淺析如何優(yōu)化密封工裝、提高性能試驗(yàn)效率

劉仁偉 王科研 孫婷婷

【摘要】本文介紹了密封類性能試驗(yàn)類夾具的特點(diǎn)，對(duì)密封類工裝在應(yīng)用中容易產(chǎn)生的問(wèn)題進(jìn)行分析、分類和總結(jié)。針對(duì)使用中出現(xiàn)的問(wèn)題，提出解決方案，最終提高密封性能試驗(yàn)效率。

【關(guān)鍵詞】密封性能試驗(yàn)泄露；機(jī)匣；工裝

一、緒論

目前機(jī)匣殼體類零件均需要進(jìn)行密封試驗(yàn)，氣壓、油壓、沖洗、流量、打靶等密封試驗(yàn)夾具應(yīng)用較為廣泛。首先在粗加工后精加工前需進(jìn)行腔體氣壓密封試驗(yàn)，檢查腔體的氣密性；其次在精加工后要進(jìn)行油路油壓試驗(yàn)，檢查油路的密封性能及耐壓性能；最后在零件裝配部分零件后要進(jìn)行裝配后油壓試驗(yàn)，檢查各裝配件的密封性能。在密封試驗(yàn)中，夾具對(duì)零件封堵效果決定了對(duì)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(jì)結(jié)構(gòu)導(dǎo)致密封難度大

機(jī)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(guò)程中屬于盲操作，很難確定準(zhǔn)確位置，是密封的難點(diǎn)。其次一些異型孔或鑄造孔無(wú)法采用常規(guī)的密封方式進(jìn)行封堵，還有孔徑在1.5～5mm之間的孔徑，無(wú)標(biāo)準(zhǔn)密封元件，封堵難度大。

（二）工藝路線的合理性影響試驗(yàn)密封的難度

殼體氣密性試驗(yàn)工序往往安排在粗加工結(jié)束后，精加工之前，此時(shí)個(gè)別孔口無(wú)倒角，密封圈常常會(huì)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(méi)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(jìn)行端面密封，工人加力不均，導(dǎo)致端面封嚴(yán)不實(shí)而出現(xiàn)局部泄露現(xiàn)象較多。

（三）試驗(yàn)夾具結(jié)構(gòu)及密封元件設(shè)計(jì)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(duì)密封的影響至關(guān)重要。

（四）現(xiàn)場(chǎng)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(hào)的不同零件間可以共用，因此有時(shí)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)急狀態(tài)下，經(jīng)常出現(xiàn)拆東墻補(bǔ)西墻的現(xiàn)象，由于管理不到位，在使用過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)丟失現(xiàn)象。

（五）人為因素問(wèn)題

密封試驗(yàn)與傳統(tǒng)的機(jī)械加工并不一樣，現(xiàn)階段航空產(chǎn)品密封試驗(yàn)都屬于手工操作，工人的技能水平、質(zhì)量意識(shí)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(jìn)方案

（1）優(yōu)化試驗(yàn)工裝設(shè)計(jì)與制造，提高工裝品質(zhì)。建立工裝走訪制度，強(qiáng)化現(xiàn)場(chǎng)服務(wù)意識(shí)。

（2）加強(qiáng)操作現(xiàn)場(chǎng)管理，加大技能培訓(xùn)力度，強(qiáng)化工人質(zhì)量意識(shí)。

（3）優(yōu)化加工工藝路線。

四、具體實(shí)施

優(yōu)化工裝結(jié)構(gòu)、規(guī)范設(shè)計(jì)要求，建立工裝標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。

（1）密封件的外徑與溝槽要進(jìn)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(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)GB3452.1執(zhí)行。

（2）材料優(yōu)選，在保證強(qiáng)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(biāo)7075或PA1010，減少在裝配過(guò)程中對(duì)零件造成表面損傷或磕碰，同時(shí)降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。

（3）橡膠圈的材料、硬度對(duì)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(shí)，應(yīng)在密封膠圈上涂抹油脂或潤(rùn)滑油，以保證其順利裝配。

（6）散件式密封夾具在設(shè)計(jì)時(shí)要進(jìn)行與工藝規(guī)程相對(duì)應(yīng)的標(biāo)記，并給出零件箱，將密封件進(jìn)行形跡管理。

（7）對(duì)于壓力較大的密封試驗(yàn)，工裝在設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮密封可靠性，對(duì)于孔徑密封要考慮給定雙重橡膠圈或軸向、徑向同時(shí)進(jìn)行密封。

（8）在進(jìn)行大端面密封是要首先考慮使用橡膠圈進(jìn)行，溝槽可以按照零件的形狀，設(shè)計(jì)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(diǎn)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(jìn)行鎖緊，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(jì)增加易耗件的數(shù)量，如密封圈、密封墊等，防止試驗(yàn)中損耗大，訂貨周期長(zhǎng)，影響正常的試驗(yàn)進(jìn)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(jì)時(shí)要考慮零件的裝卸，如在密封堵上設(shè)計(jì)拆卸的螺紋孔或留有臺(tái)階等便于手工拆卸。

（13）結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì)。密封、沖洗、打靶等夾具都屬于非機(jī)加、手動(dòng)操作工裝，精度相對(duì)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(jìn)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(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?yōu)化來(lái)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(xiàn)

[1]孫恒.機(jī)械原理[M].北京：人民教育出版社，2013.

[2]成大先.機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1969.