GIS產品V形密封圈氣密結構裝配工藝控制

劉靜靜　王保剛　盧鵬

摘 要：作為GIS制造廠家來說，氣密性要求是衡量GIS產品質量標準之一，從產品的結構設計上，對有氣密性要求的零部件有著嚴格的要求，并要完全滿足產品質量要求。然而，對于不同的氣密性結構在裝配工藝上也有著不同程度的要求，裝配工藝水平是取決于GIS產品組裝時滿足氣密要求的關鍵之一。文章主要以我公司220kVGIS產品為例，從產品的裝配工藝過程控制方面淺談解決我公司軸封處V形密封圈漏氣問題。

關鍵詞：裝配工藝；V形密封圈；氣密性；軸封

引言

GIS制造廠及GIS產品用戶較常見質量問題是密封部位的漏氣問題，產品漏氣不僅對運行中的GIS產品易造成重大質量事故，而且對環(huán)境有很大的污染，然而在GIS產品結構中，運動部位的漏氣更為常見。目前國網公司及IEC標準要求都很嚴格，產品的出廠試驗中，年漏氣率不允許高于0.3%，而作為制造廠家，甚至廠內做更為嚴格內控標準，我公司內控要求不允許產品對接面部位有漏氣。大多情況，在靜密封結構處我們產品是完全能達到標準，而在動密封V形密封圈處，運動多次后會出現微量氣體泄漏。下面作者以我公司220kVGIS產品軸封裝配為例，從裝配方法及過程控制等方面解決V形密封圈處漏氣問題的措施。

1 V形密封圈動密封結構

我公司220kVGIS產品中，V形密封圈的動密封結構主要應用在角形隔離開關拐臂盒傳動部位、斷路器拐臂盒傳動部位，該部位使用軸封裝配結構，利用V形密封圈使轉動軸在運動過程中起氣體密封作用（如圖1）。

該軸封總成裝配由彈簧、V形密封圈等組成，V形密封圈與轉動軸進行配合，保證轉動軸在運動和靜止時同樣起到密封作用，保證殼體內氣壓不發(fā)生變化（壓降）。由于V形密封圈用于轉動軸與軸封徑向雙面密封，所以V形密封圈結構影響密封性的主要因素不僅僅與零部件表面粗糙度、彈簧力、V形密封圈裝配方向、V形密封圈與轉動軸配合間隙相關，更主要的還有裝配時壓塞的壓緊力要求，裝配時異物混入、異物產生等密封部位潔凈度的控制要求等，有更直接的關系。

在產品結構設計時，根據轉動軸及軸封尺寸計算出彈簧力F=πdf的值，符合轉運密封設計要求。但由于裝配過程控制不當，導致V形密封圈處仍漏氣，通過對故障部位解體后發(fā)現，情況多為異物殘留引起漏氣（如圖2所示），或是V形密封圈與轉動軸摩擦產嚴重變形導致漏氣（如圖3所示）。

2 裝配工藝過程控制方法

2.1 零部件異物的控制

轉動軸為轉動件，當表面殘留有異物時，異物隨闐轉動軸產生多次相對運動后，會隨著轉動軸表面潤滑脂進行軸位移，當位移至V形密封圈部位時，很容易將密封圈劃傷，最終導致漏氣。

零部件異物來源及產生過程較多，根據 GIS產品裝配工藝要求，軸封裝配中的金屬件首先必須經過鉗處理，處理表面的尖角、毛刺，尤其是螺紋件，再進行清洗并烘干，傳遞至裝配工位，裝配前要再對零部件進行檢查和清擦，避免因傳遞時再產生尖角、毛刺，或粘附異物等導致漏氣。

裝配時，潤滑脂類的使用，是減少和避免異物產生的工藝措施之一，此部位使用潤滑脂主要是7501真空密封脂，該潤滑脂即有潤滑作用，又可粘附異物，主要在彈簧外表面、V形密封圈外表面、壓塞螺紋外表面、軸封內表面上均涂抹一層7501真空密封脂，保證零部件在進行配合裝配時起潤滑，防止異物產生，在裝配轉動軸時，由于轉動軸與V形密封圈及軸封配合間隙較小，要在轉動軸外表面同樣均勻涂抹一層7501真空密封脂，防止裝配時卡死或產生異物。

2.2 V形密封圈防止過變形的控制

V形密封圈與轉動軸在相對運動時，很容易導致V形密封圈產生變形，然而變形的程度是依靠設計合理的彈簧力（F彈），及轉動軸直徑（d），通過計算得出壓塞擰緊后的反作用力（F壓），根據受力分析：F彈+P/SV形密封圈端面=F壓，根據作用力與作用力原理，計算壓塞擰緊力矩T[2]為：

2.3 壓塞裝配速度的控制

對于壓塞裝配時，由于壓塞為#45材質，軸封為鋁合金材質，手動裝配壓塞時，由于螺紋受力不均，極易導致壓塞對軸封螺紋產生剪切作用，雖然涂抹7501真空密封脂，但仍會產生大量異物，壓塞在旋入過程中異物被粘附到轉動軸的表面，類似圖2所示。通過多組試驗證明，根據上式計算出壓塞擰緊力矩T，選用定值T的電動或氣動擰力扳手，并將扳手設定在80～120r/min速度對壓塞進行裝配，可使壓塞旋入軸封內時異物產生量降低90%以上，并且產生的異物成粉沫狀，使用7501真空密封脂的粘附作用，可將粉沫狀異物粘附壓塞螺紋表面及螺紋的退刀槽內，避免粘附到轉動軸上。

3 結束語

通過以上工藝過程的控制，GIS產品轉動密封部位使用V形密封圈結構時漏氣是可以控制的，能夠保證產品的裝配質量，從而保證產品安全的運行，避免因為漏氣原因產生重大質量事故。

參考文獻

[1]黎斌.SF6高壓電器設計第2版[M].北京：機械工業(yè)出版社，2008.

[2]濮良貴，紀名剛.機械設計第7版[M].北京：高等教育出版社，2002.

[3]孫恒，陳作模.機械原理第6版[M].北京：高等教育出版社，2002.endprint

摘 要：作為GIS制造廠家來說，氣密性要求是衡量GIS產品質量標準之一，從產品的結構設計上，對有氣密性要求的零部件有著嚴格的要求，并要完全滿足產品質量要求。然而，對于不同的氣密性結構在裝配工藝上也有著不同程度的要求，裝配工藝水平是取決于GIS產品組裝時滿足氣密要求的關鍵之一。文章主要以我公司220kVGIS產品為例，從產品的裝配工藝過程控制方面淺談解決我公司軸封處V形密封圈漏氣問題。

關鍵詞：裝配工藝；V形密封圈；氣密性；軸封

引言

GIS制造廠及GIS產品用戶較常見質量問題是密封部位的漏氣問題，產品漏氣不僅對運行中的GIS產品易造成重大質量事故，而且對環(huán)境有很大的污染，然而在GIS產品結構中，運動部位的漏氣更為常見。目前國網公司及IEC標準要求都很嚴格，產品的出廠試驗中，年漏氣率不允許高于0.3%，而作為制造廠家，甚至廠內做更為嚴格內控標準，我公司內控要求不允許產品對接面部位有漏氣。大多情況，在靜密封結構處我們產品是完全能達到標準，而在動密封V形密封圈處，運動多次后會出現微量氣體泄漏。下面作者以我公司220kVGIS產品軸封裝配為例，從裝配方法及過程控制等方面解決V形密封圈處漏氣問題的措施。

1 V形密封圈動密封結構

我公司220kVGIS產品中，V形密封圈的動密封結構主要應用在角形隔離開關拐臂盒傳動部位、斷路器拐臂盒傳動部位，該部位使用軸封裝配結構，利用V形密封圈使轉動軸在運動過程中起氣體密封作用（如圖1）。

該軸封總成裝配由彈簧、V形密封圈等組成，V形密封圈與轉動軸進行配合，保證轉動軸在運動和靜止時同樣起到密封作用，保證殼體內氣壓不發(fā)生變化（壓降）。由于V形密封圈用于轉動軸與軸封徑向雙面密封，所以V形密封圈結構影響密封性的主要因素不僅僅與零部件表面粗糙度、彈簧力、V形密封圈裝配方向、V形密封圈與轉動軸配合間隙相關，更主要的還有裝配時壓塞的壓緊力要求，裝配時異物混入、異物產生等密封部位潔凈度的控制要求等，有更直接的關系。

在產品結構設計時，根據轉動軸及軸封尺寸計算出彈簧力F=πdf的值，符合轉運密封設計要求。但由于裝配過程控制不當，導致V形密封圈處仍漏氣，通過對故障部位解體后發(fā)現，情況多為異物殘留引起漏氣（如圖2所示），或是V形密封圈與轉動軸摩擦產嚴重變形導致漏氣（如圖3所示）。

2 裝配工藝過程控制方法

2.1 零部件異物的控制

轉動軸為轉動件，當表面殘留有異物時，異物隨闐轉動軸產生多次相對運動后，會隨著轉動軸表面潤滑脂進行軸位移，當位移至V形密封圈部位時，很容易將密封圈劃傷，最終導致漏氣。

零部件異物來源及產生過程較多，根據 GIS產品裝配工藝要求，軸封裝配中的金屬件首先必須經過鉗處理，處理表面的尖角、毛刺，尤其是螺紋件，再進行清洗并烘干，傳遞至裝配工位，裝配前要再對零部件進行檢查和清擦，避免因傳遞時再產生尖角、毛刺，或粘附異物等導致漏氣。

裝配時，潤滑脂類的使用，是減少和避免異物產生的工藝措施之一，此部位使用潤滑脂主要是7501真空密封脂，該潤滑脂即有潤滑作用，又可粘附異物，主要在彈簧外表面、V形密封圈外表面、壓塞螺紋外表面、軸封內表面上均涂抹一層7501真空密封脂，保證零部件在進行配合裝配時起潤滑，防止異物產生，在裝配轉動軸時，由于轉動軸與V形密封圈及軸封配合間隙較小，要在轉動軸外表面同樣均勻涂抹一層7501真空密封脂，防止裝配時卡死或產生異物。

2.2 V形密封圈防止過變形的控制

V形密封圈與轉動軸在相對運動時，很容易導致V形密封圈產生變形，然而變形的程度是依靠設計合理的彈簧力（F彈），及轉動軸直徑（d），通過計算得出壓塞擰緊后的反作用力（F壓），根據受力分析：F彈+P/SV形密封圈端面=F壓，根據作用力與作用力原理，計算壓塞擰緊力矩T[2]為：

2.3 壓塞裝配速度的控制

對于壓塞裝配時，由于壓塞為#45材質，軸封為鋁合金材質，手動裝配壓塞時，由于螺紋受力不均，極易導致壓塞對軸封螺紋產生剪切作用，雖然涂抹7501真空密封脂，但仍會產生大量異物，壓塞在旋入過程中異物被粘附到轉動軸的表面，類似圖2所示。通過多組試驗證明，根據上式計算出壓塞擰緊力矩T，選用定值T的電動或氣動擰力扳手，并將扳手設定在80～120r/min速度對壓塞進行裝配，可使壓塞旋入軸封內時異物產生量降低90%以上，并且產生的異物成粉沫狀，使用7501真空密封脂的粘附作用，可將粉沫狀異物粘附壓塞螺紋表面及螺紋的退刀槽內，避免粘附到轉動軸上。

3 結束語

通過以上工藝過程的控制，GIS產品轉動密封部位使用V形密封圈結構時漏氣是可以控制的，能夠保證產品的裝配質量，從而保證產品安全的運行，避免因為漏氣原因產生重大質量事故。

參考文獻

[1]黎斌.SF6高壓電器設計第2版[M].北京：機械工業(yè)出版社，2008.

[2]濮良貴，紀名剛.機械設計第7版[M].北京：高等教育出版社，2002.

[3]孫恒，陳作模.機械原理第6版[M].北京：高等教育出版社，2002.endprint

摘 要：作為GIS制造廠家來說，氣密性要求是衡量GIS產品質量標準之一，從產品的結構設計上，對有氣密性要求的零部件有著嚴格的要求，并要完全滿足產品質量要求。然而，對于不同的氣密性結構在裝配工藝上也有著不同程度的要求，裝配工藝水平是取決于GIS產品組裝時滿足氣密要求的關鍵之一。文章主要以我公司220kVGIS產品為例，從產品的裝配工藝過程控制方面淺談解決我公司軸封處V形密封圈漏氣問題。

關鍵詞：裝配工藝；V形密封圈；氣密性；軸封

引言

GIS制造廠及GIS產品用戶較常見質量問題是密封部位的漏氣問題，產品漏氣不僅對運行中的GIS產品易造成重大質量事故，而且對環(huán)境有很大的污染，然而在GIS產品結構中，運動部位的漏氣更為常見。目前國網公司及IEC標準要求都很嚴格，產品的出廠試驗中，年漏氣率不允許高于0.3%，而作為制造廠家，甚至廠內做更為嚴格內控標準，我公司內控要求不允許產品對接面部位有漏氣。大多情況，在靜密封結構處我們產品是完全能達到標準，而在動密封V形密封圈處，運動多次后會出現微量氣體泄漏。下面作者以我公司220kVGIS產品軸封裝配為例，從裝配方法及過程控制等方面解決V形密封圈處漏氣問題的措施。

1 V形密封圈動密封結構

我公司220kVGIS產品中，V形密封圈的動密封結構主要應用在角形隔離開關拐臂盒傳動部位、斷路器拐臂盒傳動部位，該部位使用軸封裝配結構，利用V形密封圈使轉動軸在運動過程中起氣體密封作用（如圖1）。

該軸封總成裝配由彈簧、V形密封圈等組成，V形密封圈與轉動軸進行配合，保證轉動軸在運動和靜止時同樣起到密封作用，保證殼體內氣壓不發(fā)生變化（壓降）。由于V形密封圈用于轉動軸與軸封徑向雙面密封，所以V形密封圈結構影響密封性的主要因素不僅僅與零部件表面粗糙度、彈簧力、V形密封圈裝配方向、V形密封圈與轉動軸配合間隙相關，更主要的還有裝配時壓塞的壓緊力要求，裝配時異物混入、異物產生等密封部位潔凈度的控制要求等，有更直接的關系。

在產品結構設計時，根據轉動軸及軸封尺寸計算出彈簧力F=πdf的值，符合轉運密封設計要求。但由于裝配過程控制不當，導致V形密封圈處仍漏氣，通過對故障部位解體后發(fā)現，情況多為異物殘留引起漏氣（如圖2所示），或是V形密封圈與轉動軸摩擦產嚴重變形導致漏氣（如圖3所示）。

2 裝配工藝過程控制方法

2.1 零部件異物的控制

轉動軸為轉動件，當表面殘留有異物時，異物隨闐轉動軸產生多次相對運動后，會隨著轉動軸表面潤滑脂進行軸位移，當位移至V形密封圈部位時，很容易將密封圈劃傷，最終導致漏氣。

零部件異物來源及產生過程較多，根據 GIS產品裝配工藝要求，軸封裝配中的金屬件首先必須經過鉗處理，處理表面的尖角、毛刺，尤其是螺紋件，再進行清洗并烘干，傳遞至裝配工位，裝配前要再對零部件進行檢查和清擦，避免因傳遞時再產生尖角、毛刺，或粘附異物等導致漏氣。

裝配時，潤滑脂類的使用，是減少和避免異物產生的工藝措施之一，此部位使用潤滑脂主要是7501真空密封脂，該潤滑脂即有潤滑作用，又可粘附異物，主要在彈簧外表面、V形密封圈外表面、壓塞螺紋外表面、軸封內表面上均涂抹一層7501真空密封脂，保證零部件在進行配合裝配時起潤滑，防止異物產生，在裝配轉動軸時，由于轉動軸與V形密封圈及軸封配合間隙較小，要在轉動軸外表面同樣均勻涂抹一層7501真空密封脂，防止裝配時卡死或產生異物。

2.2 V形密封圈防止過變形的控制

V形密封圈與轉動軸在相對運動時，很容易導致V形密封圈產生變形，然而變形的程度是依靠設計合理的彈簧力（F彈），及轉動軸直徑（d），通過計算得出壓塞擰緊后的反作用力（F壓），根據受力分析：F彈+P/SV形密封圈端面=F壓，根據作用力與作用力原理，計算壓塞擰緊力矩T[2]為：

2.3 壓塞裝配速度的控制

對于壓塞裝配時，由于壓塞為#45材質，軸封為鋁合金材質，手動裝配壓塞時，由于螺紋受力不均，極易導致壓塞對軸封螺紋產生剪切作用，雖然涂抹7501真空密封脂，但仍會產生大量異物，壓塞在旋入過程中異物被粘附到轉動軸的表面，類似圖2所示。通過多組試驗證明，根據上式計算出壓塞擰緊力矩T，選用定值T的電動或氣動擰力扳手，并將扳手設定在80～120r/min速度對壓塞進行裝配，可使壓塞旋入軸封內時異物產生量降低90%以上，并且產生的異物成粉沫狀，使用7501真空密封脂的粘附作用，可將粉沫狀異物粘附壓塞螺紋表面及螺紋的退刀槽內，避免粘附到轉動軸上。

3 結束語

通過以上工藝過程的控制，GIS產品轉動密封部位使用V形密封圈結構時漏氣是可以控制的，能夠保證產品的裝配質量，從而保證產品安全的運行，避免因為漏氣原因產生重大質量事故。

參考文獻

[1]黎斌.SF6高壓電器設計第2版[M].北京：機械工業(yè)出版社，2008.

[2]濮良貴，紀名剛.機械設計第7版[M].北京：高等教育出版社，2002.

[3]孫恒，陳作模.機械原理第6版[M].北京：高等教育出版社，2002.endprint