圈密封、管接头密封、石棉垫密封,飞附机匣内的动密封主要有皮碗密封(旋转轴唇型密 封)、机械端面密封。

2飞附机匣的密封故障及解决方案27静密封2.1.1 0形密封圈0形密封圈主要通过0形胶圈在胶圈槽与孔壁之间 压紧来实现密封效果'胶圈的压缩率(压缩量)是衡量密 封性能的重要参数,一般压缩率达到18%〜22%,即能实现 较好的密封效果。

除压缩率影响密封效果外,0形密封圈自身质量缺陷 及相关零件有尖边等缺陷均可能造成密封圈失效。

因此,为有效杜绝0形密封圈失效,需做工作如下:1)〇形密 封圈装配前检查装配胶圈处的倒角,不准有尖边、毛刺及 机械损伤,装配过程中胶圈通过的行程的表面应光滑,不 准有尖边、毛刺、划伤等机械损伤。

2)当装配胶圈要通过 油路孔时,检查油路孔位置,不准有尖边、毛刺等机械损 伤。

3)装配前,检查胶圈槽应完好,不准有损伤。

4)胶圈槽 内应清洁,不准有多余物,特别是尖锐硬质的多余物。

5) 可以使用扭曲检查的方法检查胶圈表面质量,但须注意 不要过度扭曲导致胶圈损坏。

6)检查完成后,将胶圈装到胶圈槽内前,应在胶圈上涂油膏或滑油,在装配胶圈通过 的侧壁上也要涂上油膏或滑油,油膏或滑油涂抹要均勻,所用的油膏、滑油要在有效期内且符合清洁度要求,不准 有多余物。

不要使用含有固体添加剂,如二氧化钼或硫化 锌的润滑油。

7)胶圈装人胶圈槽中不应扭曲,应呈自由状 态,并带有一定的箍紧力。

8)胶圈装入胶圈槽中后,检查 胶圈径向或轴向的凸出量,不应低于外径或端面,凸出量 过小,起不到封严作用;凸出量太大,装配困难,并容易碰 伤胶圈或端面装不靠,起不到封严作用。

9)装配胶圈时,要注意手感,均勻用力向下慢慢按,装配过程要平稳、缓 慢。

有异常时立即将胶圈分接下来检查。

切忌过度伸长0形密封圈,由密封带制成的0形密封圈,不应在其连接处 进行拉伸。

10)如果需要越过螺纹、花键、键槽等安装0形 密封圈,需使用软金属(铜、铝等)或塑料制造的芯轴工 装,需注意工装与胶圈接触处不能存在任何毛刺或锐边。

2.1.2管接头密封目前飞附机匣内的管接头密封为74°内、外锥面封严 配合,图1的4面为内锥面,图1的B面为外锥面,该种密封 形式的漏油故障率较高。

产生原因主要有以下几种:1)管型不好,装配存在应力。

飞附机匣上共装配20根 管路,每根管路形状不一、接头尺寸不一,若管型与标准 样件不一致,在装配过程中就会存在应力,应力释放后会导致两锥面封严面无法完全贴合,产生间隙,从而产生漏油现象。

解决办法:加强管路加工过程,保证1702019 年第 2 期网址: 电邮:hrbengineer@■ MECHANICAL ENGINEER与标准样件的一致性;管路装配过程中,应注意消除应 力,若存在别劲现象,应在装配前对管路管型进行调整。

2)装配力矩损失。

拧紧力矩的损失使得管接头的锥 面接触面上存在间隙会产生泄漏现象,原有的飞附机匣 的管路管接头无拧紧力矩要求,管路装配过程中靠人为 施力拧紧,无法保证力矩的一致性,且力矩不足可能造成 泄漏。

为此,针对不同的管路外径,给定不同的拧紧力矩 值。

不同的管路外径的接头拧紧力矩参考值见表1,装配 管路时保证拧紧力矩的统一性、一致性,从而保证管路锥 面封严效果。

针对无法采用拧紧力矩拧紧的位置,使用扳拧角度 控制法拧紧:将外加螺母用手拧紧到位,然后用扳手拧紧 至一定的角度值。

该角度值一般以圈数或一个六方面为 单位,在装配过程中记录该角度值。

若管路在试车过程中 不渗漏,则后续装配过程中按此角度值拧紧螺母;否则,表1管路装配拧紧力矩值管麟径D/mm初始装配5次装配后10次装配后15次装配后公称值极限偏差公称值极限偏差公称值极限偏差公称值极限偏差允许最大值616.023.02627.529.01233.0+2.546.0+2.5051+1.554.0+1.555.51645.060.06872.574.0以增大一个六方面为单位,直到管路不渗漏,并记录该角 度值,则后续装配过程中按此角度值抒紧螺母。

另外,装配及分解相关的管路必须按照正规的装配 顺序进行分解、装配,某个接头分解后重新装配时,同一 件管路上的其它接头也需重新校准力矩。

3)密封面表面质量差,密封面■伤。

若密封表面存在 凹凸不平的坑、贯穿性划痕等,即使管接头的着色检查符 合要求,但密封面被破坏,亦会发生漏油故障。

解决办法:装配前目视检查管路外表面、接头的锥面 或球面的安装边上的接头,对于首次装配的管路不允许 表面有压痕和凹陷;不允许锥面或球面有擦伤、划伤、棱 角和其他任何机械损伤,允许使用研磨或其他设计允许 的方法排除缺陷;目视检查外加螺母和接头的螺纹,不允 许有螺纹擦伤和压力以及其他机械损伤;螺帽内和接头 上的螺纹不应有毛刺。

2.1.3石棉垫密封石棉垫密封(如图2)是靠外力压紧石棉垫,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。

飞附机匣目前出现的石棉垫失效的主要形式有三种:密封垫损坏,涂胶 不均匀,螺母拧紧 力矩不足。

密封垫损坏和 涂胶不均勻均会导 致封严面无法完全 贴合而产生泄漏, 装配前需认真检查密封垫无破损情况,针对涂胶不均匀的情况,应严格执行 如下涂漆规范要求:1)在密封垫上涂“乐泰587”密封胶前,除去飞附机匣壳体结合面的灰尘和脏物,用“乐泰755”清洗剂仔细清洗 除去油污,然后在室温下晾置10〜15 min 。

除油后的胶接 表面严禁赤手触摸。

“乐泰755”清洗剂不允许用于钛合金 零件表面。

2)在密封垫上涂抹“乐泰587”密封胶,涂胶时要保证涂抹的连续、均勻,将待涂胶部位形成一个闭合的胶圈。

涂胶后在空气中晾置3〜5 min ,然后装配到位。

晾置时应 注意,胶体表面不得出现脱粘现象。

涂胶量一般控制在密 封后在边沿部位沿四周挤出一小圈胶为宜,并控制不应 有多余的胶进入内腔或孔口中。

3)装配后用刀片将石棉垫内、外壁边缘的多余胶体刮掉。

在环境条件下密封胶涂抹至少4 h 后方能进行后续 不受力工作,机械加工、试车、密封与流量试验等受力工 作须在涂胶固化至少8 h 后进行。

螺母的拧紧力矩不足使得密封垫和密封壳体之间存 在间隙,因机匣内腔与外部的压力差使得滑油渗出,因此 螺母在装配后需严格按要求校准力矩,为防止力矩的损 失,在机匣的出厂装配完成及密封垫涂胶固化8 h 后,对 所有螺母重新校准力矩,力矩满足要求后将所有锁片打 上保险。

2.2动密封2.2.1皮碗密封(旋转轴唇型密封)皮碗密封(旋转轴唇型密封)是机械转动部件动密封 的一种典型的密封形式[8_9],装在相对旋转的机械零件之 间,一般是由橡胶或其他复合材料制作,由金属骨架、橡 胶皮碗和弹簧组成_。

在工作中,带有金属骨架的橡胶皮 碗在弹簧的弹性作用下,将皮碗唇口与传动轴紧紧压在 一起,达到封严目的。

皮碗密封的特点是可靠性髙、体积 小、质量轻、结构简单[11]。

图3所示皮碗为飞附机匣所用皮碗结构图,该类型皮 碗产生滑油泄漏现象的原因及排故措施如下:1)装配部位相对跳动及自身跳动过大。

相对跳动过大,导致皮碗与相配件偏心,影响密封性能,需调整装配 件安装方向或向一侧推动装配件,补偿相对跳动[12];自身 跳动过大,影响密封性能,需调整装配件安装方向,补偿 相对跳动,必要时修理或更换相关件[13]。

2)相配件质量问题。

与密封件相配件倒角存在尖边、缺肉等损伤缺陷时,导致皮碗装配过程中划伤,影响密封性能。

解决措施:装配时需按如下要求检查相配件:a )检 查孔。

去除相邻边上的所有毛刺,孔内侧的倒圆最大为 /?0.78 mm 。

b )检查轴。

去除毛刺、划痕。

c )检查轴端。

去 除毛刺,尖边倒圆/?0.1〜0.2。

如果轴插入密封时顶到密封 唇,轴端应该有倒圆或倒角,或者必须有特定的安装工具 (工装)。

d )检查零件之间的干涉。

预防可能与密封产生摩 擦与制造摩擦和破坏性发热的其他零件。

3) 皮碗唇口存在损伤。

密封件存在原始损伤,质量较网址: 电邮:hrbengineer@ 2019 年第2 期■ 171MECHANICAL ENGINEER差,皮碗的典型 缺陷有缺口、撕 裂、唇口翻卷、修 边不完全[14%。

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