采用HB4-59-1987《螺紋連接件的密封結構》提高液壓油箱可靠性

胡茂華 李固生 李 幫

（駐五一一廠軍事代表室，江蘇 南京 211102）

一些產品之所以能稱之為航空產品，是因為在它的設計、生產、試驗和使用過程中，航空標準的要求始終“呵護”著它，使產品具備了高可靠性、高安全性等航空產品的特征。

在航空液壓產品的密封結構設計中，離不開HB4–59–1987《螺紋連接件的密封結構》和HB4–57–1987《圓截面橡膠密封結構》等航空標準的指導，航空液壓產品的密封性往往決定著液壓產品的使用壽命。下面以HB4–59–1987《螺紋連接件的密封結構》在航空液壓油箱設計中的應用，談談航空標準對航空產品質量的影響。

1 HB4–59–1987《螺紋連接件的密封結構》簡介

HB4–59–1987《螺紋連接件的密封結構》經歷了兩次換版，只是改了標注的形式，本質上沒有變化。該標準屬于結構要素類標準，主要是產品結構或零件各種幾何要素的形狀、尺寸及公差標準。該標準適用于航空液壓、氣壓、燃油和潤滑系統的密封，其工作壓力不大于21MPa。具體內容如圖1所示。

圖1 標準要求

在圖1中，左側的通常稱之為螺堵；右側俗稱螺母。螺堵的設計和加工相對右側要簡單，特別是在目前，大量先進加工設備的使用，對同軸度要求變得容易了。而密封結構的設計和加工，要難一些。在沒有完全理解該標準的前提下，不能對標準進行任何的修改和修正。但是，在現實中，往往會發生與標準要求不一致的現象或沒有完全按照標準的要求進行標注。

2 液壓油箱上密封結構的設計

在產品設計過程中，需按照航空標準設計的，通常有兩種做法：一種是間接實施，在產品設計圖樣中，只標注航空標準號和某一特定的值，加工中由加工工藝文件進行完整標注，指導加工；另一種是直接實施，由設計者按標準的要求進行標注，指導加工工藝和加工。

圖2為某型航空液壓油箱通油軸螺紋密封件結構設計圖，該處的液壓壓力為21 MPa。對比圖1和圖2，可以發現該液壓油箱在密封結構的標注上不符合HB4-59-1987《螺紋連接件的密封結構》。按照《螺紋連接件的密封結構》要求，密封處的要求為：。倒圓角的范圍應為R0.3～0.6，圖2中只標注了R0.3，且沒有標注公差范圍，加工中按HB 5800-1999《基本公差》控制，R0.3其實際范圍可為R0.1～0.5；《螺紋連接件的密封結構》的要求，正確解釋應為：采用“拋光”的加工方式使該處的表面粗糙度達到Ra0.8。設計圖紙只要求Ra0.8，沒有標注“拋光”的加工方式。

圖2 液壓油箱通油軸螺紋密封件結構圖

3 液壓油箱出現的問題

2009年9月13 日， 編號為：061005的液壓油箱，在飛機起飛前，油箱通油軸螺紋密封件處發生了漏油，該處的液壓壓力為21MPa，液壓油呈噴射狀泄漏，情況非常嚴重，幸好工作人員及時發現并處理。

油箱從飛機上拆下進行復試時，當壓力達到1MPa，油箱通油軸螺紋密封處就有液壓油滲出，見圖3所示。

4 油箱通油軸螺紋密封處的分解及故障定位

分解發現：堵塞密封槽上的O型密封圈（21×2.5）有2處嚴重破損，如圖4所示。

4.1 通油軸端螺紋密封處測量

測量結果表明：密封處的倒圓和表面粗糙度不符合航標的要求（見表1）。

4.2 液壓油箱漏油故障的分析和定位

從零件的測量結果來看，液壓油箱通油軸端螺紋密封處沒有按照HB4-59-1987《螺紋連接件的密封結構》進行標注。在加工過程中，R0.3實際只有R0.12，Ra0.8僅有Ra1.6且是非“拋光”方式加工的，導致密封膠圈在裝配過程中被“切傷”，“切傷”的密封膠圈在液壓油壓力的反復作用下，“傷口”不斷增大，最終導使密封膠圈失效，發生漏油故障。

5 對標準核心內容的準確理解

在HB4-59-1987《螺紋連接件的密封結構》標準中，“ ”的標注，是雙重保護密封橡膠圈的措施。螺紋密封件的連接結構是通過橡膠圈來實現密封的，對橡膠圈的保護尤為重要。R0.3～0.6的要求，是將在機加的過程中出現“尖邊”進行圓滑過渡；“”的標注是進一步地保護密封橡膠圈，這些措施都是為了防止密封圈在裝配時被“切傷”。因此，在產品的設計過程中，對涉及到標準要求的地方，必須嚴格、準確地按照標準進行標注，不能出現有任何異議的標注。

圖3 油箱螺紋密封處漏油情況

圖4 堵塞密封圈破損情況

表1 通油軸端螺紋密封處測量數據

6 航空標準對液壓產品質量的影響

類似HB4-59-1987《螺紋連接件的密封結構》的標準，屬于結構要素類基礎標準。具有廣泛的適用范圍或一個特定領域的通用條款的標準，可以直接應用，也可以作為其它標準的基礎。它是前人在經歷了多次的失敗、分析和試驗驗證的經驗積累的。但是，某型液壓油箱的通油軸端密封螺紋設計中，沒有嚴格、準確地按照HB4–59–1987《螺紋連接件的密封結構》的標準進行完整標注，引發了某型飛機液壓油箱呈噴射狀漏油的嚴重故障。在對新生產的液壓油箱和漏油的液壓油箱返修時，嚴格按照航空標準的要求進行生產和返修。并對“改進”后的產品進行了針對性壓力循環（0～21 MPa）試驗1 000次，結合質量一致性試驗進行了高溫和低溫試驗。試驗后分解檢查：密封圈完好，產品不漏油。

在進行“舉一反三”的過程中，還發現該液壓油箱設計沒有貫徹HB4–57–1987《圓截面橡膠密封結構》的標準要求。導致液壓油箱在使用過程中，不斷地出現漏油等故障，產品沒有達到給定的壽命（800飛行小時）要求，最少的僅使用了16飛行小時就出現了漏油現象。在落實兩項航空標準要求后，液壓油箱經壽命等試驗可以達到2 250h（折合成使用壽命1 500h）。將油箱的使用壽命由原來800小時，提高到1 500h，滿足了技術協議的1 200h要求。產品的使用壽命一次性提高了80%以上，由此可見，在產品形成的過程中，航空標準對產品質量的影響。