【文章內容簡介】 即泄漏率來表示。密封的理想情況是零泄漏，泄漏率為零，即沒有介質能夠通過密封副到達另一側。但是密封結構、密封材料、密封環(huán)境等密封條件是多種多樣的，影響最終密封性能的岡素繁多。從絕對的理論意義上來說，沒有什么樣的密封結構能夠做到零泄陜西航空職業(yè)技術學院 機電工程系 2021 屆畢業(yè)設計（論文） 12 漏，因為物質都是由分子構成的，分子之間有空隙，分子總是永不停息地做無規(guī)則熱運動 ，一種物質的分子可以滲入另一種物質的分子彼此進入對方而形成擴散。有入曾經做過試驗，把油密封在厚壁鋼筒里，然后向里面加上 2萬個大氣壓，經過一段時間，鋼筒表面沒有裂紋出現(xiàn)，仍然可以觀察到鋼質容器壁上有細密的油珠出現(xiàn)，這是油分子透過鋼壁從內部滲透到表面上來。但是從工程實際的意義上來說，密封結構只要保證泄漏量在工程許用的范圍內就可以了。造成泄露的內岡是介質本身的壓力和介質分子的吸附和擴散作用，這也是需要采取密封措施的原因；造成泄漏的外因是密封結構的設計缺陷。機械加工的精度對泄露量有較大影響，機械加 工使機械產品表面 可能存在各種缺陷出現(xiàn)形狀尺寸偏差，或粗糙度不能滿足要求，裝配零部件的聯(lián)接處就會存在縫隙；在兩側介質壓力差驅動下，工作介質就可沿著縫隙流向低壓側而產生泄漏。而密封的措施可以是用密封件封填聯(lián)接面上的縫隙，隔離兩側介質，或給泄漏物質以反向壓力，以抵消引起泄漏的動力。機械加工精度是廣泛影響密封性能的一個重要因素，在各種形式的密封結構中都直接影響著密封的性能。在常規(guī)介質壓力作用下，密封介質直接通過密封結構是產生泄漏主要形式：但在考慮低壓或真空系統(tǒng)的密封時，在消除了直接泄漏之后，有時仍不能達到工程要求的密封性能，這時主 要的泄漏形式是滲漏和擴散，即在壓力差和濃度差作用下，介質通過密封材料的毛細孔的物質傳遞。這種情況下的密封性能由密封材料的性能有關，性能優(yōu)良的密封材料可以把滲漏和擴散降至最低。采用膠密封形式的密封結構其性能由密封劑的性質來決定，如密封劑的粘附力，粘度，是否硫化，硫化后的強度等。 最終密封的實現(xiàn)要通過一系列裝配工藝來實現(xiàn)，所以密封工藝與密封劑的質量、被密封結構 設計的合理性是同等重要的，先進、合理的密封工藝可實現(xiàn)結構的優(yōu)質密封。綜上所述，影響密封性能的因素有密封的環(huán)境條件、密封的型式、所選用密封材料、密封工藝和 實際操作等。 二． 飛機結構密封技術及其指標要求 1．飛機結構密封技術 按照密封件的物理形態(tài)，可將飛機結構的密封方式分成三種基本類型：同體密封、液體密封、膠體密封。 1)固體密封 通常是指采用橡膠密封條 (片、塊、墊 )等物質進行密封。它的密封機理是利用這些同體密封件具有超彈性，在受劍壓縮時出現(xiàn)大的變形量而將縫隙填滿。其優(yōu)點是：對大縫隙的填充 性好、簡單易行、經濟。其缺點是：對于表面不連續(xù)部位、細小縫隙部位、粗糙不平部位的密封性不好；不能用于飛機上活動構件部位的密封。用室溫固化橡膠密封劑對飛機窗口邊框部位直接密封 的方式，也是屬于固體密封。它的密封防水性能和使用壽命等都有很大提高。但是，使用一段時間后密封效果就會變差。問題的主要原因是： ①密封劑是多組分，施工工藝較復雜，涂層質量難以得到保障，特別是粘敷力不易得到保障，膠層容易剝落； ②膠層的彈性不夠好，硫化后呈平板狀簿層結構，于是可壓縮變形量很小； ③窗口框架上整體灌膠，導致開啟窗口蓋困難，有時只有用敲打等辦法強行開蓋，這樣窗口蓋周邊容易變形，使原有的密封性遭到破壞； ④不能用于復雜的活動構件部位密封。 2)液體密封． 陜西航空職業(yè)技術學院 機電工程系 2021 屆畢業(yè)設計（論文） 13 液體密封，是指用密封油對機件進行密封。它適用于精密機件表面的密封。因為密封油的粘 度小，流動性大，不適用于飛機設備窗口邊框部位的密封。這種密封技術主要由于密封性要求很高的場所。它要求需密封的表面加工精細。 3)膠體密封 膠體是指物理形態(tài)介于固態(tài)和液態(tài)之間的物質，它既不像固體那樣有一定的形狀，也不像液 體那樣具有很好的流動性。膠體密封，就是指用膠體狀物質實施密封作業(yè)。在外力作用下，它的外形很容易發(fā)生變化；當外力停止作用時，它的外形則保待不變。因此它適應性強，適用于活動構件部位、細小縫隙部位的密封防水。但是它的 強度低，不宜單獨用于較寬縫隙部位的密封。膠體密封的突出優(yōu)點就是在外力作用下形狀可以隨意的改變，填充性能好，對于結構復雜的細小縫隙有良好的密封防水效果。但這也是它的主要缺點是：強度低，容易被擠跑或粘走，因此用于經常打開的部位例如活動窗口，就需要適時地補充。所以在實施膠體密封時，要根據情況來選取密封劑，使之具有能滿足要求的粘度。 2． 飛機結構密封技術的指標和要求 根據密封技術在飛機結構密封防水應用中的實際調研情況可知，當前的飛機結構的密封技術方案需要滿足如下技術指標和要求： 1)具有多種防護功能。不僅能用于機載 設備窗口 (縫隙 )的密封防水，而且能用于活動構件部位的密封防水。 2)具有優(yōu)良的密封性、防水性、防腐性、電絕緣性。 3)實旅方法和工藝簡單易行、安全。 4)粘附性適中好，填充性和可維護性好，經濟，使用壽命長 (一般應超過五年 )。 航空工業(yè)盡管己經有百年歷史，但密封防水技術確是我國飛機結構設計、制造和修理的薄弱環(huán)節(jié)。這是因為： ①飛機機構各部件間所存在的各種縫隙以及外部機載設備的窗口和口蓋不僅數量多，而且大小不等、形狀各異。這給制定密封防水方案增加很大難度、帶來很多麻煩。 ②機載設備窗 口和口蓋都是活動類型的結構設計。窗口和口蓋上的固定裝置、鎖緊裝置都是屬于復雜的活動構件。這就要求所采取的密封防水措施，既要具有良好的密封防水性，又要能保持活動構件的原有活動功能特性。 ③許多窗口蓋是用薄鋁板制作的，不僅面積大、而且結構復雜，在使用過程中邊緣很容易發(fā)生變形翹曲，這樣很容易破壞相應結構的密封防水性能。 ④對于現(xiàn)役飛機來說，任何防護措施都必須以確保飛行安全為前提。這對密封防水技術研究又增加了許多限止條件。 4. 現(xiàn)有的飛機密封結構的特征及其不足 根據前期的調研工作，得出當前飛機結構密封防水的狀況是 位于機頭及機身上部重要的電子、電氣設備窗口基本上都有密封防水措施。而其它部位的大多數窗口基本上沒有密封防水措施。除座艙部位以外，整個飛機機體是非密封結構設計，因此，機體外部所有縫隙及活動構件部位都是進水途徑。 飛機機載設備窗口密封防水的傳統(tǒng)方法都采用了固體密封技術： ①粘貼橡膠密封條 (帶 )進行密封。由于橡膠密封條通常是呈扁平狀，壓縮回彈性很小；很難形成連續(xù)的密封帶，因此，防水效果較差。 陜西航空職業(yè)技術學院 機電工程系 2021 屆畢業(yè)設計（論文） 14 ②用室溫硫化橡膠密封膠進行密封。它的防水效果比粘貼橡膠密封條有明顯提高。新制造出廠的飛機與老舊飛機的密封結構的狀況又有所不 同，具體為：老舊飛機窗口的密封方法：通常是采用粘貼橡膠密封條 (帶、圈、片等 )的方法進行密封。 其優(yōu)點是：對大縫隙的填充性好、簡單易行、經濟。其缺點是：防水效果差。出現(xiàn)密封失效問題的主要原因是：①窗口蓋板形狀復雜，密封條只能是分段粘貼，不可能形成一條連續(xù)的警封閉狀態(tài)的密封帶；②密封條呈扁平狀的簿層結構，可壓縮變形量很小，再加上粘貼不牢，部分產品耐老化性不好等原因，因此有效使用壽命短； ③有的窗口蓋板面積很大，結構強度不夠，在使用過程中很易發(fā)生變形： ④現(xiàn)有密封方法都不能用于復雜的活動構件部位密封。新制造出廠飛 機窗口的密封方法：通常是采用多組分的室溫硫化聚硫橡膠密封劑，直接在窗口框架上形成整體的密封膠層。因此，它的密封防水性能和使用壽命等都有很大提高。但是，使用一段時間后密封效果就會變差。出現(xiàn)密封失效問題的主要原因是：①密封劑是多組分，施工工藝較復雜，涂層質量難以得到保障，特別是粘敷力不易得到保障，膠層容易剝落；②膠層的彈性不夠好，又呈平板狀簿層結構，于是可壓縮變形量很?。虎鄞翱诳蚣苌险w灌膠，導致開啟窗口蓋困難，有時只有用敲打等辦法強行開蓋，這樣窗口蓋周邊容易變形，使原有的密封性遭到破壞：④現(xiàn)有的各種密封方法都 不能用于復雜的活動構件部位密封?；顒訕嫾课幻芊夥浪淖畲蠹夹g難度就是既要有優(yōu)良的密封防水性能，同時又要能保障活動構件能正?；顒印，F(xiàn)有的這些固體密封技術存在的最大問題就是不能解決這一技術難題。因此，現(xiàn)役飛機外部眾多活動構件，例如，機載設備窗口蓋的邊緣縫隙、固定鎖扣、固定螺釘、固定螺孔、活動鉸鏈、活動把手等部位的滲漏水問題就一直未能得到很好地解決，嚴重地影響飛機的使用可靠性和安全性。綜上所述，通過對我國現(xiàn)役飛機結構密封防水技術的全面梳理，為了解決現(xiàn)有的飛機密封防水結構所存在的不足，應該積極開展飛機結構的密封防 水新技術研發(fā)及其實際應用研究。 三 .典型飛機結構密封防水新技術應用方案的內容 通過對傳統(tǒng)密封技術在現(xiàn)有飛機中的實際應用現(xiàn)狀的調研工作，在第二中提出了飛機結構密封技術方案的指標和基本要求。為了滿足所提出的新型密封技術方案的指標和技術要求，需要制定出飛機結構密封防水新技術方案的內容。 1． 密封新技術方案內容的確定 為了達到理想的效果，必須根據各個密封部位的具體狀況，正確地選擇或設計具體的密封防水方案?？蓱玫拿芊夥浪牧现饕械儡壥矫芊鈼l、 JMF01膠體密封防護劑、 MF93 1可剝型橡塑涂料、重防護橡塑涂料和 DL609厭氧密封膠等。根據不同部位，密封防水方案的具體措施有所不同。經過研究小組的共同研究決定，主要的技術方案初步確定，可分為如下三個方面： 1)機載設備窗口部位的密封防水方案 ①對于不常打開的窗口縫隙，將窗口邊框及所有同定螺孔、螺釘、把手、塔扣等部位清洗干凈，填充涂覆足量的膠體密封防護劑。 ②對于需經常打開的活動類型的窗口，如果窗口深度較淺，采用填充粘膠體密封劑的方法。實施方法同①；如果窗口深度較深，采取“道軌式密封條 +膠體密封劑”的方法。 ③對于原來用密封條密封的窗口，如果原有的密封條完好，則作清潔 處理。如果原有的密封條如果己損壞，則作更換處理。然后在窗口框架上及所有同定螺孔、螺釘、把手、塔扣等部位填充涂覆膠體密封防護劑。 ④對于原來用窒溫硫化聚硫橡膠密封劑實施整體密封的窗口，如果原有的密封膠層完好，則作清潔處理，然后在窗口框架上及所有同定螺孔、螺釘、把手、塔扣等部位填充陜西航空職業(yè)技術學院 機電工程系 2021 屆畢業(yè)設計（論文） 15 膠體密封防護劑。如果原有的密封膠層己經損壞，則先清除損壞的膠層，然后按照方法②進行防護處理。 2)飛機外部易進水縫隙的密封防水方案 ①對于可拆卸蒙皮等部位的縫隙，采用涂敷可剝型橡塑涂料的方法進行外部整體密封。 ②對于不可拆卸蒙皮等部位 的縫隙，采用涂敷可剝型橡塑涂料的方法進行外部整體密封。也可以采用涂敷重防護橡塑涂料的方法進行永久性外部密封。 3)飛機外部其它活動部位的密封防水方案 對于飛機外部其它活動部位，例如鉸鏈、活動把手、指示桿等部位，采用填充足量膠體密封防護劑的方法進行密封。根據所確定的密封防水新技術方案，制定了針對典型案例中所描述問題的密封防水方案。采用的具體密封防水方案如下： ①對于 l， 2， 3型飛機螺栓槽部位的密封防水問題，采取“道軌式密封條 +膠體密封劑”的方案進行密封。 ②對于 l型飛機編隊燈部件的密封方案，方案同①， 將道軌式密封條的具體形狀改為單條空心圓柱型密封條進行密封。 ⑨對于 5和 6型飛機平尾大軸內腔密封防水問題，采取了向平尾大軸上銷軸和銷孔之間的縫隙滲入 DL609型厭氧密封膠的方案。 2．密