金属密封垫圈装配次数探讨.docx

    金属密封垫圈装配次数探讨    秦运德 沈小波 卢力源 李梦喆摘 要：密封垫片是一种用于机械、设备、管道只要是有流体的地方就是用的密封备件，金属密封垫片是以金属板状材质，经切割，冲压或裁剪等工艺制成，用于管道之间的密封连接，机器设备的机件与机件之间的密封连接密封垫设计参数很重要，但如何正确使用密封垫次数对密封功能起到决定性作用关键词：金属密封垫 装配 次数1 引言金属密封垫片具有精密度高，拉力度强，光洁度好，有韧性，不易折断的特点，在变速器行业运用广泛，比如加、放油塞、倒车灯开关等，金属密封垫常见的失效形式为变形，加工纹路粗糙、安装平面不平整，最终导致密封失效影响密封垫密封功能的主要因素有螺栓扭矩，油温，油压、壳体配合面精度，及装配次数等在此本文通过对装配次数的研究与垫片变形的规律研究，从而得出使用次数对密封性能的影响2 问题描述某公司一变速器上放油塞使用的密封垫圈金属垫圈，材料为铜，整车装配变速箱时，发现油底壳放油螺栓处渗油，密封垫圈的装配位置如图1所示故障垫圈拆解验后变形情况如图23 问题分析拆解发现垫圈变形严重，中间部分因没有被螺栓法兰受压，有明显的凸起在校验室进行测试会拆卸放油螺栓，然后重新拧紧，重新拧紧时，铜垫片已经发生变形，变形为不可恢复塑性变形，二次使用在同等螺栓预紧力情况下，密封垫圈的变形量会有所变化。

壳体加工表面会存在粗糙度、变形的问题，它们和垫片之间存在泄漏通道密封垫圈二次使用后的变形量会有所变化，不能有效填充壳体平面之间的不平整间隙，造成渗油风险，垫片密封原理如图3密封垫圈一次装配试验结果如表1所示从分析数据分析：1）一次装配后垫片变形量最大为0.34，最小为0.27，平均值为δ1=0.296mm，油底壳为冲压件，冲压件平面度为Pmax=0.2;2）一次装配后，δ1>Pmax，密封垫圈的变形量可以填充壳体不平整度密封垫圈二次装配试验结果如表2所示从数据上分析：1）二次装配后，变形量最大为0.1，最小为0.05，平均值为δ2=0.064;2）二次次装配后，δ2=0.064< p>综合上述试验结果来看，装配次数对密封垫圈密封性能有很大的影响4 理论分析4.1 密封垫圈变形分析密封垫圈承受螺栓的轴向预紧力F，在F的作用下，密封垫圈首先会产生变形，根据胡克律的内容为;固体中的应力σ与应变ε成正比，即σ=Ε*εσ=F/Aε=δ/L即δ=FL/（EA）     公式1式中E为常数，称为弹性模量F：螺栓的轴向预紧力FA：密封垫圈有效接触面积δ：密封垫圈变形量L：密封垫圈原始厚度按照上述公式1，即在图4中oa段，为弹性变形区域阶段。

4.2 应力与应变关系应力与应变关系如图4所示1）从上面试验分析，二次装配的螺栓扭矩没有变化，轴向预紧力没有变化，但是垫片两次的变形量有很大的差异2）垫片一次装配过程中，垫圈首先产生了弹性变形，此阶段变形量与应力成正比，变形量随应力增加而增加3）从上面试验分析，一次装配后的密封垫圈已经产生了塑性变形，不可恢复二次装配过程中，此时垫圈处于c阶段，进入强化阶段，变形量增加必须要增加应力，即轴向预紧力要增加，在应力不变情况下，变形量变化很小5 结束语1）本文通过对密封垫圈装配次数的试验分析，找到密封垫圈装配次数与它变形量的关系，为金属密封垫圈装配次数提供试验依据2）通過应力与应变的关系图找到密封垫圈的变形趋势，为金属密封垫圈装配次数提供风险分析依据;3）强化阶段应力与应变的具体关系还需要大量数据研究参考文献：[1]《材料力学》 第四版  刘鸿文 主编.  -全文完-。