以某飞机某部位作动筒渗漏和密封圈扭转断裂的故障为切入点,利用有限元分析软件ANSYS建立O形橡胶密封圈(简称O形圈)的二维轴对称模型,对装配阶段和静压阶段下不同配合间隙、沟槽深度、沟槽宽度、圆柱度和偏载对密封性能的影响进行分析。结果表明:在一定范围内,配合间隙、沟槽深度、沟槽宽度对密封性能影响较大,而圆柱度和偏载对密封性能影响较小;在允许的范围内,较小的配合间隙、合适的沟槽深度和宽度能够得到优异的密封性能。该作动筒的O形圈发生渗漏和扭转断裂的原因为密封槽宽度偏大,综合考虑,对密封槽宽度进行改进能够有效提升O形圈的密封性能。

针对传统密封件设计中使用AutoCAD软件存在尺寸修改困难、设计柔性差等问题,开发出基于SolidWorks二次开发的密封件设计软件。在密封件设计软件上输入设计信息,实现搜索历史设计信息、标准件设计尺寸建议、性能预估、自动出工程图、保存设计信息等功能,可以让设计开发人员更加快捷、高效地设计和修改密封件结构,从而有更多的时间和精力用在密封件的正向设计和对设计结果的仿真模拟和台架验证,实现密封件的迭代得到最优结构,缩短了产品的设计开发周期[1]。

为探讨VL密封件在实际使用过程中性能指标与密封件摩擦力、变形量等参数的关系,通过试验获得VL密封件的寿命,然后设计多组VL密封件寿命试验,研究不同寿命节点下密封件的泄漏情况,分析内径尺寸、截面轮廓变化、磨损量、摩擦力以及唇口处表面粗糙度对泄漏速率的影响。结果表明:VL密封件在寿命试验过程中,其泄漏速率呈现先增加后稳定一段时间,然后呈继续增加的趋势;内径尺寸变化、截面轮廓变化程度以及磨损量与泄漏速率呈现正相关关系;摩擦力变化与唇口处表面粗糙度变化与泄漏速率无直接关系。

弹簧是构成油封的重要部件,准确预测弹簧所产生的径向力大小对油封弹簧的设计及选取具有重要意义。通过MATLAB软件建立了油封弹簧径向力的分析与计算模型,可以实现弹簧径向力的估算,并能反算出特定径向力所需的弹簧长度。同时设计了用户使用界面,生成了可独立运行的软件;通过径向力测量仪验证了软件计算结果的正确性,为油封弹簧的设计选型提供了一种方便快捷的分析工具。