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淺析如何優(yōu)化密封工裝、提高性能試驗效率

發(fā)布時間：2023-02-16

劉仁偉　王科研　孫婷婷

（中國航發(fā)哈爾濱東安發(fā)動機有限公司）

【摘　要】本文介紹了密封類性能試驗類夾具的特點，對密封類工裝在應(yīng)用中容易產(chǎn)生的問題進行分析、分類和總結(jié)。針對使用中出現(xiàn)的問題，提出解決方案，Z終提高密封性能試驗效率。

【關(guān)鍵詞】密封性能試驗泄露；機匣；工裝

一、緒論

目前機匣殼體類零件均需要進行密封試驗，氣壓、油壓、沖洗、流量、打靶等密封試驗夾具應(yīng)用較為廣泛。首先在粗加工后精加工前需進行腔體氣壓密封試驗，檢查腔體的氣密性；其次在精加工后要進行油路油壓試驗，檢查油路的密封性能及耐壓性能；Z后在零件裝配部分零件后要進行裝配后油壓試驗，檢查各裝配件的密封性能。在密封試驗中，夾具對零件封堵效果決定了對零件密封性能檢查的效果。

二、密封困難原因分析

（一）產(chǎn)品設(shè)計結(jié)構(gòu)導(dǎo)致密封難度大

機匣殼體屬于大型件，結(jié)構(gòu)復(fù)雜內(nèi)設(shè)油路較多、孔口尺寸大小各異，常常需要封堵的油路孔口在零件的鑄造毛坯表面上，并且絕大多數(shù)與端面有一定的傾斜角度，此孔徑較小一般在0.5～1.2mm左右。此狀態(tài)的孔，在封堵過程中屬于盲操作，很難確定準確位置，是密封的難點。其次一些異型孔或鑄造孔無法采用常規(guī)的密封方式進行封堵，還有孔徑在1.5～5mm之間的孔徑，無標準密封元件，封堵難度大。

（二）工藝路線的合理性影響試驗密封的難度

殼體氣密性試驗工序往往安排在粗加工結(jié)束后，精加工之前，此時個別孔口無倒角，密封圈常常會被孔口尖邊及毛刺切斷而失去密封功能。其次殼體的大端面往往沒有任何可供夾緊的螺紋孔或螺栓孔或者狹窄等不利因素，這種狀態(tài)下進行端面密封，工人加力不均，導(dǎo)致端面封嚴不實而出現(xiàn)局部泄露現(xiàn)象較多。

（三）試驗夾具結(jié)構(gòu)及密封元件設(shè)計的合理性直接影響密封的效果

它包括密封件材料的選擇、密封圈壓量的給定、密封的結(jié)構(gòu)及密封的方式等，這些因素對密封的影響至關(guān)重要。

（四）現(xiàn)場夾具的管理影響和制約打壓的效率

密封夾具的零部件多數(shù)為散件，有些零部件在相似件號的不同零件間可以共用，因此有時現(xiàn)場應(yīng)急狀態(tài)下，經(jīng)常出現(xiàn)拆東墻補西墻的現(xiàn)象，由于管理不到位，在使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)丟失現(xiàn)象。

（五）人為因素問題

密封試驗與傳統(tǒng)的機械加工并不一樣，現(xiàn)階段航空產(chǎn)品密封試驗都屬于手工操作，工人的技能水平、質(zhì)量意識程度、責(zé)任心、工作情緒都直接影響打壓的質(zhì)量和效率。

三、改進方案

（1）優(yōu)化試驗工裝設(shè)計與制造，提高工裝品質(zhì)。建立工裝走訪制度，強化現(xiàn)場服務(wù)意識。

（2）加強操作現(xiàn)場管理，加大技能培訓(xùn)力度，強化工人質(zhì)量意識。

（3）優(yōu)化加工工藝路線。

四、具體實施

優(yōu)化工裝結(jié)構(gòu)、規(guī)范設(shè)計要求，建立工裝標準結(jié)構(gòu)。

（1）密封件的外徑與溝槽要進行同軸度要求，同軸度精度不低于0.05mm（包括尼龍等非金屬材質(zhì)的密封堵），溝槽尖邊或低槽倒圓及嚴格按標準GB3452.1執(zhí)行。

（2）材料優(yōu)選，在保證強度的前提下，結(jié)構(gòu)件及小型密封件的材料盡可能采用LY12、美標7075或PA1010，減少在裝配過程中對零件造成表面損傷或磕碰，同時降低工人的勞動強度。

（3）橡膠圈的材料、硬度對橡膠圈壓量具有一定的影響，邵式硬度不應(yīng)大于70，材料應(yīng)選用耐油性較好氟橡膠等材料。

（4）根據(jù)密封壓力的大小，在不影響密封性能的前提下，密封件外徑與產(chǎn)品零件的配合間隙應(yīng)盡可能大些，以便于裝配。

（5）密封夾具在使用時，應(yīng)在密封膠圈上涂抹油脂或潤滑油，以保證其順利裝配。

（6）散件式密封夾具在設(shè)計時要進行與工藝規(guī)程相對應(yīng)的標記，并給出零件箱，將密封件進行形跡管理。

（7）對于壓力較大的密封試驗，工裝在設(shè)計時要充分考慮密封可靠性，對于孔徑密封要考慮給定雙重橡膠圈或軸向、徑向同時進行密封。

（8）在進行大端面密封是要首先考慮使用橡膠圈進行，溝槽可以按照零件的形狀，設(shè)計成圓形或不規(guī)則形狀的。要控制好溝槽的深度。保證橡膠圈具有足夠的壓縮量，大端面積密封要保證壓緊力的均勻性，盡量保證壓緊點均勻分布，在條件允許的情況下，利用帶有力矩顯示的扳子進行鎖?，確保夾緊力的一致性，這樣才能保證密封狀態(tài)良好。

（9）在零件密封端面非常小的情況下，橡膠墊容易在加壓后脫出。因此盡量采用徑向密封或使用密封圈的端面密封。

（10）設(shè)計增加易耗件的數(shù)量，如密封圈、密封墊等，防止試驗中損耗大，訂貨周期長，影響正常的試驗進度。

（11）密封堵頭（包括尼龍材料）要有光潔度要求，在技術(shù)條件中要注明“尖邊倒圓R0.5并拋光”，以便消除毛刺、尖邊，防止劃傷零件。

（12）密封工裝的密封堵等散件，設(shè)計時要考慮零件的裝卸，如在密封堵上設(shè)計拆卸的螺紋孔或留有臺階等便于手工拆卸。

（13）結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計。密封、沖洗、打靶等夾具都屬于非機加、手動操作工裝，精度相對較低。小型軸類的密封堵、蓋可以直接采用鋁合金或尼龍材料不需要進行適當(dāng)?shù)臏p重，但中型或大型的結(jié)構(gòu)件、密封件必須進行適當(dāng)?shù)膬?yōu)化來減輕重量，如筋板、減重環(huán)、減重孔等，提高整套夾具的可操作性和使用安全性。

參考文獻

[1]孫恒.機械原理[M].北京：人民教育出版社，2013.

[2]成大先.機械零件設(shè)計手冊[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1969.

來源：《絲路視野》2018年27期