摘要
本文以航空发动机附件机匣密封性提升为切入点，介绍了影响端面静密封的主要因素，主要包括胶圈材料的选择，胶圈硬度的选择，试车温度及课题表面质量对胶圈密封性的影响。在此基础上以附件机匣为例对其设计的合理性进行了验证，并对影响密封的因素进行逐一排查，确定了漏油原因，并针对性的制定了措施，并验证措施有效。
关键词：密封性 胶圈 滑油温度
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1绪论
1.1 研究背景
附件机匣作为航空发动机的重要组成部分，从发动机提取功率并带动各种附件转动，实现燃滑油供给、发电等多种功能，对发动机的正常工作有着重要影响。
附件机匣是由壳体（箱体、箱盖）、齿轮、轴承等零组件组成的封闭齿轮箱。从喷嘴喷射出的滑油完成润滑后流入附件机匣腔体内，为防止腔体内的滑油从箱体、箱盖的接合面间流出，箱体与箱盖之间需设置静密封, 静密封主要包括垫密封及密封胶密封。
因附件机匣内腔压力较低，通常采用纸垫密封或胶圈密封。纸垫具有良好的耐温、耐压等特点，但纸垫有毛细孔，滑油易渗透，使用时需配合密封胶使用，装配时涂胶及拆卸时除胶效率低。胶圈结构简单、密封性能好、装配、分解容易等特点，被越来越多发动机采用。然而附件机匣接合面静密封漏油问题频发，严重地影响发动机的试车合格率及在外场的正常使用。
1.2研究内容
本文以附件机匣箱体与箱盖接合面静密封为研究对象，介绍了影响静密封密封性能的因素，并对各因素的作用机理进行了分析，在此基础上，以附件机匣为例，分析了漏油原因，并制定了解决措施，经验证措施有效，解决了附件机匣结合面静密封漏油问题。
2 结合面密封性影响因素分析
附件机匣箱体与箱盖结合面采用胶圈圈端面密封方式，箱体或箱盖在密封面上加工胶圈槽，箱体与箱盖之间使用自锁螺母拧紧。
2.2 胶圈性能参数影响分析
2.2.1 压缩率
端面密封压缩率计算公式：
Y=（d-h）/d （2.1）
Y——胶圈压缩率；
d——胶圈截面直径，Φ3±0.1；
发动机密封h——胶圈槽深，2.2+0.1 0。
密封结构的密封性是由胶圈与被密封表面间的接触压力来达到的，正确的选择压缩率是保证密封性的重要因素，若压缩率过小，胶圈被压缩后，与被密封面接触面积不足，发生漏
油，但压缩率不宜过大，过大的压缩率会导致胶圈发生应力松弛或塑性永久变形，造成弹性下降，从而发生漏油，同时随着胶圈截面直径增大，胶圈装配过程中可能发生扭曲等状况，造成漏油，按照GB/T 3452.3-2005推荐，压缩率一般选取20%-28%。
2.2.2 胶圈材料
橡胶是最常用的胶圈的材料，胶圈的材料应具有以下性能。
1）材料致密性好，不易泄漏介质；
2）有适当的机械强度和硬度；
3）压缩性和回弹性好，永久性变形小；
4）高温下不软化、不分解，低温下不硬化、不脆裂；
5）抗腐蚀性能好，在酸、碱、油等介质中能长期工作；
6）摩擦系数小，耐磨性好；
7）具有与密封面贴全的柔软性；
8）耐老化性好，经久耐用。
常用的密封圈材料如下。
天然橡胶：使用温度0～80℃，适用于饮用水、热水、无油空气等，不适用于石油类介质。
氯丁橡胶：使用温度-35～80℃，具有良好的耐无机酸性能。
硅橡胶：耐热、耐寒性好，压缩永久变形小，但机械强度低，使用温度－60～230℃，适用于饮用水、热水、无油空气以及高温蒸汽等，不适用于石油类介质。
乙丙橡胶：使用温度－50～150℃，适用于热水、稀酸、无油空气和多种化学品，不适用于石油介质。
橡胶：使用温度－40～120℃，耐油、耐热、耐磨性好。适用于石油产品，带油蒸汽的空气，植物油和矿物油，不适用于超过65℃的热水或超过60℃的热干空气。
氟橡胶：氟橡胶空气中工作温度为-40～250℃，航空油料中为-40～180℃，耐热、耐酸碱及其他化学药品、耐油，适用于所有润滑油、汽油液压油、合成油，多种氧化酸、卤代烃、有机液体和含碳氢的空气。
2.2.3 胶圈硬度的影响
通常使用邵尔硬度表示橡胶或塑料的硬度，邵尔硬度和布氏硬度以及洛氏硬度一样都是一种相对硬度。邵尔硬度是邵尔硬度计的读数，当硬度小于90时，通常使用邵氏A硬度计，当硬度大于90时，通常使用邵氏D硬度计。
附件机匣工作中，胶圈通常需要承受内腔的压力，为研究不同硬度的橡胶受内腔压力变形情况，利用ANSYS软件对橡胶受载变形情况进行了仿真分析。
2.2.2 邵尔硬度
邵尔硬度和布氏硬度以及洛氏硬度一样都是一种相对硬度。邵尔硬度是邵尔硬度计的读数，通常是用来表示橡胶或塑料的硬度，当硬度小于90时，通常使用邵氏A硬度计，当硬度大于90时，通常使用邵氏D硬度计。
各硬度的胶圈在1.5MPa压力下的变形情况，随着胶圈硬度的减小，胶圈的变形量逐渐增大。当橡胶硬度降低为30A时，发现胶圈局部进入了箱体间的缝隙中。
2.3 橡胶受压变形情况仿真分析
胶圈的强度随硬度增大而提高，胶圈抵抗变形的能力随硬度增大逐渐增强，当橡胶硬度较低时，在滑油压力作用下胶圈容易发生变形，同时胶圈容易挤入箱体与箱盖的缝隙中，造成漏油，另外橡胶硬度较低时，胶圈装配过程中易发生破损，造成密封失效，但胶圈的硬度不宜过高，硬度高时，在规定的拧紧力矩作用下，胶圈的压缩量下降，同样会发生漏油。
胶圈实物质量胶圈内径或截面直径超差，胶圈破损、扭曲等均可能导致漏油情况发生。
2.4 试车滑油温度影响分析
（1）温度对胶圈的影响
胶圈在低温条件下容易发生收缩，会导致胶圈压缩量降低，进而发生漏油。胶圈在高温下容易发生应力热膨胀及应力松弛，导致密封失效。
（2）温度对滑油粘度的影响
粘度是滑油的主要理化性能，也是各种滑油分级的指标，对质量鉴别和确定用途等有决定性意义。通常使用动力粘度（η）或运动粘度（ν）来度量[3]。它们之间的关系为
（2.18）
式中：ν——运动粘度，cm2/s；
η——运动粘度，Pa·s；
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