4.2.3 金属动密封

众所周知,对于一般的机械装置，密封的材料多为橡胶，然而引信是一种十分特殊的装置, 是一次性用品, 其使用前的有效储存期长达 15 年左右。但目前一般的橡胶材料尚无法满足机械性能、 抗老化性能储 15 年以上的要求。为此，可以从材料上转变思路，用性能相对比较稳定的金属作为密封装置。其实，金属密封的方法早已在气缸和泵上得到了应用。金属密封元件通常由灰口铁、低合金铸铁、弹簧钢、铍青铜等材料制成。一般采用空心“C”型圈、开口环等结构形式, 当密封旋转轴时, 用向内弹力开口环。用金属动密封来密封引信气阻机构与一般气缸、泵的密封有显著的区别：

1使用目的不同。在一般气缸、泵中使用金属动密封是为了扩展气缸或泵的使用范围, 使用金属动密封的气缸、泵可在高达200℃的环境温度下工作, 而气阻机构使用金属动密封是为了解决引信的长贮问题。

2 使用要求不同。在一般气缸、泵中使用金属动密封对摩擦力要求不严, 并允许有一定泄漏, 而气阻机构则对由密封产生的摩擦力与泄漏有严格要求. 密封气阻机构工作气室的金属动密封采用双开口环密封结构。[30]

4.3 密封装置设计

4.3.1 O形密封圈的设计

在设计O形圈时，必须考虑到影响它的因素。在众多关于O形密封圈需要的因素中，最为重要的便是密封性能。为了解决这个问题，必须先对被密封介质的状态参数(温度、压力、粘度以及工作介质内含的固体颗粒多少和性质等等)和化学性能，机器的运动状况(旋转、往复或静止)和速度大小(指线速度)，被密封部位及其装卸的复杂程度，设备或机构的使用周期等等有所了解。

目前使用较广泛的密封圈材料有丁腈橡胶和氯丁橡胶。它们都具有优良的耐油和抗老化性质，但氯丁橡胶耐油性较差，耐寒性不好。例如，氯丁橡胶在-20℃时即开始变硬，-40℃时即脆化，其贮存稳定性也差(在常温下约一年)，使用时应注意。此外运用较广泛的还有聚四氟乙烯，它具有优异的化学稳定性和耐油、耐溶剂、抗老化、耐温性能，具有一定的强度、弹性、柔性和不粘着性，摩擦系数也相当低。但聚四氟乙烯在温度超过250℃时，强度降低并变软，且其热胀系数较高，这也限制了它在引信燃气压力保险机构中的运用，因为高温的燃气环境，和快速的运动摩擦产色的热，可能使其产生永久变形。它可以耐低温，但在超低温(-180℃)时失去弹性。同时，用这种材料制造密封圈要求配合尺寸精确，工艺比较复杂，价格较高，所以在此设计中暂不予考虑。通过比较分析，结合该燃气压力保险机构的特殊环境，此机构采用的O形密封圈采用的材料为硅橡胶，硅橡胶有较高的耐热，耐寒性(在-20一280℃可长期使用)。[25]

O形密封圈密封的效果是否理想，很大程度上取决于密封圈的压缩量和拉伸量是否合适[23]。

①缩率  对于不同型式的密封，O形圈的压缩率选取也不同。静密封：径向密封装置和往复运动密封装置一样，一般取W=10%—15%，轴向密封装置取W=15%—30%.。动密封：往复运动密封一般取W =10%—15%，旋转运动用O形密封权的内径要比轴径大3%—5%，外径的压缩率W=3%—8低摩擦运用O形密封圈，为了减少摩擦阻力，一选取较小的压缩率，即W=5%—8%

② 拉伸率 O形密封圈装入密封沟槽后，一般都有一定的拉伸率。拉伸率愈大，不但会导致O形密封圈安装困难，同时也会因截面直径发生变化而时压缩率降低，以致泄漏。拉伸率的取值范围为1%—5%，可根据轴径的大小来选取。