一种气动密封用仿生压胶槽

技术领域

本发明属于航空航天技术领域，尤其涉及一种气动密封用仿生压胶槽。

背景技术

飞机应急操纵系统是保障飞机飞行安全的关键组成部分，其主要作用是在液压系统失效的情形下，通过气动的方式，实现关键部件的操控，如起落架的收放。作为应急操纵系统的核心构成要素，气动密封件一般是通过在零件特定的沟槽内压注橡胶来实现配合面的密封，其一旦密封失效，会直接导致操纵对象如起落架收放异常，造成重大飞行事故。随着我国航空航天工程技术的发展，关键部件密封性能不足的问题日益突出。目前在飞机的气压电磁阀中，其金属活门密封面是通过涂覆粘胶剂将橡胶硫化粘接在活门金属压胶槽内，橡胶与金属的粘接强度不能低于4.0MPa。在涂覆橡胶前，一般通过吹砂（钢制零件）或阳极化（铝制零件）的方式来提升原有金属槽的粗糙度以提升橡胶结合力。然而在维修过程中发现，由于吹砂工艺存在一定程度的不稳定性，造成气动密封件粘接强度不够稳当。同时新训练大纲下飞机大机动迅速爬升与下降频次增加导致密封件冷热交替加剧，导致个别气动密封件产生部分脱胶现象，密封效能下降，严重威胁飞行安全。目前急需新的表面技术手段来提升气动密封件橡胶粘接面的粗糙度及控制一致性，同时在现有基础上提升粘接强度，以适应新大纲训练下的飞机气动密封件的可靠性。

为增强气压电磁阀活门橡胶和金属的粘接强度，进而提高飞机复杂工况下的气动密封性能，本发明将章鱼吸盘外腔的非光滑特点应用于金属活门压胶槽的改进中，设计壳体内表面为非光滑形态的仿生压胶槽。章鱼是常见的温带性海洋软体生物，一般有8条可收缩的腕，每条腕上通常有两列锥形吸盘，章鱼利用这些吸盘腕可以实现吸附、行走和抓取等机械运动，在水下环境和水上环境，章鱼腕足吸盘都能对所接触的物体产生强大的吸附力。据资料显示，章鱼吸盘能够吸附起质量是其自身质量20倍的物体。从微观形态分析，章鱼吸盘吸附物体时，在整个密封过程中，由于吸盘腔体表面存在着一些弹性的折皱状凹槽形态，在增加接触面积的同时，也有助于吸盘发生与待吸附物体表面形状相同的形变并紧密贴附在物体表面，利于多级密封的形成。因此，研究章鱼吸盘吸附机理的共性并基于其吸附机理建立工程密封仿生模型，进一步获得基于表面形态改性的高密封性能仿生元件具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气动密封用仿生压胶槽，旨在解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种气动密封用仿生压胶槽，包括金属活门一，还包括：

压胶槽一和仿生槽一，所述压胶槽一设置在金属活门一的内腔，所述压胶槽一的内周面上设有若干呈上下排列的环形仿生槽一，仿生槽一的各拐角处采用圆角过渡；

所述仿生槽一纵向与压胶槽一的上端口之间留有间隙，所述仿生槽一纵向与压胶槽一的下底面之间留有间隙；

所述金属活门一密封面通过涂覆粘胶剂将橡胶硫化的方式粘接在金属活门一内，硫化橡胶在仿生槽一间流动。

进一步的，所述仿生槽一的个数为七个，各槽纵向间隔长度为2.5mm。

进一步的，所述仿生槽一纵向与压胶槽一的上端口之间的距离为2mm，所述仿生槽一纵向与压胶槽一的下底面之间的距离为2mm。

进一步的，所述仿生槽一的横截面为2mm×2mm矩形，即槽宽为2mm，槽深为2mm。

一种气动密封用仿生压胶槽，包括金属活门二，还包括：

压胶槽二和仿生槽二，所述压胶槽二设置在金属活门二的内腔，所述压胶槽二的内周面上设有若干呈圆周阵列分布的一字形仿生槽二；

所述仿生槽二纵向与压胶槽二的上端口之间留有间隙，所述仿生槽二纵向与压胶槽二的下底面之间留有间隙；

所述金属活门二密封面通过涂覆粘胶剂将橡胶硫化的方式粘接在金属活门二内，硫化橡胶在仿生槽二间流动。

进一步的，所述仿生槽二的个数为二十四个，各槽间隔角度为15°，所述仿生槽二的长度为15mm。

进一步的，所述仿生槽二纵向与压胶槽二的上端口之间的距离为2mm，所述仿生槽二纵向与压胶槽二的下底面之间的距离为3mm。

进一步的，所述仿生槽二的横截面为2mm×2mm矩形，即槽宽为2mm，槽深为2mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

该气动密封用仿生压胶槽，通过新的表面技术手段在提高金属表面粗糙度的同时，能够控制橡胶粘接面粗糙度的一致性，进而增强密封面压注橡胶的粘接强度与密封效能，延长了工件寿命，从而保证了新大纲训练下的飞机气动密封件的可靠性。

附图说明

图1为本发明中气动密封用仿生压胶槽组的结构示意图；

图2为本发明中环形仿生槽一的结构示意图；

图3为本发明中环形仿生槽一的剖视图；

图4为本发明中一字形仿生槽二的结构示意图；

图5为本发明中一字形仿生槽二的剖视图。

图中：100、金属活门一；110、压胶槽一；111、仿生槽一；200、金属活门二；210、压胶槽二；211、仿生槽二。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。

如图1-3所示，为本发明一个实施例提供的一种气动密封用仿生压胶槽，包括金属活门一100，还包括：

压胶槽一110和仿生槽一111，所述压胶槽一110设置在金属活门一100的内腔，所述压胶槽一110的内周面上设有若干呈上下排列的环形仿生槽一111，仿生槽一111的各拐角处采用圆角过渡；

所述仿生槽一111纵向与压胶槽一110的上端口之间留有间隙，所述仿生槽一111纵向与压胶槽一110的下底面之间留有间隙；

所述金属活门一100密封面通过涂覆粘胶剂将橡胶硫化的方式粘接在金属活门一100内，硫化橡胶在仿生槽一111间流动。

在本发明实施例中，优选的，该气动密封用仿生压胶槽用于气压电磁阀金属活门，当气压电磁阀工作时系统向装置内腔补给压缩气。气压电磁阀在工作状态下以电控方式接通气动系统，将压缩气体送往液压附件工作腔。气动系统不工作时，金属活门一100在底部弹簧的作用下，顶在壳体配合面形成密封，这时工作介质不能进入用气附件。气动系统工作时，金属活门一100打开，压缩气体输入到用气附件（以上工作原理为现有技术）。

金属活门一100密封面通过涂覆粘胶剂将橡胶硫化并粘接在金属活门一100的压胶槽一110内。在涂覆橡胶时，压胶槽一110内周面的仿生槽111提升了原有金属槽的粗糙度以提升橡胶结合力，解决了传统吹砂工艺存在的一定程度的不稳定性问题，提升了气动密封件粘接强度，在密封件冷热交替加剧的工况下，提升了密封效能，保障气压系统活门密封安全。

压胶槽一110表面存在的仿生槽一111改变了应力的分布顺序及强度，使仿生槽一111边缘部位密封环状区的应力增大，有利于压胶槽一110形成多级良好密封。

作为本发明的一种优选实施例，所述仿生槽一111的个数为七个，各槽纵向间隔长度为2.5mm。

在本发明实施例中，优选的，仿生槽一111的设计来源于章鱼腕足吸盘外腔表面的凹凸结构。

作为本发明的一种优选实施例，所述仿生槽一111纵向与压胶槽一110的上端口之间的距离为2mm，所述仿生槽一111纵向与压胶槽一110的下底面之间的距离为2mm。

在本发明实施例中，优选的，最上方的仿生槽一111纵向与压胶槽一110的上端口之间的距离为2mm，最下方的仿生槽一111纵向与压胶槽一110的下底面之间的距离为2mm。通过以上设置，在便于加工的同时，有效避免了对零件正常工作造成干扰。

作为本发明的一种优选实施例，所述仿生槽一111的横截面为2mm×2mm矩形，即槽宽为2mm，槽深为2mm。

在本发明实施例中，优选的，仿生槽一111由飞秒激光加工成型。

如图4和图5所示，为本发明一个实施例提供的一种气动密封用仿生压胶槽，包括金属活门二200，还包括：

压胶槽二210和仿生槽二211，所述压胶槽二210设置在金属活门二200的内腔，所述压胶槽二210的内周面上设有若干呈圆周阵列分布的一字形仿生槽二211；

所述仿生槽二211纵向与压胶槽二210的上端口之间留有间隙，所述仿生槽二211纵向与压胶槽二210的下底面之间留有间隙；

所述金属活门二200密封面通过涂覆粘胶剂将橡胶硫化的方式粘接在金属活门二200内，硫化橡胶在仿生槽二211间流动。

在本发明实施例中，优选的，该气动密封用仿生压胶槽用于气压电磁阀金属活门，当气压电磁阀工作时系统向装置内腔补给压缩气。气压电磁阀在工作状态下以电控方式接通气动系统，将压缩气体送往液压附件工作腔。气动系统不工作时，金属活门二200在底部弹簧的作用下，顶在壳体配合面形成密封，这时工作介质不能进入用气附件。气动系统工作时，金属活门二200打开，压缩气体输入到用气附件（以上工作原理为现有技术）。

金属活门二200密封面通过涂覆粘胶剂将橡胶硫化并粘接在金属活门二200的压胶槽二210内。在涂覆橡胶时，压胶槽二210内周面的仿生槽二211提升了原有金属槽的粗糙度以提升橡胶结合力，解决了传统吹砂工艺存在的一定程度的不稳定性问题，提升了气动密封件粘接强度，在密封件冷热交替加剧的工况下，提升了密封效能，保障气压系统活门密封安全。

压胶槽二210表面存在的仿生槽二211改变了应力的分布顺序及强度，使仿生槽二211边缘部位密封环状区的应力增大，有利于压胶槽二210形成多级良好密封。

作为本发明的一种优选实施例，所述仿生槽二211的个数为二十四个，各槽间隔角度为15°，所述仿生槽二211的长度为15mm。

在本发明实施例中，优选的，仿生槽二211的设计来源于章鱼腕足吸盘外腔表面的凹凸结构。

作为本发明的一种优选实施例，所述仿生槽二211纵向与压胶槽二210的上端口之间的距离为2mm，所述仿生槽二211纵向与压胶槽二210的下底面之间的距离为3mm。

在本发明实施例中，优选的，通过以上设置，在便于加工的同时，有效避免了对零件正常工作造成干扰。

作为本发明的一种优选实施例，所述仿生槽二211的横截面为2mm×2mm矩形，即槽宽为2mm，槽深为2mm。

在本发明实施例中，优选的，仿生槽二211由飞秒激光加工成型。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些均不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。