基础知识 | 飞机上的密封圈

ryn_82 · 发表于 2020-2-19 12:08:01

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密封圈用于防止流体通过某一点，并防止空气和污染物进入系统。随着液压和气动技术在飞机系统中的日益广泛应用，因此需要具有不同特性和设计材料的封圈和垫圈，以满足各种不同的运行速度和温度的要求。
没有一种密封方式或类型能满足所有装置的要求。以下是其中一些原因：

系统运行的压力
系统中使用的油液类型
金属表面和相邻零件之间的间隙
运动的类型(旋转或往复，或静止)

密封件主要分为三类：封圈、垫圈和刮油环。
一个密封可以由一个以上的部件组成，例如一个O形封圈和一个支承环，或者可能由一个O形封圈和两个支承环组成。
在滑动或移动组件内部使用的液压密封通常称为封圈（packings）。在不动接头和凸台之间使用的液压密封通常称为垫圈（gaskets）。

密封圈：Packings

01.

V形密封圈V-Ring Packings
V形密封圈（AN6225）是单向密封，安装时始终使V形密封圈的开口端面对压力。安装后，V型密封圈必须有公接头和母接头，以将其固定在正确的位置。还必须要将密封护盖拧紧到规定的力矩值，否则可能无法提供预期的密封效果。

02.

U形密封圈

U-Ring

U形环密封圈（AN6226）和U形杯密封圈用于刹车组件和刹车主作动筒。U形密封圈和U形杯密封仅向一个方向加压；因此，密封圈的边缘必须面向压力。U型环密封圈主要用于低压密封，压力小于1000 psi。

03.

O形密封圈

O-Rings

飞机上使用的大多数密封圈和垫圈都是以O形圈的形式制造的。O形封圈的形状是圆形的，其截面相对于其直径而言很小。横截面是真正的圆形，已经成型和修剪到非常接近的公差。O形密封圈在两个方向上都提供有效密封。这种密封是通过其材料挤压的弹性变形来完成的。
飞机设计的进步使得新的O形圈结构必须满足不断变化的条件。液压O型封圈最初是根据美国空军-海军（AN）规范编号6227、6230和6290建立的，用于工作温度在-65°F到+160°F之间的流体中。当新的设计将工作温度提高到可能的+275华氏度时，开发和完善了更多的化工品。
最近，在军标（MS）规范下开发出了新的化工品，在不牺牲高温性能的情况下改善了低温性能。这些优良材料被用于：MS28775 O型封圈取代了AN6227和AN6230 O型封圈，MS28778 O型封圈取代了AN6290O型封圈。这些O型封圈现在是系统的标准配置，其工作温度可能从-65华氏度到+275华氏度。

O形封圈的颜色编码制造商提供了一些O形封圈的颜色编码，但这不是一个可靠的或完整的标识手段。颜色编码系统不标识尺寸，只标识系统流体或气体的相容性，在某些情况下，还标识制造商。
与MIL-H-5606流体兼容的O型封圈上的色码始终包含蓝色，但也可能包含红色或其他颜色。
适用于Skydrol®液体的封圈和垫圈总是用绿色条纹进行编码，但也可能有蓝色、灰色、红色、绿色或黄色点作为颜色代码的一部分。
与烃类流体相容的O型封圈上的色码始终包含红色，但不包含蓝色。
圆周上的彩色条纹表明O形圈是凸台垫圈密封。条纹的颜色表示油液相容性：红色表示燃油，蓝色表示液压油。
有些封圈上的编码不是永久的。在其他情况下，可能由于制造困难或操作干扰而省略。

此外，一些航空航天规范要求特定的彩色编码点。NAS 1613 Rev 2要求在E0515-80的表面上有1个白色条纹和2个黄色永久点。竞争对手的化合物有不同的颜色代码。NAS 1613 Rev 4 和 5要求1条白色条纹和1个白色圆点，但这些标记不必是永久性的。

NAS1612-12：2个黄点和1个白色条纹

NAS1612-16A：1个白点和1个白色条纹

此外，颜色编码系统无法确定O型封圈的寿命或其温度限制。
由于颜色编码的困难，O形封圈可以在每个包装袋上贴上所有相关数据。选择O形封圈进行安装时，包装袋上的基本零件号提供了最可靠的复合标识。

04.

支承环Backup Rings
支承环：back-up rings，又叫做Anti-extrusion rings，用来防止封圈被挤出。

聚四氟乙烯制（Teflon™）制成的支承环（MS28782）不会随着时间而变质，不受任何系统流体或蒸汽的影响，并且可以承受超过高压液压系统中遇到的极端温度。
它们的破折号后的标号不仅表示它们的尺寸，而且直接与它们在尺寸上适合的O形封圈的破折号标号有关。
它们有许多可互换的件号；如果其外形尺寸适合支撑相应的O形封圈，任何特氟龙™ 支承环可用于更换其他特氟龙™ 支承环。
以737NG A/B液压系统EDP/EMDP低压电门为例：

A系统EDP低压电门

封圈【120】：NAS1611-113或NAS1611-113A两个支撑环【115】：MS28782-11或BACR12BM113，两种RING是互换的。

支撑环没有颜色编码或其他标记，必须从包装标签上识别。
支承环的检查应包括确保表面没有不规则的地方，开口处是干净的和锋利的，开口切口是平行的。检查特氟龙时™ 螺旋支承环时，确保线圈在不受约束的情况下分离不超过1/4英寸。确保支承环安装在O形环的下游。

O型封圈支撑环要安装在下游

05.

垫圈Gaskets
垫圈用作两个平面之间的静态（固定）密封。一些比较常见的垫圈材料是石棉、铜、软木和橡胶。

凡是需要耐热垫片的地方都使用石棉薄膜，它广泛用于排气系统垫片。大多数石棉引气垫圈都有一层薄薄的铜边，以延长寿命。实心铜垫圈用于点火电嘴垫圈，其中必须有不可压缩的半软垫圈。
软木密封垫可用作发动机曲轴箱和附件之间的油封，并且在需要密封垫的地方，密封垫能够占据由于粗糙表面或膨胀和收缩引起的不均匀或变化的空间。
在需要可压缩垫圈的地方可以使用橡胶垫圈。但不应在可能接触汽油或机油的任何地方使用，因为橡胶在接触这些物质时会迅速变质。用于执行机构气缸、阀门和其他部件的端盖周围的流体系统中。通常用于此目的的垫圈为O形垫圈，类似于O形密封圈。

06.

密封圈材料Seal Materials
大多数密封圈由与所用液压油相容的合成材料制成。用于MIL-H-5606液压油的密封圈与Skydrol®不兼容，液压系统维护中使用错误的液压油可能导致渗漏和系统故障。
使用MIl-H-5606的系统的密封圈由氯丁橡胶或丁腈橡胶制成。Skydrol®的密封件由丁基橡胶或乙丙橡胶制成的。

07.

O型封圈安装O-Ring Installation
拆卸或安装O形封圈，应避免使用尖锐或锋利的工具，以免造成液压部件表面划伤或损坏，或损坏O形封圈，可使用提供的O形封圈安装专用工具。在使用封圈拆卸和安装工具时，不要与气缸壁、活塞头及相关精密部件接触。
在拆除所有O形封圈之后，安装新O形封圈的部件必须进行清洁和检查，以确保它们没有受到任何污染。
每一个用于更换的O型封圈都应从其密封包装中取出，并检查有无缺陷，如瑕疵、磨损、切口或穿孔。
虽然O型封圈乍一看可能是完好的，但可能存在轻微的表面缺陷。在不断变化的操作压力下的飞机系统中，这些缺陷通常会令O形密封圈无法达到令人满意的密封性能；因此，发现影响O形密封圈性能的缺陷时，应予以废弃。
这种缺陷很难检测，一家飞机制造商建议在安装前，使用一个有足够照明的四倍放大镜检查每个封圈。通过在检查锥或定位销上滚动密封圈，还可以检查内径表面是否有小裂纹、异物颗粒，或其他能导致渗漏或缩短O形圈寿命的不规则物质。当封圈从里向外滚动时，密封圈的轻微拉伸有助于揭示一些其他时候看不到的缺陷。
检查后和安装前，将O形封圈浸入干净的液压油中。在安装过程中，避免滚动和扭曲O形封圈以将其移动到位。如果可能，保持O形圈轮廓线的位置不变。
当O型封圈安装需要跨越或穿过锐利的螺纹区域、脊、槽和边缘时，使用保护措施，例如O形封圈送入套筒，如图3-A所示。将O型封圈放入所提供的空腔后，用手指轻轻转动O形圈，以消除安装过程中可能出现的任何扭曲。

O型封圈安装技术

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08.

刮油环Wipers
刮油环用于清洁和润滑活塞轴的露出部分。它们可以防止污染物进入系统，并有助于保护活塞轴免受划伤。

刮油环可以是金属的，也可以是毛毡的。它们有时一起使用，在金属刮油环后面安装一个毛毡刮油环。

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