杨卓然 张亮亮 孙明艳 周英平 黄姝珂 蒋 晗

(1. 西南交通大学力学与工程学院 四川成都 610031;2.中国工程物理研究院机械制造工艺研究所四川绵阳 621900;3.绵阳第一军事代表室 四川绵阳 621900)

密封的可靠性对整体结构服役的安全性有着决定性的作用。锥面密封是工程机械流体系统的常用密封形式，具有结构小巧、易加工等特点，在航空航天、国防工程有非常广泛的运用[1-3]。其密封原理是通过密封件与被密封件之间的相互挤压形成密封面，以阻止气液外溢。常见的锥面密封形式有堵头和管接头2种形式。在实际运用中发现，锥面堵头系统的密封性能往往强于锥面管接头密封性能，表现出更为均匀规整的密封圈，密封性能更为稳定(见图1)。为了满足日益复杂的气液密性性能的要求，提升锥面密封整体系统潜在的可靠性和安全性是非常重要的工程问题。

图1 锥面密封系统垫片密封圈

锥面密封系统由套筒、密封构件(压头)、垫片和被密封构件(堵头、管接头)组成(如图2所示为管接头密封系统)。通过在套筒外部施加扭矩,对锥面密封系统提供预紧力。密封的机制是在预紧力作用下，垫片受到挤压产生塑性流动，与密封构件完全接触形成有效的密封环。研究表明，锥形接头的结构参数对系统的密封性能影响明显，可通过控制配合内锥角差、锥面形状等途径来优化系统密封性能[4-7]。传统的“硬-硬”接触密封结构系统在服役过程中会出现构件的塑性变形、表面损伤等现象，降低密封系统整体在长期多次使用情况下的可靠性和安全性。……