燃烧室机匣液压密封试验夹具的设计

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科技创新与应用 I 2013年第34期 工 业 技 术燃烧室机匣液压密封试验夹具的设计李 赞 王景秋(中航-~'2k沈阳黎明航发集团有限公司宋慧军 刘洪革工装制造厂设计科，辽宁 沈阳 110043)摘 要：文章介绍了某发动机燃烧室机匣压力实验所用夹具的设计结构以及与传统机匣压力试验夹具的区别，着重介绍了该夹具的密封过程，材料的选用，密封结构的合理性，保证夹具在经过 100～150吨试验压力的情况下不产生泄露。

关键词：密封夹具；活动封严；中心立柱结构；密封结构1引言发动机燃烧室机匣是一个重要零件，其工作环境为高温、高压，由于工作环境苛刻，需要在加工环节完成密封性试验，以检验简体、焊缝等结构强度，保证机匣装机使用安全可靠。一般试验压力要求25～28Mpa，试验时内壁将承受 100～150吨的水压，而且燃烧室机匣结构为薄壁件，内腔承压面积大，上下安装边强度低，安装座形状各异等，都给密封试验夹具的设计、制造带来极大的难度和考验。在不同型号发动机燃烧室机匣液压密封试验的实践过程中，经过反复攻关、改进，燃烧室机匣液压密封试验从最初近两个月的周期，最终到一 次试验成功。

2零件结构工艺特点2．1燃烧室机匣结构工艺特点2．1．1结构复杂该件主体由外腔体、内腔体和连接段三大部分焊接组成，外腔体上焊接、加工有47处安装孔和安装座。内、外腔体之间在试验过程中不允许相通，而内腔体的圆柱内壁体部分仅有 5mm长，端面部分仅有2mm。

2．1．2尺寸大、壁厚薄，精度高。安装边的最大直径为 dp610mm，总高度为282mm，内腔体壁厚 2．4ram，在试验过程中由于压力大，极易产生变，从而形成缝隙形成泄漏。

2．1．3安装座结构各异 ，接口形式有锥面连接、端面连接、柱面连接等形式。

2．2燃烧室机匣液压密封试验夹具设计要求2．2．1工艺要求试验过程中，试验水压为25MPa，保持稳压 1O分钟，需要夹具具有足够的刚性和强度。

2．2．2工艺要求密封内腔体上、下两个端面，保证内腔与外腔的隔绝，分别进行密封试验保证外腔体与外界的隔绝。

2．2_3工艺要求密封 47处安装座，试验过程中无泄压现象，保持稳压状态 。

2．2．4密封试验夹具与试验器连接可靠，实现分腔供压等。

3燃烧室机匣液压密封试验夹具总体设计基于零件的结构特点及工艺对密封试验夹具的要求，结合以往设计经验，夹具承力结构刚性对密封效果影响起到关键作用 ，设计应考虑有足够的强度，同时考虑承载巨大拉力时压紧力的可调节性。因此，该夹具设计总体结构采用中心立柱辅以拉杆共同承担拉力的结构形式，摒弃了以往密封试验夹具主要由螺栓承担拉力的结构。同时放弃长期防锈考虑，中心立柱和四周拉杆材料由 1Crl8N9Ti改为45钢发蓝。

一 80 一燃烧室机 匣液压密封试验 夹具 总体结构 图3．1主压紧密封的设计夹具主压紧采用中心立柱及 8个辅助拉杆压紧的结构，在此夹具基本达到了机匣上下端口密封的压紧力需求，同时，安装边加橡胶垫，借助机匣安装边安装孔采用螺栓压紧密封。由于安装边孔径较小(M6螺钉)，密度不足，在以往设计时随着那压力上升机匣开始变形，随之安装边变形影响密封，采取扇形段压板辅助压紧，弥补安装边强度 ，控制其变形，增加压紧力的办法达到密封效果，此夹具因机匣直径和高度相对较小些 ，整体刚性较好，没有采取扇形段压板辅助压紧结构。

3．2内腔体上端面密封的设计主要难点是内腔体止口厚度仅 2mm，可利用密封高度仅 5ram。

设计时采用夹具主体上压盖与内腔上压盖上下滑动压紧密封圈的密封方式。既通过拧紧螺栓64带动密封盖 8向上移动压紧密封圈57，密封圈 57在轴向被压紧充分变形，从而使 O型密封圈密封时所需的密封长度大大缩短，并形成 O型密封圈外径涨大而内径缩小，根据标准 O型密封圈与所要密封面的径向间隙大小来调节 O型密封圈的变形程度，使密封面被 0型密封圈充分压紧密实，使密封圈变形消除与零件之间的间隙从而达到密封效果。而且反向拉紧密封在盲装状态下，对正、装配相对方便、易于操作。与此同时，采用环形0型密封圈解决内腔体密封盖板与夹具主体上盖板之间的密封问题；采用浇注聚氨酯橡胶环块压紧、密封内腔体上端面，形成双重密封。 礴节螺母／
厂 一 ／ ，
／压盖 ／／O型密封圈3．3内腔体下端面密封的设计内腔体下安装边与外腔体之间也是采用滑动密封，不同的是采用了内外壁挤压0型密封圈的变形方式实现密封。通过安装边与滑动密封座63连接，滑动密封座 63安装 3组密封胶圈并与下底板 1相应的直口配合，使得内腔体与外腔体隔绝，底板 1环带外径安装3组密封胶圈通过密封环 5、密封圈 25(软聚氯乙烯)与外腔体连接 ，使外腔体得到密封。

3．4中心立柱与主体上下密封压盖密封的设计中心立柱与主体上下密封压盖的密封均属轴、盘之间的滑动密封，因此采用了多重 O型密封圈密封的常规密封形式。由于上盖属悬压状态，而且需要反复拆装，容易造成 0型密封圈的损伤，考虑采用了4组 O型密封圈封严；下盖固定不需拆装 ，考虑采用了 3组 O型密封圈封严。试验证明，此结构比较可靠，未发生泄漏。

4油嘴及安装座密封的设计4．1内长锥油嘴的密封喷油嘴采用锥堵的防渗漏措施，锥堵与压紧螺母采用间隙加弹簧片的连接方式 ，保证锥堵不卡滞 ，能够自由摆动而与零件锥孔面密合。

4．2内短锥油嘴的密封工 业 技 术 2013年第34期 l科技创新与应用35kv黄磷炉变压器两起故障分析谭怀水(贵州源翼矿业集团，贵州 瓮安 550400)摘 要：了解熟悉特种变压器及相关附属设施的性能及有效的运行维护，直接关系到变压器的安全运行、使用寿命和供电可靠性，变压器是电力系统中核心设备，作为企业的管理者和运行维护人员必须了解和掌握变压器的相关知识，进行优化合理的运行管理，才能保证变压器的供电可靠性。当故障发生后，严格按照制度规程和专业技术特点进行循序渐进的故障分析是非常必要的，不能随意处理，盲目检修，避免事故进一步扩大，造成不必要的人身和经济损失。

关键词：变压器；重瓦斯；分析检修1变压器重瓦斯频繁动作1．1事情经过2007年7月 8日19时 01分，我公司某厂 2号黄磷炉变 HKSSPZ20—15000／35在运行过程中突然跳闸，故障显示为重瓦斯动作，2号磷炉变型号为 HKSSPZ20—15000／35，联结组别为 Y．dl 1，冷却方式为强油水冷。2号磷炉变发生故障后，立即取变压器本体油样和变压器瓦斯气体进行分析，与 2006年 3月 10日正常取样分析数据相比，发现各类气体成分变化不明显，其分析结果如表所示。

变压器故障前后气体组分含量＼ 成分 甲烷 乙烯 乙烷 乙炔 氢气 一氧 二氧 总烃 备注日期 、＼＼ 化碳 化碳2007-07—08 4．46 66 14 0 1 171 324l 84．5 故障前本体油2006-03—10 4．9 70 15 0 1．3 180 3100 90 故障后本体油故障后气体成分变化不大，故障前变压油耐压试验为 30kv，故障后变压油耐压试验为 15kv，故障后对变压器三相高压进线套管瓷瓶排气，发现排气量 C相>A相>B相，气体无异味，综合对 2号变进行检查试验，变压器低压侧绕组三相直流电阻正常，低压绕组对高压绕组及地的绝缘电阻为 200兆。说明变压器基本正常。滤油后变压器各项电气指标正常，于是投入运行，不到24小时又发生重瓦斯动作 ，变压油绝缘测试只有 10kv，鉴于该变压器运行时间长(11年)，可能为变压油老化 ，呈深红色，于是把变压油全部更换后运行再次发生重瓦斯，对变压油和气体作测试未发现任何异常，只是绝缘降低至 10kv。

1．2故 障点诊 断与查找根据以上检查情况分析，2号磷炉变发生重瓦斯故障，气体成分分析未发现异常，变压器高压侧、低压侧、高低压之间绝缘基本正常，且每次投入运行时对变压器作监视均未发现问题。唯一的是变压油绝缘降低。由此判定是变压油受潮导致。为了确定故障点的位置，对变压器油路进行系统检查 ，发现强油水冷却器出油阀门在停止运行时，盘根出有微量的变压油渗出。为了更进一步查找故障点的确切位置，将另一台冷却油泵停用，油泵进出闸阀关紧，严防空气进入。阀门渗油处更换盘根并刷油漆，便于检查是否扎紧。出现重瓦斯的时间间隔明显延长，排气量显著减少。

1．3事故分析2号磷炉变发生第一次重瓦斯后，由于经验不足，简单判定是变压油受潮所致，没有从根本上了解分析情况。发生重瓦斯时 2号冷却油泵在工作，1号冷却油泵处于备用状态，由于 1、2号冷却油泵进油管处于并联，1号进油阀盘根松动，闸阀的前端属于真空状态，空气不断从 1号进油泵闸阀盘根处一进油管一2号冷却油泵进油闸阀一2号冷却油泵一2号冷却油泵出油闸阀一变压器进油管一变压器内部，最终导致变压器内空气不断增多，是重瓦斯开关动作，发出重瓦斯信号。

235kv出线电缆头绝缘击穿2．1事情经过2006年 5月 10日03时21分，雷电天气 ，某厂2号黄磷炉变HKSSPZ20—15000／35在运行过程中突然跳闸。同时发现该变电站35kv高压室二回35kv出线断路器跳闸，过流 I段动作，当时该断路器处于热备状态，其线路侧避雷器 A相动作 2次、B相动作 3次、C相动作 6次。该厂 2号磷炉变型号为 HKSSPZ20—15000／35，联结组别为Y．dl1。该变压器 1996年6月出厂，1997年 2月投运。经查看核实为隔离刀闸处下方 35kv电缆 C相电缆头被击穿所致，该电缆C对地绝缘为 0Mn，经处置后 ，A、B两相对地及相间绝缘均为200MII以上，C相绝缘为 180MfI。2006年5月 11日15时30分，又发生以上同样的问题，处理后，各项电气指标均达到要求 ，于是投入运行。

2．2原因分析第一次发生电缆击穿，35kv线路 A、B、C三相避雷器多次动作，由此判定主要是雷电引发造成 35kv电缆头 C相被击穿。第二次35kv电缆头 C相是因为在重新制作电缆头时未严格按操作规程和要求执行，由于当时事发点环境潮湿，未采取有效措施 ，电缆头制作后绝缘程度相对较低，导致发生第二次电缆头被击穿。

2．3采取措施针对上述分析后，一是严格要求电工认真按规程操作 ，二是降低室内环境湿度，室内加热提高环境温度，确保检修质量。

3结束语针对以上情况进行技术改造的同时对防范措施加以研究，采取有效的处理方法能避免事故再次发生。一是 2号磷炉变冷却油泵闸阀选型欠妥，闸阀长期使用会导致盘根处漏油进空气，二是制定详细的检维护规程能有效减少故障的机率。

喷油结构，追面较短，贴合密封难以达到效果。采用球面密封并辅以端面O型密封圈密封的方式实现双重密封，试验效果良好。

4．3带螺孔安装座的密封带安装螺孔的安装座，有方形、三角形等多种形式，直接采用橡胶垫端面密封由于接触面积大，螺钉压紧力小等因素，很容易造成渗漏，更换不同硬度的橡胶垫，效果均不理想。此夹具尽量采用了O型密封圈密封辅以端面橡胶垫密封的方式，试验中渗漏较少，经过调整全部可靠封严。

4．4螺纹孔的密封螺纹孔的密封改变了端面橡胶垫的密封方式，采用了端面O型密封圈密封，专用O型密封圈的弹性和密封结构使这类密封非常可靠，只需在试验过程中略加调整即可达到密封效果。

5结束语液压密封试验在航空发动机制造过程中是一项应用比较普遍的强度、密封性能试验工艺方法，在油路、机匣等承载较大压力负荷的零组件中均有应用。液压密封试验夹具作为试验载体，起到很重要的作用。本夹具通过前期同类夹具的经验积累和结构改进，在夹具刚性、密封效果方面都有很大的提高，完全满足密封试验工艺参数要求，密封试验一次成功。

参考文献『11发动机零件设计 图.

『2]《航空工艺装备夹具设计手册》.

[3】《机匣制造技术》一《透平机械现代化制造技术丛书》.

『41《公差配合与技术测量》.

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