【正文】 的體積較大，且工作時聯(lián)軸器會發(fā)出很大的噪聲，會影響它在某些場合的應(yīng)用，并且會降低效率，所以在結(jié)構(gòu)上準(zhǔn)備選擇液壓泵輸出軸和電動機輸出軸連成一體的通軸結(jié)構(gòu)，這樣在結(jié)構(gòu)上能簡化很多，噪聲問題也會有很大的改善。最高轉(zhuǎn)速:2200r/min。最高壓力：25MPa。考慮到本次設(shè)計所要求的排量為35mL/r，壓力為21MPa，最終選用某公司的C4低壓卸荷控制型液壓泵，具體型號為BK35FRC4＊AK11,起主要參數(shù)如下。深海液壓系統(tǒng)用液壓泵的設(shè)計還要考慮振動和噪聲問題，因為如果振動和噪聲較高會影響整個執(zhí)行系統(tǒng)上其他設(shè)備（如聲納等）的正常運行。常用于傳動要求十分平穩(wěn)的精密度機床，如鏡面磨床；也用于工作可靠性要求很高的裝置中，如飛機和輪船。③ 變量形式多。因為柱塞與孔容易加工，尺寸及表面質(zhì)量可以達到很高的精度，所以配合精度高、泄露小、容積效率高，工作壓力一般為20～40MPa。此外，因葉片有安裝傾角，固轉(zhuǎn)子必須按規(guī)定的旋轉(zhuǎn)方向使用。齒輪泵具有較大的轉(zhuǎn)速范圍，但轉(zhuǎn)速不能太高，否則油液在離心力的作用下不能充滿整個工作空間，并對吸油形成阻力，產(chǎn)生“吸空”現(xiàn)象。就排量而言，液壓泵分為定量泵和變量泵。已知液壓泵的排量是V=35ml/r,泵的壓力=21MPa，這里深海選定泵的轉(zhuǎn)速n=1500r/min，泵的總效率取=。并且電動機內(nèi)充有壓力補償油，電動機內(nèi)外壓平衡，軸與聚四氟乙烯環(huán)間還會形成油膜，從而保證了軸伸處的深水可靠動密封。工程技術(shù)人員在這方面做了大量的工作，如采用德國洪格爾組合密封圈進行動密封。因此在前、后端蓋處采用O形圈進行密封。而對于內(nèi)部線圈，必須可以在高壓油環(huán)境下正常工作。相對而言，交流電動機，特別是三相交流異步電動機的維護和操作方便、堅固耐用、工作可靠，雖然調(diào)速性能沒有直流電動機好，功率因數(shù)低，但液壓泵對電動機速度控制要求不高，異步電動機已經(jīng)可以很好地控制速度，所以交流電動機的應(yīng)用范圍還是相當(dāng)廣的。本節(jié)介紹液壓動力系統(tǒng)中的液壓泵、電動機、過濾器、壓力儀表、接口部件等各個的重要部件的選型。 液壓傳動的缺點（1）使用液壓傳動對維護的要求高，工作油要始終保持清潔； （2）對液壓元件制造精度要求高，工藝復(fù)雜，成本較高； （3）液壓元件維修較復(fù)雜，且需有較高的技術(shù)水平； （4）液壓傳動對油溫變化較敏感，這會影響它的工作穩(wěn)定性。液壓傳動的優(yōu)點（1）體積小、重量輕，例如同功率液壓馬達的重量只有電動機的10％～20%。它們的作用是根據(jù)需要無級調(diào)節(jié)液動機的速度，并對液壓系統(tǒng)中工作液體的壓力、流量和流向進行調(diào)節(jié)控制。 動力元件（油泵）它的作用是利用液體把原動機的機械能轉(zhuǎn)換成液壓力能；是液壓傳動中的動力部分。 液壓傳動的基本原理：液壓系統(tǒng)利用液壓泵將原動機的機械能轉(zhuǎn)換為液體的壓力能，通過液體壓力能的變化來傳遞能量，經(jīng)過各種控制閥和管路的傳遞，借助于液壓執(zhí)行元件(液壓缸或馬達)把液體壓力能轉(zhuǎn)換為機械能，從而驅(qū)動工作機構(gòu)，實現(xiàn)直線往復(fù)運動和回轉(zhuǎn)運動。應(yīng)該指出，日本液壓傳動的發(fā)展較歐美等國家晚了近20 多年。20 世紀(jì)初康斯坦丁1905年將工作介質(zhì)水改為油，又進一步得到改善。在如此嚴(yán)峻的行業(yè)背景下，我們的技術(shù)人員經(jīng)過不斷的改革和創(chuàng)新使得我國的磨具水平有了較大的提高，大型、復(fù)雜、精密、高效和長壽命的液壓有上了新臺階。液壓系統(tǒng)是現(xiàn)代工業(yè)的基礎(chǔ)。從某種程度上說，工具是先進水平?jīng)Q定著生產(chǎn)力的提高發(fā)展與變革，是伴隨著勞動工具的發(fā)展與變革。關(guān)鍵詞：動力單元，壓力平衡，液壓系統(tǒng)。本文設(shè)計內(nèi)容為開發(fā)一套6000m深海液壓動力單元，工作壓力位21MPa、額定排量35mL/min。液壓動力單元的結(jié)構(gòu)設(shè)計畢業(yè)論文目錄摘要…………………………………………………………………………………1前言…………………………………………………………………………………2第一章 液壓傳動的基本介紹……………………………………….3 …………………………………………………………………3 ……………………………………………………3 …………………………………………………………………4 …………………………………………………………………………5 ……………………………………………………………………5第二章 各部件的選型……………………………………………………….7 電動機的選型…………………………………………………………………………7 液壓泵的選型…………………………………………………………………………9 液壓泵與電動機之間連接的設(shè)計……………………………………………………12 過濾器的選型…………………………………………………………………………13 壓力儀表的選型………………………………………………………………………14 接口部件的選型………………………………………………………………………15 密封裝置的選型………………………………………………………………………17第三章 液壓動力單元的結(jié)構(gòu)設(shè)計分析…………………………………19 液壓動力源的幾種結(jié)構(gòu)形式……………………………………………………….19 各種布置的比較…………………………………………………………………….19 布置方案的選定…………………………………………………………………….20 油箱的設(shè)計………………………………………………………………………….21 系統(tǒng)壓力平衡問題的分析………………………………………………………….22 總體系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)…………………………………………………………………….27第四章 材料的選擇…………………………………………………………28 油箱外壁材料的選擇………………………………………………………………28 壓力平衡結(jié)構(gòu)中的非金屬材料的選擇……………………………………………29 油箱壁的強度校核…………………………………………………………………31…………………………………………………………31總結(jié)…………………………………………………………………34謝辭…………………………………………………………………35參考文獻……………………………………………………………36摘要隨著各國經(jīng)濟的飛速發(fā)展和世界人口的不斷增加，人類消耗的自然資源越來越多，開發(fā)“藍(lán)色經(jīng)濟”以勢在必行，海洋站地球表面積得71%，在海底及海洋中，蘊藏著極其豐富的生物資源及礦產(chǎn)資源。作為液壓動力源，在考慮了一般陸地環(huán)境必須注意的問題，如液壓系統(tǒng)的污染、泄露、液壓沖擊、振動和噪聲外，還必須要考慮在深海環(huán)境下的新的問題。前言制造業(yè)的歷史可追溯到幾百年前的舊石器的時代。制造業(yè)是任何一個發(fā)達國家的基礎(chǔ)工業(yè)，是一個國家綜合國力的重要體現(xiàn)。它的技術(shù)水平在很大程度上決定了產(chǎn)品的質(zhì)量和市場的競爭力。液壓式每個機制制造方面目前普遍的，它可以大批量生產(chǎn)，節(jié)省人力物資，效率相對高，操作方便，結(jié)構(gòu)合理，它的成本低廉，適合廣大人群所承受的能力。 第一次世界大戰(zhàn)(19141918)后液壓傳動廣泛應(yīng)用，特別是1920年以后，發(fā)展更為迅速。尼斯克(G在1955 年前后，日本迅速發(fā)展液壓傳動，1956 年成立了“液壓工業(yè)會”。其中的液體稱為工作介質(zhì)，一般為礦物油，它的作用和機械傳動中的皮帶、鏈條和齒輪等傳動元件相類似。 執(zhí)行元件（油缸、液壓馬達）它是將液體的液壓能轉(zhuǎn)換成機械能。 輔助元件除上述三部分以外的其它元件，包括壓力表、濾油器、蓄能裝置、冷卻器、管件各種管接頭(擴口式、焊接式、卡套式）、高壓球閥、快換接頭、軟管總成、測壓接頭、管夾等及油箱等，它們同樣十分重要。因此慣性力較小，當(dāng)突然過載或停車時，不會發(fā)生大的沖擊； （2）能在給定范圍內(nèi)平穩(wěn)的自動調(diào)節(jié)牽引速度，并可實現(xiàn)無極調(diào)速，且調(diào)速范圍最大可達1：2000(一般為1：100）。因此液壓傳動不宜在很高或很低的溫度下工作，一般工作溫度在15℃~60℃范圍內(nèi)較合適。 電動機的選型現(xiàn)在常用的電動機有步進電動機、直流電動機、異步電動機、伺服電動機等。深海電動機設(shè)計的難點在于其密封技術(shù)，由于深海環(huán)境下巨大的外界壓力以及海水的強導(dǎo)電性能，故電動機一般采用內(nèi)部充油設(shè)計，并進行壓力補償。根據(jù)所查找的資料，一般的深海電動機都是采用直流的，但通過之前的討論已經(jīng)知道，直流電動機存在著電刷的問題，直流有刷電動機換相時，電刷與換向器會產(chǎn)生火花，碳化補償油，造成電動機轉(zhuǎn)子短路，損壞電動機，因此其密封只能采用承壓方式，這既增加了電動機的尺寸和重量，又限制了其適用的水下深度。軸伸處的密封屬于動密封，是水下電動機中最難解決的問題之一。組合密封圈由聚四氟乙烯內(nèi)環(huán)與O形圈外環(huán)的有機結(jié)合解決了這個問題。組合密封只是在O形圈內(nèi)環(huán)增加了聚四氟乙烯環(huán)，所以尺寸、重量及安裝方法與O形圈類似，具有體積小、結(jié)構(gòu)簡單等特點。流量：q=Vn10=15003510=（L/min） （31）功率：P===（kW） （32）式中 q——液壓泵的流量，L/min； V——液壓泵的排量，ml/r； n——電動機的轉(zhuǎn)速，r/min； ——系統(tǒng)總效率； P——電動機的功率，kW。按構(gòu)成密封工作容積的方法和吸、排油機理可分為齒輪泵、葉片泵、柱塞泵、螺桿泵四類，如圖21所示。齒輪泵的轉(zhuǎn)速也不能太低，否則由于流量減小，容積效率下降，它的吸油口、排油口不能互換，旋轉(zhuǎn)方向有明確規(guī)定。（3） 柱塞泵柱塞泵依靠柱塞在缸中往復(fù)運動形成密封工作容積的變化實現(xiàn)吸油與排油。最高壓力可達到100MPa。改變柱塞形成，即能改變泵的排量，可構(gòu)成多種變量泵。用于各類泵的比較，以及本設(shè)計的要求壓力是21MPa，是一個不小的壓力，并且是工作在深海作為一些機構(gòu)的動力源，流量范圍要求會比較大，所以選用柱塞泵。而在振動和噪聲指標(biāo)滿足要求的情況下，一般路上液壓系統(tǒng)用液壓泵均可滿足深海的使用要求。當(dāng)然制成通軸也會有一定的問題，首先這根軸就是一個單件生產(chǎn)的零件，成本比較高，而且怎么將電動機和泵的內(nèi)部元件連接在一起，能不能連接上還是個問題，因為軸的兩端分別連接著電動機的轉(zhuǎn)子和液壓的內(nèi)部元件。 圖23 系統(tǒng)只要部件 1—電動機外殼；2—通軸；3—電動機轉(zhuǎn)子；4—電動機封蓋；5—軸承；6—液壓泵外殼；7—斜盤和柱塞；8—缸體；9—配流盤；10—液壓泵蓋 過濾器的選型液壓系統(tǒng)中故障的80%是由工作介質(zhì)受污染引起的。深度型過濾器強迫介質(zhì)流過多層濾材，當(dāng)介質(zhì)流過相互糾纏的通道時污染物被捕獲。過濾器類型及相應(yīng)的用途如表21所示。液壓私服系統(tǒng)對油液過濾精度要求最高；液壓高的系統(tǒng)中由于液壓元件間隙小，對油液過濾精度要求也較高。本文所設(shè)計的壓力為21Mpa，根據(jù)表22，選取過濾精度為10um的過濾器，這樣的精度已經(jīng)足夠了。RFB型箱側(cè)回油過濾器。ZUA型回油過濾器。本文設(shè)計的液壓動力源，工作壓力有可能大于60MPa，使用本系統(tǒng)所需要的壓力儀表的測量范圍在0~100MPa，并且需要的是電子式壓力儀器，能把壓力信號轉(zhuǎn)換為電信號傳輸?shù)浇邮掌?。有?guī)格為0~100MPa的產(chǎn)品，本設(shè)計選擇此型號的壓力傳感器。用膠填實密封膠密封的原理是：膠是“流變密封材料”，可將導(dǎo)線索要穿過的小孔看成阻尼孔，在高壓下，膠呈流動性，沿小孔形成壓力降，而當(dāng)壓力小到一定值后，膠又失去流動性而成固態(tài)，從而保證了密封。用水密接插件有許多優(yōu)點，可以傳輸各種電信號，密封可靠，拆卸較為方便。圖24中，上墊密封材料下墊9上、下表面都