航空激光产品的密封设计研究
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关键 词 ：激 光产 品 密 封 结 构 设计 装 配 中 图分 类 号 ：ＴＨ１３６；Ｖ２６０．１ 文献标 志 码 ：Ａ 文章 编 号 ：１０００～４９９８（２０１８）０７—００７２—０３
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｖｉａｔｉｏｎ ｌａｓｅｒ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｈａｖｅ ｓｔｒｉｃｔ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ ｓｅａｌｉｎｇ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ， ａｎｄ ｔｈｅ ｓｅａｌｉｎｇ ｐｅｒ ｆｏｒｍ ａｎｃｅ ｗｉｌｌ ｄｉｒｅｃｔｌｙ ａｆｆｅｃｔ ｔｈｅ ｐｅｒ ｆｏｒ ｍ ａｎｃｅ ａｎｄ ｓｅｒｖｉｃｅ ｌｉｆｅ ｏｆ ａｖｉａｔｉｏｎ ｌａｓｅｒ ｐｒｏｄｕｃｔｓ．Ｉｎ ａｃｃｏｒｄａｎｃｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｌａｃｋ ｏｆ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａ ｌ ｇｕｉｄａｎｃｅ ｏｎ ｔｈｅ ｓｅａ ｌｉｎｇ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ａｖｉａｔｉｏｎ ｌａｓｅｒ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｓ，ｅｘｐｅｒ ｉｍｅｎｔｓ，ａｎｄ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｓｔｕｄｉｅｓ，ｔｈｅ ｐｒ ｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ ｓｅａｌ ｄｅｓｉｇｎ ｆ ｏｒ ａｖｉａｔｉｏｎ ｌａｓｅｒ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｗｅｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ａｓｐｅｃｔｓ ｏｆ ｍａｔｅｒｉａｌ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ，ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ，ｇｒｏｏｖｅ ｓｉｚｅ ｄｅｔｅｒ ｍ ｉｎａｔｉｏｎ， ａｎｄ ｓｅａｌｉｎｇ ｓｃｒｅｗ ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ．Ｔｈｅ ａｓｓｅｍｂｌｙ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｅａｌｉｎｇ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｏｆ ａｖｉａｔｉｏｎ ｌａｓｅｒ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｗｅｒｅ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ａｓｐｅｃｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｅｔｓｃｒｅｗ ａｓｓｅｍｂｌｙ ａｎｄ ｓｅａｌｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔ ａｓｓｅｍｂｌｙ．Ｔｈｅｓｅ ｆ ｉｎｄｉｎｇｓ ｃａｎ ｐｒｏｖｉｄｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｉｍ ｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ ｓｅａｌｉｎｇ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ａｖｉａｔｉｏｎ ｌａｓｅｒ ｐｒｏｄｕｃｔｓ．
１ 密 封 设 计 原 则
密 封 结 构 一 般 由 密 封 件 、被 密 封 件 上 的密 封 沟 槽
河 南省 自然科学 基金资 助项 目（编号 ：１６２３００４１０１９７）； 河南省高等学校重点科 研项 目（编号 ：１７Ａ５３５００１；１７Ａ４３００２４）； 河南省重点研发与推广专项（编号 ：１８２１０２３１００４３） 收稿 日期 ：２０１８年 １月
（１）工 作 温 度 。应 充 分 考 虑 极 限 温 度 、连 续 工 作 温 度 和 温 度 冲 击 等 。 产 品 的长 期 工 作 温 度 应 低 于 橡 胶 制 品 的 使 用 温 度 上 限 ，产 品 的 下 限 工 作 温 度 应 高 于 橡 胶 制 品 的 下 限 工 作 温 度 。
Ｋ ｅｙ Ｗ ｏｒｄｓ：Ｌａｓｅｒ Ｐｒｏｄｕｃｔ Ｓｅａｌｉｎｇ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｄｅｓｉｇｎ Ａｓｓｅｍｂｌｙ
密 封技 术是 防止 流体 或 固体微 粒从 相 邻接 合 面泄 漏 ，以及 避 免 外 界 杂 质 侵 入 机 器 设 备 内 部 的 技 术 ，广 泛 应 用 于 各 种 设 备 和 仪 器 中 。航 空 激 光 产 品 存 在 着 气 封 、 液 封 及 防 尘 密 封 三 方 面 的 密 封 需 求 ， 较 其 它 光 机 产 品 严 格 ．其 密 封 性 能 的 好 坏 直 接 影 响 产 品 的 性 能 及 使 用 寿 命 ￣１－－４］。 目前 ，航 空 激 光 产 品采 用 的 主 要 密 封 方 式 是 橡 胶 件 密 封 ，其 密 封 结 构 的 理 论 设 计 和 装 配 工 艺 都 是 在 借 鉴 以 往 设 计 的 基 础 上 ， 结 合 设 计 师 个 人 经 验 确 定 的 ，缺 乏 明 确 的 理 论 分 析 和 试 验 数 据 作 为 指 导 。笔 者 通 过 理 论 分 析 ．结 合 试 验 研 究 ，提 出适 用 于 航 空 激 光 产 品 密 封 的设 计 原 则 和 方 法 ，对 提 高 航 空 激 光 产 品 密 封 性 能 有 参 考 价 值 。
航 空 激 光 产 品 的 密 封 设 计 研 究
口 陈智勇 口 姚永玉 口 黄晓婧 口 刘建寿 口 程广伟 口 李妙玲 １．洛 阳理 工学 院 机 械 工程 学院 河 南洛 阳 ４７１０２３ ２．中 国航 空工 业 集 团公 司 洛 阳电光设 备研 究所 河 南洛 阳 ４７１００９
摘 要 ：航 空激光产品对密封性能有严格要 求，密封性能的优劣将直接影响航 空激光产品的性能 与使用寿命 。基 于航 空激光产品密封设计缺 少理论指导的现状 ，通过调研、试验和理论研 究，从密封件 选材 、构型 选择 、沟槽 尺 寸确 定 、密封 螺钉 排 布 四个 方 面提 出航 空激 光 产品 密封 设 计 的 原 则和依 据 ，并 从 固定 螺钉 装 配和 密封件 装 配 两个 方 面总 结航 空激 光 产品 密封 结构 密封 可靠性 提供 参 考。
和 密 封 用 紧 固 螺 钉 组 成 ，不 同 材 料 和 构 型 的 密 封 件 具 有 不 同 的 密 封 效 果 和 适 用 场 合 ，密 封 沟 槽 的 形 状 尺 寸 和 紧 固 螺 钉 的 排 布 方 法 也 会 影 响 密 封 性 能 。 １．１ 密 封 件 材 料
选择 密封 件材 料应 从产 品的性能 特 点 和使 用环境 出发 。对 航 空 激 光 产 品 而 言 ，在 选 用 密 封 件 材 料 时 应 重 点 考 虑 以 下 几 点 【 。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｖｉａｔｉｏｎ ｌａｓｅｒ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｈａｖｅ ｓｔｒｉｃｔ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ ｓｅａｌｉｎｇ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ， ａｎｄ ｔｈｅ ｓｅａｌｉｎｇ ｐｅｒ ｆｏｒｍ ａｎｃｅ ｗｉｌｌ ｄｉｒｅｃｔｌｙ ａｆｆｅｃｔ ｔｈｅ ｐｅｒ ｆｏｒ ｍ ａｎｃｅ ａｎｄ ｓｅｒｖｉｃｅ ｌｉｆｅ ｏｆ ａｖｉａｔｉｏｎ ｌａｓｅｒ ｐｒｏｄｕｃｔｓ．Ｉｎ ａｃｃｏｒｄａｎｃｅ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｌａｃｋ ｏｆ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａ ｌ ｇｕｉｄａｎｃｅ ｏｎ ｔｈｅ ｓｅａ ｌｉｎｇ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ａｖｉａｔｉｏｎ ｌａｓｅｒ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ａｎｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｓ，ｅｘｐｅｒ ｉｍｅｎｔｓ，ａｎｄ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｓｔｕｄｉｅｓ，ｔｈｅ ｐｒ ｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ ｓｅａｌ ｄｅｓｉｇｎ ｆ ｏｒ ａｖｉａｔｉｏｎ ｌａｓｅｒ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｗｅｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ａｓｐｅｃｔｓ ｏｆ ｍａｔｅｒｉａｌ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ，ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ，ｇｒｏｏｖｅ ｓｉｚｅ ｄｅｔｅｒ ｍ ｉｎａｔｉｏｎ， ａｎｄ ｓｅａｌｉｎｇ ｓｃｒｅｗ ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ．Ｔｈｅ ａｓｓｅｍｂｌｙ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｅａｌｉｎｇ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｏｆ ａｖｉａｔｉｏｎ ｌａｓｅｒ ｐｒｏｄｕｃｔｓ ｗｅｒｅ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ａｓｐｅｃｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｅｔｓｃｒｅｗ ａｓｓｅｍｂｌｙ ａｎｄ ｓｅａｌｉｎｇ ｅｌｅｍｅｎｔ ａｓｓｅｍｂｌｙ．Ｔｈｅｓｅ ｆ ｉｎｄｉｎｇｓ ｃａｎ ｐｒｏｖｉｄｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｆｏｒ ｉｍ ｐｒｏｖｉｎｇ ｔｈｅ ｓｅａｌｉｎｇ ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ａｖｉａｔｉｏｎ ｌａｓｅｒ ｐｒｏｄｕｃｔｓ．
１ 密 封 设 计 原 则
密 封 结 构 一 般 由 密 封 件 、被 密 封 件 上 的密 封 沟 槽
河 南省 自然科学 基金资 助项 目（编号 ：１６２３００４１０１９７）； 河南省高等学校重点科 研项 目（编号 ：１７Ａ５３５００１；１７Ａ４３００２４）； 河南省重点研发与推广专项（编号 ：１８２１０２３１００４３） 收稿 日期 ：２０１８年 １月
（１）工 作 温 度 。应 充 分 考 虑 极 限 温 度 、连 续 工 作 温 度 和 温 度 冲 击 等 。 产 品 的长 期 工 作 温 度 应 低 于 橡 胶 制 品 的 使 用 温 度 上 限 ，产 品 的 下 限 工 作 温 度 应 高 于 橡 胶 制 品 的 下 限 工 作 温 度 。
Ｋ ｅｙ Ｗ ｏｒｄｓ：Ｌａｓｅｒ Ｐｒｏｄｕｃｔ Ｓｅａｌｉｎｇ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｄｅｓｉｇｎ Ａｓｓｅｍｂｌｙ
密 封技 术是 防止 流体 或 固体微 粒从 相 邻接 合 面泄 漏 ，以及 避 免 外 界 杂 质 侵 入 机 器 设 备 内 部 的 技 术 ，广 泛 应 用 于 各 种 设 备 和 仪 器 中 。航 空 激 光 产 品 存 在 着 气 封 、 液 封 及 防 尘 密 封 三 方 面 的 密 封 需 求 ， 较 其 它 光 机 产 品 严 格 ．其 密 封 性 能 的 好 坏 直 接 影 响 产 品 的 性 能 及 使 用 寿 命 ￣１－－４］。 目前 ，航 空 激 光 产 品采 用 的 主 要 密 封 方 式 是 橡 胶 件 密 封 ，其 密 封 结 构 的 理 论 设 计 和 装 配 工 艺 都 是 在 借 鉴 以 往 设 计 的 基 础 上 ， 结 合 设 计 师 个 人 经 验 确 定 的 ，缺 乏 明 确 的 理 论 分 析 和 试 验 数 据 作 为 指 导 。笔 者 通 过 理 论 分 析 ．结 合 试 验 研 究 ，提 出适 用 于 航 空 激 光 产 品 密 封 的设 计 原 则 和 方 法 ，对 提 高 航 空 激 光 产 品 密 封 性 能 有 参 考 价 值 。
航 空 激 光 产 品 的 密 封 设 计 研 究
口 陈智勇 口 姚永玉 口 黄晓婧 口 刘建寿 口 程广伟 口 李妙玲 １．洛 阳理 工学 院 机 械 工程 学院 河 南洛 阳 ４７１０２３ ２．中 国航 空工 业 集 团公 司 洛 阳电光设 备研 究所 河 南洛 阳 ４７１００９
摘 要 ：航 空激光产品对密封性能有严格要 求，密封性能的优劣将直接影响航 空激光产品的性能 与使用寿命 。基 于航 空激光产品密封设计缺 少理论指导的现状 ，通过调研、试验和理论研 究，从密封件 选材 、构型 选择 、沟槽 尺 寸确 定 、密封 螺钉 排 布 四个 方 面提 出航 空激 光 产品 密封 设 计 的 原 则和依 据 ，并 从 固定 螺钉 装 配和 密封件 装 配 两个 方 面总 结航 空激 光 产品 密封 结构 密封 可靠性 提供 参 考。
和 密 封 用 紧 固 螺 钉 组 成 ，不 同 材 料 和 构 型 的 密 封 件 具 有 不 同 的 密 封 效 果 和 适 用 场 合 ，密 封 沟 槽 的 形 状 尺 寸 和 紧 固 螺 钉 的 排 布 方 法 也 会 影 响 密 封 性 能 。 １．１ 密 封 件 材 料
选择 密封 件材 料应 从产 品的性能 特 点 和使 用环境 出发 。对 航 空 激 光 产 品 而 言 ，在 选 用 密 封 件 材 料 时 应 重 点 考 虑 以 下 几 点 【 。