邵中年，王 鼎，蘇 冰

(1.海軍駐西安艦炮軍事代表室，陜西 西安 710043；2.海軍駐包頭地區(qū)軍事代表室，內(nèi)蒙古 包頭 014033)

某型艦炮防護罩與活動護板密封處漏水造成炮塔內(nèi)機械和電氣零部件銹蝕，影響火炮的機構動作和零部件的使用壽命，使火炮故障率增加，不能有效地完成作戰(zhàn)使命。針對該問題，筆者通過對故障原因進行分析，有針對性地對舊裝置存在的問題進行改進，用液壓力替代彈簧力，使原密封氈條承受一種壓力狀態(tài)變?yōu)榛鹋谶M行高低向運動和不運動時的兩種受力狀態(tài)，并對新密封裝置設計進行可行性論證，為該故障的解決提供了有效的理論依據(jù)。

1 密封裝置功能及存在的問題

某型艦炮炮塔防護罩與活動護板密封裝置是實現(xiàn)防護罩窗口與活動護板動密封的關鍵部件?；顒幼o板密封接口處漏水是目前艦炮普遍存在的問題，原設計缺乏長期適用性的考慮，其結構設計無法解決和避免活動護板密封接口經(jīng)較長時間使用后的漏水問題。該型艦炮服役至今已有十余年，艦上原裝的活動護板與防護罩由于多年的風吹雨打、鹽霧侵蝕、海浪沖擊、操作訓練、射擊試驗等諸多因素的影響，原加工精良的密封面已產(chǎn)生銹蝕磨損以及防護罩與護板接口變形，使局部密封間隙變大，導致密封件不能有效地將密封面全部密封。因此，雨水、水霧、海水這些帶有腐蝕性的液體就流入炮塔內(nèi)部，造成火炮機械零部件和電器元件的銹蝕與毀損[1-2]。

2 現(xiàn)役密封裝置結構及故障機理分析

2.1 現(xiàn)役密封裝置結構

火炮大部分時間是處于航行或?？看a頭狀態(tài)，射擊狀態(tài)只占整個服役期間的很小比例，所以漏水主要出現(xiàn)在航行和?？看a頭的狀態(tài)[3]。

防護罩與防護板密封結構如圖1所示，原炮密封裝置的結構是在防護罩窗口的密封槽內(nèi)安裝了由若干個彈簧擠壓的鋼鈑條，鋼鈑條壓住浸油毛氈，利用浸油毛氈緊密接觸活動護板密封表面進行密封。

2.2 故障機理分析

該型艦炮炮塔防護罩與活動護板密封裝置密封性差的原因分析如下。

2.2.1 氈條失油和板結

浸油毛氈很容易失油或干枯板結，如不及時浸油或更換就會因干枯板結造成密封失效。原設計在維修和浸油毛氈的更換上可操作性差，浸油工藝應現(xiàn)場進行實施和操作，目前艦上不具備實施條件；而浸過油的毛氈備件由于存放時間過長的關系，同樣也有失油和干枯板結問題。

2.2.2 彈簧力的調(diào)整作用失效

原密封裝置的另一個弊端是彈簧力作用于鋼板條，鋼板條具有剛性，它將來自彈簧的作用力傳給護板密封面上的密封氈條，整個護板密封曲面的間隙有大有小，鋼板條對密封氈條的作用力產(chǎn)生不同變化，間隙大的浸油氈條由于受力小不能完全填充滿密封間隙而導致密封失效。當需要調(diào)整彈簧力改善密封效果時，將彈簧的作用力調(diào)整加大，一方面容易將密封間隙小的浸油毛氈條擠出，造成浸油氈條失油或損毀；另一方面增加了火炮高低向運動的摩擦阻力，給火炮高低向運動造成困難。而當彈簧的作用力調(diào)整減小時，護板密封曲面間隙大的密封效果會進一步惡化。

2.2.3 作用力無法對局部間隙增大的氈條施壓

原密封裝置中使用的鋼板條是沿活動護板曲面制造的剛性零件，當防護罩和活動護板因局部變形而產(chǎn)生局部密封間隙增大時，鋼板條無法將彈簧力有效地作用于因局部變形間隙增大的密封氈條上，使局部變形間隙擴大處的密封氈條的受力減小或不受力，因而密封氈條無法將這些擴大的間隙充填滿，致使局部間隙增大的密封面不能實現(xiàn)密封，造成海水與雨水的滲漏故障。

2.2.4 密封表面鹽霧腐蝕

防護罩與活動護板的密封件是非金屬物質(zhì)，密封的原理是密封件緊密填充到防護罩與活動護板兩密封面的間隙之內(nèi)，使得液體或氣體不能從密封件之間通過?；顒幼o板上的密封面是在金屬材質(zhì)上加工出來的光潔表面，在缺乏潤滑油且長期處于海水及鹽霧的侵蝕下，密封表面產(chǎn)生腐蝕性的凹凸不平，密封氈條就無法將凹凸不平的表面間隙填充滿，滲漏也就難以避免。

由此可知，產(chǎn)生漏水的原因是由多種因素造成的，所以解決起來就較為困難[4-6]。

3 密封裝置的優(yōu)化設計

3.1 改進設計原則

根據(jù)漏水原因，結合現(xiàn)有條件和具體情況，設計一個切實可行的全新方案，從根本上徹底解決該型艦炮漏水問題。同時也為其他艦炮有效解決炮塔防漏水故障提供技術儲備[3]。

3.2 改進后密封裝置結構及原理

經(jīng)分析與研究，改變密封設計思路，采取一種新的密封技術徹底解決漏水問題。即將作用于密封氈條上的剛性力改為全方位作用于密封氈條上的柔性力,使處于密封面上各個位置的所有密封氈條都能夠接受到相同的作用力。其方法是對原密封結構和密封方式進行改造，用液壓力替代彈簧力，并使原來的密封氈條承受一種壓力狀態(tài)變?yōu)榛鹋谶M行高低向運動和不運動時的兩種受力狀態(tài)。

具體措施是將原密封處的彈簧和鋼板壓條去除，沿密封槽安裝一條矩形橡膠軟管(如圖2所示)，軟管的三面均為剛性密封槽本體，另一面開口面向護板密封面，且壓裝浸油毛氈條，橡膠軟管內(nèi)充滿有一定壓力的液體與安裝在炮塔內(nèi)部的管路及液壓密封油缸聯(lián)接。密封油缸借用高低鎖航油缸的動作與作用力。

當鎖航時，鎖航油缸活塞桿伸出完成鎖航，同時頂壓安裝在相對位置的密封油缸的活塞桿迫使其收回密封油缸內(nèi)，將密封油缸內(nèi)的液壓油擠出進入密封橡膠軟管內(nèi)，使密封橡膠管內(nèi)壓力升高，并迅速傳遞到安裝在活動護板四面密封口處的所有橡膠軟管。軟管在液壓力作用下向密封面方向膨脹變形擠壓密封毛氈條，迫使密封毛氈條緊緊地貼壓在護板密封面上，將防護罩與活動護板間的密封間隙填充滿，達到良好的密封效果。采用新的密封裝置設計后，可以實現(xiàn)的功能如下所述。

3.2.1 實現(xiàn)浸油氈條的失油與吸油

由于浸油毛氈容易失油，勤務處理不方便，因此內(nèi)設自動補油裝置。即在密封槽口部沿浸油毛氈裝1根油管并開小孔為毛氈補油，油管通儲油箱，勤務只需要定期給儲油箱加油，保持儲油箱有油即可。由于橡膠軟管內(nèi)有兩種壓力在變換，當壓力增大時浸油毛氈受擠壓會失油，而當壓力減小時浸油毛氈復原時又會吸油，因此可以有效地解決毛氈失油和干枯板結問題。

3.2.2 兩種壓力的自動轉換

為密封橡膠軟管提供兩種壓力，當火炮處于鎖航狀態(tài)時，火炮不運動，適當加大橡膠軟管內(nèi)液體壓力，使密封氈條緊緊地貼壓密封面，從而有利于實現(xiàn)密封的可靠性。此時會使搖動火炮的阻力增大，甚至無法搖動火炮，但漏水主要出現(xiàn)在占服役期很大比例的航行和?？看a頭兩種狀態(tài)，而這時火炮的高低向是處于鎖航狀態(tài)不允許運動的，因此可以給密封氈條適當增大壓力，從而得到很好的密封效果。在解航后橡膠軟管內(nèi)壓力會減小處于低壓力狀態(tài)，在這種狀態(tài)下，火炮即保證適當密封又可以進行高低向運動。即當鎖航油缸解航時，鎖航油缸活塞桿收回，同時帶動密封油缸活塞桿伸出，擠出的液壓油又被吸回密封油缸內(nèi)，橡膠軟管內(nèi)壓力減小，膨脹的軟管就會收縮，擠壓毛氈條的壓力隨之減小，此時就能輕松地搖動火炮起落部分了，密封氈條復原時通過密封槽注油管完成補油，將浸油氈條在高壓下失去的油補充回來。

3.2.3 金屬表面防腐

密封表面有腐蝕性的凹凸不平，排除方式采取對防護板密封表面進行局部修復，對所有凹坑進行修補，然后打磨密封表面，使其達到密封面光潔平滑的技術要求。光潔平滑的密封表面在實際使用中，由于密封氈條在兩個壓力變化下能夠持續(xù)地進行失油與補油，因此密封表面始終保持有潤滑油附著金屬表面，為密封面提供了很好的防腐措施。

3.3 新密封技術的可行性分析

采用新密封技術后，由鎖航油缸來帶動密封油缸進行工作后，對鎖航的動作及功能不會產(chǎn)生任何影響。因為鎖航油缸的工作壓力為16 MPa，此壓力使活塞桿伸出將鎖銷插進止動槽內(nèi)，而密封油缸的輸出壓力為2～4 MPa，2 MPa為預壓力，4 MPa為最高輸出壓力，由密封油缸產(chǎn)生4 MPa輸出壓力，給鎖航油缸所增加的阻力可以說微乎其微，所以新的密封裝置不會影響火炮的任何動作和功能，并且具有以下優(yōu)點。

3.3.1 無需人工操作且免維護

新密封技術實施后，改進裝置經(jīng)調(diào)試安裝完畢后，無需人工操作與維護，只需要火炮在進行一級或二級勤務保養(yǎng)時給儲油箱適時加油即可?；鹋诘牟僮髋c機構動作保持不變，防護罩與活動護板間密封狀態(tài)的轉換隨著鎖航油缸動作的轉換而自動完成。

3.3.2 密封氈條失油后自動補油

新密封技術從原理上解決了長期使用后密封毛氈條失油與板結干枯的弊病，并且由于密封表面長期有油處于潤滑狀態(tài)，可以有效避免密封面的磨損與腐蝕，延長密封裝置的使用周期與壽命。

3.3.3 對密封氈條施加柔性力

新密封技術由于采用液壓力對密封毛氈條施加柔性作用力，從根本上解決了由于防護罩與活動護板的局部變形使密封間隙或大或小的變化導致密封失效的弊病。新的密封裝置可以保證密封氈條不論處于任何位置及密封間隙的大小都可以得到同樣的作用力，使密封效果可靠性大大提高。

3.3.4 新密封技術密封可靠且壽命延長

新密封技術改善了密封件的受力形式，具備密封氈條在加壓失油和減壓吸油的自動補油功能，保持密封表面不斷得到潤滑，減少密封表面磨損及防止金屬腐蝕現(xiàn)象發(fā)生，即提高了密封效果，又增加了防護罩窗口密封的可靠性，也增加了密封裝置的使用壽命。

新密封技術從原理和結構上徹底消除了舊密封裝置的弊病，有效地提高和延長了火炮防護罩窗口密封的壽命和使用功能。該密封裝置改進技術的原理和結構設計是可行的。

4 結束語

解決艦炮炮塔活動護板漏水的目的是要從根本上消除所有艦炮炮塔漏水這一共性問題，保護炮塔內(nèi)的火炮零部件不再受漏水的損害，并且減少勤務保養(yǎng)的工作量，使火炮的技術狀態(tài)保持良好，從而有效地完成作戰(zhàn)使命。

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