航天器密封结构的寿命影响因素分析

发布时间：2021-02-03 22:49

　　密封配偶件金属密封面的表面形貌、结构尺寸、结构变形对密封性能有着直接的影响,本文分别介绍了金属密封面表面粗糙度、表面纹理对于泄漏率、摩擦系数的影响;密封槽结构尺寸对配合间隙、密封圈的影响;应力、负荷、温度、压差等对密封结构的变形影响以及装配精度的影响,从金属密封配偶件角度较全面的分析了影响航天器密封结构寿命的因素。 

【文章来源】：机电产品开发与创新. 2020,33(05)

【文章页数】：3 页

【部分图文】：

表面粗糙度σ对泄漏率Q的影响

密封表面的粗糙度对于动密封的影响表现为对密封面的磨损。从目前应用较广的橡胶为非金属的密封结构来说，虽然橡胶密封圈的磨损程度取决于自身粗糙度、耐磨性和自润滑性能，但密封面的粗糙度是橡胶磨损的主要原因。图2为双O型密封圈动密封结构形式，在进行了约1000次转动试验后，出现漏率超标现象，经过单点漏率检测，发现双O形圈与转轴动密封结构处为泄漏点，转轴与O型密封圈接触处有明显的磨痕，转轴粗糙度不合适是主要原因之一，在转轴转动过程中，粗糙表面使O型圈表面形成应力集中点，促使橡胶加速老化，发生密封失效。动密封金属表面粗糙度σ对于橡胶摩擦系数μ的影响（干摩擦）如图3所示，在经过一定时间的动摩擦，摩擦系数随粗糙度下降而下降，到达σ值后不再随粗糙度减小下降，而是相应升高，随后居于稳定值，当摩擦副表面粗糙度减小到微纳米级或原子级时，这种现象更加明显[2]。

动密封金属表面粗糙度σ对于橡胶摩擦系数μ的影响（干摩擦）如图3所示，在经过一定时间的动摩擦，摩擦系数随粗糙度下降而下降，到达σ值后不再随粗糙度减小下降，而是相应升高，随后居于稳定值，当摩擦副表面粗糙度减小到微纳米级或原子级时，这种现象更加明显[2]。由上可见并不是表面越光滑，磨损越小，应根据产品的实际应用特点选择一个合理的粗糙度值，对于接触式机械密封的优化设计而言，选择合适的粗糙度的大小具有极其重要的意义。

【参考文献】：
期刊论文
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[3]O形橡胶密封圈的非线性有限元分析[J]. 王朝晖,何康康.  航天制造技术. 2016(02)
[4]波度端面机械密封热流体动力润滑性能分析[J]. 楼建铭,孟祥铠,李纪云,彭旭东.  润滑与密封. 2016(02)
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[6]基于ANSYS的轴套过盈配合接触分析[J]. 张建水,殷玉枫,赵肖敏,王玮.  机械设计. 2014(05)
[7]机械密封摩擦副端面接触分形模型的修正[J]. 魏龙,顾伯勤,刘其和,张鹏高,房桂芳.  化工学报. 2013(05)
[8]全膜润滑到边界润滑的过渡研究[J]. 王文中,王顺,胡元中,王慧.  润滑与密封. 2006(09)

硕士论文
[1]典型截止阀密封副密封特性研究[D]. 李少波.北京化工大学 2013
[2]载人飞船舱门及其主轴密封结构的有限元分析与优化设计[D]. 傅海明.哈尔滨工业大学 2009



本文编号：3017277