飞机起落架作动筒中常采用丁腈橡胶(NBR)密封圈,NBR密封圈的质量对密封效果影响较大,关系到飞机起落架正常收放和飞行安全。本工作模拟NBR密封圈在飞机起落架作动筒中的实际应用状态,对密封圈在15号液压油中进行了分段浸油、施压浸油以及浸油后晾置试验。结果表明在这3种试验条件下,密封圈经过液压油浸泡后,其内径、外径、截面尺寸增大,硬度减小;密封圈从液压油中取出后,随着晾置时间的延长,其内径、外径和截面尺寸逐渐减小,硬度逐渐增大。在实际应用中,密封圈在安装前应先在液压油中按照要求浸泡至规定时间,然后在2 d内安装至飞机起落架活塞密封槽中,可避免密封圈对作动筒内壁的压力引起的偏转。

建立O形橡胶密封圈平面轴对称有限元模型,采用Abaqus有限元软件的MOOney-Rivlin模型,分析O形橡胶密封圈加压后的VOn Mises应力分布及温度对应力的影响。结果表明,O形橡胶密封圈应力与温度呈一次线性关系,温度变化对O形橡胶密封圈密封性能有一定影响。

为了满足高压清洗机封水密封制品的要求,采用以锦纶布为增强体、丁腈橡胶为橡胶基体的复合结构材料,研制高硬度耐高压水密封制品。结果表明,在胶浆中添加增粘树脂可有效提高锦纶布与橡胶基体的粘合强度,添加适量促进剂H可提高胶料硬度和耐磨性能;先用粘合剂预处理原布,再进行涂覆,可明显提高锦纶布与胶料的粘合强度;通过增强粘合底层胶和耐磨表层胶组合设计,试制密封制品的硬度高,耐磨性能优良,耐水性能明显优于进口密封制品。

针对飞机油滤系统漏油故障,通过丁腈橡胶O形密封圈外观质量、尺寸、性能、胶料组分和微观形貌测试,分析O形圈失效原因。结果表明O形圈表面凹痕与O形圈承压能力和装配间隙有关;O形圈内部存在的分层痕迹和异物与生产过程控制不到位有关;O形圈在液压油环境中受到外力作用是其失效的主要原因,破坏形式为疲劳破坏。设定合理的密封压缩量和装配间隙、保证贮存和硫化环境符合要求、提高O形圈密封面加工质量等措施可以预防O形圈失效。

研究3种冷冻修边模具结构对小规格O形橡胶密封圈的冷冻修边效果。结果表明:结构设计有菱形或矩形修边刀口的模具的产品修边效果优于无修边刀口模具;在一定范围内,修边位面积越大,修边效果越好;模具采用矩形修边刀口能够有效降低产品返工率,减小材料损耗,提高企业利润。

在深冷环境下密封橡胶易发生变脆、丧失高弹性等现象,从而导致密封性能降低。密封橡胶的力学性能是评估密封可靠性的重要参数。选择低苯基硅橡胶及以低苯基硅橡胶为基体分别添加全氟聚醚油和聚酰亚胺粉的改性橡胶为研究对象,考察3种橡胶在超低温下的力学性能,在常温(23℃)和超低温(-196℃)下进行单轴拉伸和压缩永久变形试验,并利用有限元软件Abaqus超弹性材料拟合板块对本构模型进行参数模拟,探讨Mooney-Rivlin模型、Ogden模型和Yeoh模型对超低温下密封橡胶的适用性。结果表明:在超低温下,聚酰亚胺粉改性低苯基硅橡胶的密封性能优于其他两种橡胶材料;在单轴拉伸试验拟合中,Yeoh模型拟合误差较小;在压缩试验拟合中,Mooney-Rivlin模型和Ogden模型能更准确地描述橡胶力学性能。

针对完整O形橡胶密封圈室温拉伸试验,开发了新型试验装置及试样拉断伸长率的测试方法。试验结果表明,新型试验装置结构简单、操作方便、测试精度高、测量稳定,可满足完整O形橡胶密封圈室温拉伸试验中拉断伸长率测试的要求。

研究补强树脂对密封条接角胶变色问题的影响。结果表明:补强树脂能提高胶料的硬度,在相同胶料硬度下可减小炭黑的用量;随着补强树脂用量的增大,混炼胶的门尼粘度下降,硫化速度明显加快,硫化胶的拉伸强度有所降低,但撕裂强度大幅度提升;补强树脂的加入可有效抑制高硬度密封条接角胶的泛蓝现象,当补强树脂用量为15份时,接角胶表面泛蓝的问题基本得到解决。

选择密封常用的丁腈橡胶材料,以O形圈静密封结构为例,采用压缩永久变形法在空气和液压油中进行材料性能退化试验,得到性能退化模型,并计算密封结构在不同环境中的寿命。结果表明,采用压缩永久变形法进行O形圈静密封结构寿命预测可节约大量时间和工作成本,寿命预测准确性较高。

普利司通(美洲)公司(以下简称普利司通)与陶氏化学公司(以下简称陶氏化学)合作开发出一种可回收的有机硅轮胎密封胶B-SEALS。该技术解决方案是两家公司4年多的联合研发成果。据悉,B-SEALS可在轮胎被穿刺时提供出色的密封性能,而且不会影响轮胎的可持续性。与难以与轮胎分离的传统密封胶不同,这种基于有机硅的新型密封胶使用后可以被有效去除和回收,从而提高轮胎的可修复性,延长轮胎的使用寿命,实现轮胎材料的循环使用。