针对管道高压工况条件,设计了一种具有自密封性能的镍钛合金双波纹复合垫片并对其进行研究。对自密封垫片结构参数进行优化设计,采用有限元方法研究了波纹数量、波纹幅值、波纹厚度和骨架厚度对垫片压缩回弹性能的影响,并比较了不同介质压力下相同结构参数的自密封垫片和常规波纹复合垫片的密封特性。结果表明,骨架厚度和波纹厚度对垫片回弹性能影响显著,自密封复合垫片最优设计方案为A2B1C1D1。相比于常规波纹复合垫片和双金属自密封波齿垫片,设计的自密封垫片在低介质压力下密封特性显著,在高介质压力下双波纹自密封复合垫片亦具有更好的密封性能。

石墨冲刺复合垫片具有良好的回弹性、压缩性、密封性、耐高温高压等优点,是发动机气缸盖常用的一种垫片。首先使用300T高温通用型密封件检测设备完成了20℃常温条件与100℃高温条件下复合垫片的机械性能试验。结果表明,常温条件下垫片的压缩率为21.33%,回弹率为28.30%;高温条件下垫片的压缩率为20.47%,回弹率为32.77%,满足发动机气缸垫技术要求。然后进行了垫片的密封性能试验,试验表明载荷为35 MPa时,泄漏率为0.08×10-3mm3/s,垫片的密封性能良好。最后采用Workbench软件对发动机停车、启动和正常运转3种工况下气缸垫的密封性能进行了模拟,分析表明螺栓预紧力应大于52.5 kN可满足密封要求。

对3．5MPa边界阀法兰密封——柔性石墨金属波齿复合垫片密封的泄漏进行了密封失效分析，并提出了改进方案，解决了垫片密封短期失效问题。