現(xiàn)代機(jī)械碳材料用于飛機(jī)的密封應(yīng)用

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無(wú)油、自潤(rùn)滑機(jī)械碳材料具有綜合特性，使其適用于軍用和民用飛機(jī)的密封應(yīng)用。

　　這些材料自潤(rùn)滑，自動(dòng)上光，尺寸上穩(wěn)定，可以確保良好的密封匹配。它們耐熱，有一個(gè)高熱導(dǎo)率，有助于傳導(dǎo)遠(yuǎn)離滑動(dòng)面的摩擦熱。此外，這些材料都是易加工，可以嚴(yán)格控制航空航天尺度容許的公差，可以研磨和拋光到一個(gè)氦光帶規(guī)范的平面。在航空航天應(yīng)用領(lǐng)域，現(xiàn)代機(jī)械碳材料被用于飛機(jī)齒輪箱、空氣渦輪電機(jī)起動(dòng)器、以及渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)和飛機(jī)輔助動(dòng)力裝置（APUs）主軸的密封。

　　這些自潤(rùn)滑材料是由超細(xì)的人造石墨物質(zhì)組成，與專有無(wú)機(jī)化學(xué)物質(zhì)浸潤(rùn)，來(lái)改善它們的潤(rùn)滑性能及抗氧化性能。它們有一個(gè)較低的摩擦系數(shù)，在高速滑動(dòng)時(shí)磨損率低；高導(dǎo)熱率，高溫空氣抗拒氧化。這些屬性也適用于其他高速、旋轉(zhuǎn)設(shè)備，如高速旋轉(zhuǎn)壓氣機(jī)和汽輪機(jī)。

　　飛機(jī)齒輪箱減少發(fā)動(dòng)機(jī)主軸的旋轉(zhuǎn)速度，從高達(dá)26000 rpm降至3400 rpm，所以軸可以驅(qū)動(dòng)如下的系統(tǒng)組件，如液壓泵、發(fā)電機(jī)、空氣調(diào)節(jié)壓縮機(jī)。將潤(rùn)滑油密封在齒輪箱，防止它從軸進(jìn)出齒輪箱的位置處泄漏。大多數(shù)飛機(jī)齒輪箱使用端面密封。端面密封通常含有一個(gè)碳—石墨密封固定環(huán)和一個(gè)碳化硅或鎢硬質(zhì)合金旋轉(zhuǎn)環(huán)。動(dòng)態(tài)端面密封的環(huán)平搭，用彈簧或磁鐵固定在一起，所以即使是在高速下環(huán)互相轉(zhuǎn)開(kāi)的情況下，液體也不能在環(huán)表面之間流動(dòng)。

　　動(dòng)態(tài)密封的兩個(gè)環(huán)相對(duì)運(yùn)動(dòng)。這兩個(gè)環(huán)用靜態(tài)密封環(huán)如聚合物o形環(huán)密封到軸或齒輪箱室。密封設(shè)計(jì)師使用螺旋凹槽、直凹槽、楔形在兩個(gè)滑動(dòng)密封面之間流通或泵一層細(xì)的空氣或油膜。這創(chuàng)造了空氣動(dòng)力或水動(dòng)力學(xué)升力，從而降低了密封面的摩擦和磨損。

　　例如，Metallized Carbon 公司出產(chǎn)的Metcar Grade M-45，常用作固定環(huán)。這個(gè)材料適合軸封，因?yàn)樗�不透水，從而能夠支持氣�?dòng)薄膜，也有能力在高速下以低摩擦、低磨損運(yùn)行。

　　空氣渦輪起動(dòng)電機(jī)通常使用與齒輪箱密封相同的碳—石墨和碳化硅或鎢硬質(zhì)合金動(dòng)態(tài)端面密封材料，但滑動(dòng)速度要高得多。這些空氣渦輪起動(dòng)電機(jī)實(shí)際上是小型渦輪機(jī)，利用從輔助動(dòng)力單元排出的廢氣來(lái)發(fā)出啟動(dòng)主發(fā)動(dòng)機(jī)所需的電力�？諝馄饎�(dòng)電機(jī)的軸速可以高達(dá)180000 rpm。或滑動(dòng)速度約1000英尺/秒（305米/秒），這幾乎是聲速。飛機(jī)密封制造商用楔形和氣體流動(dòng)通道產(chǎn)生空氣動(dòng)力或水動(dòng)力升空來(lái)設(shè)計(jì)的密封。

　　Metcar Grade M-45用于航空發(fā)動(dòng)電機(jī)起動(dòng)機(jī)密封是由于其在所需操作條件下自潤(rùn)滑的優(yōu)秀品質(zhì)。

　　碳—石墨基礎(chǔ)面密封圈，碳—石墨環(huán)形密封圈常用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)主軸密封，來(lái)控制發(fā)動(dòng)機(jī)中的空氣流動(dòng)和燃燒氣體的流動(dòng)。他們還密封主要發(fā)動(dòng)機(jī)軸承中使壓氣機(jī)軸和燃?xì)鉁u輪軸自由旋轉(zhuǎn)的油潤(rùn)滑劑。環(huán)形和端面密封圈都有使用。

　　對(duì)環(huán)形主軸密封圈，適合固定箱體內(nèi)插槽近端間隙的碳—石墨部分被使用。碳—石墨部分用帶環(huán)彈簧的張拉來(lái)對(duì)抗轉(zhuǎn)軸上的陶瓷或硬質(zhì)合金涂層。

　　起重楔形和機(jī)械配置用來(lái)產(chǎn)生升力，所以這些密封在空氣動(dòng)力或水動(dòng)力薄膜上起作用。旋轉(zhuǎn)速度可以高達(dá)26000 rpm，密封環(huán)溫度能達(dá)到800度。