擴口導管裝配偏差對密封性能影響分析方法探究

夏芝瑋

摘 要 本文提出了一種研究擴口導管不同裝配偏差對管接頭密封性能的影響分析方法，通過搭建試驗模型，找出軸向、徑向、角度裝配偏差下擴口管接頭密封面的變化規律。構建導管裝配偏差模擬試驗臺，以驗證仿真數據的可靠性。進而摸索出切實可行的擴口導管裝配偏差執行標準。

關鍵詞 擴口導管;密封性能;裝配偏差

引言

管路系統作為現代飛機動力傳輸的主要通道，它將各種元件和裝置連接起來傳輸流體，實現能量的轉換、傳遞、分配和控制，像人體的“血管”一樣，分布在飛機的各個部分，是飛機系統的主動脈[1]，因此其可靠性至關重要，一旦管路系統發生故障，將會導致管路傳輸故障，輕則造成管路泄漏，重則造成管道斷裂、引發系統操縱失靈、發動機失火等重大事故。分析飛機管路裝配應力、研究管路系統的密封性能，對于有效地控制管路系統故障、提高管路系統的可靠性和安全性、保障整個飛機的運行安全性，具有極其重要的理論意義和工程實用價值。

1總體思路

針對飛機液壓系統管路，深入分析裝配偏差下的管路系統裝配應力，研究由于裝配應力引發的管路泄漏機理;探討裝配應力對管路密封性的影響規律。通過控制裝配誤差有效控制裝配應力，最終保證管路系統達到預期的密封性能。

通過對管路裝配應力、裝配偏差的有效檢測;分析、評估管路連接件的裝配應力對密封性的影響規律，提出導管低應力裝配執行標準。

2方法研究

針對飛機液壓系統管路，深入分析裝配偏差下的管路系統裝配應力，研究由于裝配應力引發的管路泄漏機理;探討裝配應力對管路密封性的影響規律。通過控制裝配誤差有效控制裝配應力，最終保證管路系統達到預期的密封性能。

導管裝配時，由于設計、制造和裝配的誤差，不可避免地存在兩根導管連接時存在角度偏差、徑向偏差以及長度方向的偏差。分析各種偏差下管路連接件裝配應力對于分析管路系統的密封性具有重要意義。

（1）建立裝配偏差模型，將其與連接件的有限元力學模型結合，進行應力計算和仿真分析。分析在不同的偏差情況下，管路密封帶的變化規律，總結出供試驗研究的偏差范圍。

（2）建立管路系統應力裝配試驗臺，進行多種裝配應力下的密封性試驗。該試驗臺布置典型管路工況（包括管徑、管材、管路固定點等方面），具有裝配偏差模擬功能、具備振動功能等。基于仿真結果，在此試驗臺上，研究多種裝配偏差下的連接件密封情況。

（3）得出裝配偏差（應力）對管路系統密封性能的影響規律，提出裝配應力或者裝配偏差的控制標準。

2.1 管路系統裝配偏差的模擬

針對飛機液壓系統導管在安裝時出現的各種裝配偏差，根據飛機導管裝配工藝要求，其定義如下圖所示。

各種導管裝配偏差定義為：①導管橢圓度：為橢圓長短軸之差與導管公稱外徑之比。如圖1（a）所示。②角度偏差：為兩根相連的管道中心軸線偏角。如圖1（b）所示。③徑向偏差：為兩根相連的管道中心軸線徑向偏差。如圖1（c）所示。④長度偏差：為兩根相連的管道對接端面上的長度偏差。如圖1（d）所示。在進行仿真計算和試驗驗證中，模擬該4類裝配偏差（應力）對管路密封性能產生的影響。

2.2 管路系統裝配偏差對管路滲漏的影響機理分析

（1）建立管路連接件的有限元模型。擴口管路連接件的密封形式是通過擰緊外套螺母，使外套螺母擠壓平管嘴和導管，從而使導管擴口部分與直通管接頭緊密接觸實現密封。因此，需要建立管路連接件的有限元模型，建立擠壓處的接觸模型，并進行分析。

（2）裝配偏差（應力）對管路連接件密封性能的影響分析。在額定的外套螺母擰緊力矩、內部液體壓力作用下，模擬不同的管道連接件裝配偏差所帶來的密封面的接觸力、密封面寬變化規律。研究管道連接件裝配應力對管道密封的影響機理。

2.3 試驗驗證與分析

建立一個帶管路連接件的、內通額定壓力液壓油的液壓管路試驗系統。

試驗臺由振動臺、工控機、放大器、控制器幾部分組成。

將試驗件通過振動臺上的裝配偏差模擬臺固定住。在試驗件兩端裝上管接頭并將試驗件左端封死。右端管接頭為T字形管接頭，一端接壓力傳感器，另一端通過軟管接截止閥與手動泵。在手動加壓到所需工作壓力后，通過截止閥保持管內工作壓力穩定。在相同擰緊力矩以及相同內壓下，振動臺對管路系統連接件部件進行正弦激勵，使整個管路系統達到共振狀態。一旦出現泄漏，即可通過壓力傳感器示值看出。通過一系列的數據摸索，將裝配偏差、密封性能建立聯系，并找出密封性能佳的裝配偏差范圍。形成能夠指導現場的軸向、徑向、角度裝配偏差執行標準。

3結束語

通過研究典型液壓管路系統不同裝配偏差對管接頭密封性能的影響分析方法，搭建試驗模型及試驗驗證臺。最終，找出不同裝配偏差下對液壓油液滲漏的影響規律，制定出切實可行的擴口導管裝配偏差執行標準。

參考文獻

[1] 王永成.液壓機液壓管路設計及關鍵問題研究[D].合肥：合肥工業大學，2014.