【正文】 這樣整個系統(tǒng)的大致結構就定下來了，核心問題是考慮怎樣才能使油箱內(nèi)的壓力和海水的壓力相等，或者是使油箱內(nèi)的壓力略大于海水的壓力。顯然選用第二種方法的水下電動機比較合理，在還沒有完整資料的情況下，在此基礎上對電動機進行改進，設計出一個在理論上行得通的水下電動機。因為海水的腐蝕性，液壓動力單元最外層與海水接觸部分材料要選用特殊材料，并且希望這種材料的面積盡量小且形狀規(guī)則，如果電動機和液壓泵放在油箱外面，這樣必將增加外殼材料表面積，也會使得外殼的形狀相對復雜隨之而來的裝配和焊接問題就會更多，這里采用將電動機和液壓泵放在油箱內(nèi)部。非上置式液壓動力源由于液壓泵置于油箱液面以下，故能有效改善液壓泵的吸入能力，這種動力源裝置高度低，便于維護，但占地面積大，適用于泵的吸入允許高度受限制，傳動功率較大，而使用空間不受限制，以及開機率低，使用時又要求很快投入運行的場合。③柜式液壓動力源。②非上置式液壓動力源。①上置式液壓動力源。但是雖然壓力差為零，密封裝置還要承受幾十兆帕的內(nèi)壓，有可能會因為過大的內(nèi)壓導致密封結構的變形而使得密封失效，所以在選取裝置時還是要注意此類問題。靜密封結構已經(jīng)選定，接下來就是對動密封結構的選取。由于本文所設計的液壓動力源是使用在深海，所以良好的密封對性能的影響尤其重要，這也是本設計的難點之一。設備的密封性能是評價機械產(chǎn)品質量的一個重要指標，對密封的基本要求是嚴密、可靠、壽命長，并且力求結構緊湊，系統(tǒng)簡單，制造維修方便，成本低廉。三個零件疊在一起，放于有臺肩的通孔中，中間穿過導線，外面再用壓緊螺母1與上墊6有接觸部分，而壓緊螺母是要旋轉推進壓緊的，這就會使上墊6同樣跟著旋轉，那么導線將會被攔腰截斷。在參閱了大量資料后，由于條件有限不能對此類產(chǎn)品進行驗證，但應該說在性能方面能滿足設計要求，由于本結構不是本文的重點，在此只對其原理進行簡單描述。但也有許多的缺點：用膠填實密封，使得小孔的直徑不能很大，所引的導線也就不可能很多；如果小孔的直徑太大或小孔的長度較長時，膠有一定的黏度，容易灌滿整個小孔，易產(chǎn)生泄漏；A、B兩膠混合在一起調(diào)制時，一般會有反應，有的會放熱，膠在調(diào)制的過程中就產(chǎn)生了氣泡，對密封很不利，會有滲漏；易老化，不可長時間使用，膠老化，密封性能救大為降低，且對溫度較高的場合也不適用；不利于拆卸傳感器以對傳感器進行保養(yǎng)、維護。用膠填實密封是將膠及細導線直接澆注在小孔中，實現(xiàn)密封。軟細導線的密封方法，大體上有三類：該傳感器沒有移動部件存在，所以抗震和抗沖擊性很強，由于這種壓力傳感器采用了金屬隔膜，因而表現(xiàn)出了非常好的耐腐蝕性和抗過載性。傳統(tǒng)的機械式壓力表能測定的壓力范圍不是很大，一般是0~60MPa。管路易拆式雙筒回油過濾器（2YH）YLH型箱上回油過濾器?？紤]到系統(tǒng)的結構問題，不可能在所有部位上安裝過濾器，根據(jù)本文所設計的系統(tǒng)，最后決定只在裝置的回油路安裝回油過濾器。不同用途的液壓系統(tǒng)對油液的過濾精度要求不同。表面型濾芯由單層濾材構成，介質必須流過該濾層，由帶網(wǎng)孔的金屬或鋼絲篩制成，因此它們有著非常一致的孔徑，從而限制能通過的最大圓形硬顆粒的尺寸。（1)過濾器的分類過濾器按濾芯分為兩大類，既深度型濾芯和表面型濾芯過濾器。從圖23可以清楚地觀察到將電動機軸和液壓泵制成同一個軸的結構在安裝方面是沒有問題的，只要將各個部件依次從右往左安裝，具體安裝順序依照圖23所示的編號順序，所以本文在這部分的設計采用通軸結構。圖22 泵的外形結構及主要尺寸圖 液壓泵與電動機之間連接的設計傳統(tǒng)的設計，電動機和液壓泵之間是通過一個聯(lián)軸器連接在一起的，電動機的轉矩通過聯(lián)軸器傳遞到液壓泵，但是這種連接方式占用的體積較大，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用，并且會降低效率，所以在結構上準備選擇液壓泵輸出軸和電動機輸出軸連成一體的通軸結構，這樣在結構上能簡化很多，噪聲問題也會有很大的改善。最高轉速:2200r/min。最高壓力：25MPa?？紤]到本次設計所要求的排量為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，固轉子必須按規(guī)定的旋轉方向使用。齒輪泵具有較大的轉速范圍，但轉速不能太高，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用范圍還是相當廣的。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，工藝復雜，成本較高； （3）液壓元件維修較復雜，且需有較高的技術水平； （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)把液體壓力能轉換為機械能，從而驅動工作機構，實現(xiàn)直線往復運動和回轉運動。應該指出，日本液壓傳動的發(fā)展較歐美等國家晚了近20 多年。20 世紀初康斯坦丁1905年將工作介質水改為油，又進一步得到改善。在如此嚴峻的行業(yè)背景下，我們的技術人員經(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。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。關鍵詞：動力單元，壓力平衡，液壓系統(tǒng)。本文設計內(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。設計說明書課 題 名 稱： 液壓動力單元的結構設計 因此一個能適應深海環(huán)境的液壓動力源的出現(xiàn)，已迫在眉睫。眾所周知，海洋深處是有很大的壓力的，而且隨著深度的加深，壓力也就越大，當?shù)竭_6000m時，壓力為60MPa，如果這么大的壓力都由液壓動力源來承擔，再加上系統(tǒng)工作所需的壓力，液壓泵的負擔是很重要的，而且這樣也很不經(jīng)濟，液壓動力單元的效率會非常低，同時整個結構外殼也必須做得很厚以承受水壓，這樣就加大了系統(tǒng)的重量，在系統(tǒng)的密封工作方面，也會帶來很大難度，所必須要設計一個特別裝置來平衡裝置，同時也對壓力平衡厚的系統(tǒng)密封問題、電纜接口問題和材料的防腐蝕問題進行了分析?？梢姡ぞ叩闹圃鞂θ祟惖挠绊懯菢O其巨大的。尤其在今天以知識為驅動的全球化經(jīng)濟浪潮中，由于激烈的市場競爭，夾具工業(yè)的內(nèi)涵、深度和廣度都發(fā)生著深刻的而變化，各種新的液壓系統(tǒng)、制造加工方法不斷出現(xiàn)，推動著我們的社會不斷的向前發(fā)展?！叭胧馈睂ξ覀儕A工具產(chǎn)生重大而深遠的影響，經(jīng)濟全球化的趨勢日益明顯，同時世界眾多知名公司不斷進行結構調(diào)整，國內(nèi)市場的國際性進一步顯現(xiàn)，該行業(yè)的將經(jīng)受更大的沖擊，競爭也會更加劇烈。布拉曼(Joseph Braman,17491814)，在倫敦用水作為工作介質,以水壓機的形式將其應用于工業(yè)上，誕生了世界上第一臺水壓機。1925 年維克斯()發(fā)明了壓力平衡式葉片泵，為近代液壓元件工業(yè)或液壓傳動的逐步建立奠定了基礎。 第二次世界大戰(zhàn)(19411945)期間，在美國機床中有30%應用了液壓傳動。液壓傳動有許多突出的優(yōu)點，因此它的應用非常廣泛，如一般工業(yè)用的塑料加工機械、壓力機械、機床等；行走機械中的工程機械、建筑機械、農(nóng)業(yè)機械、汽車等；鋼鐵工業(yè)用的冶金機械、提升裝置、軋輥調(diào)整裝置等；土木水利工程用的防洪閘門及堤壩裝置、河床升降裝置、橋梁操縱機構等；發(fā)電廠渦輪機調(diào)速裝置、核發(fā)電廠等等；船舶用的甲板起重機械（絞車）、船頭門、艙壁閥、船尾推進器等；特殊技術用的巨型天線控制裝置、測量浮標、升降旋轉舞臺等；軍事工業(yè)用的火炮操縱裝置、船舶減搖裝置、飛行器仿真、飛機起落架的收放裝置和方向舵控制裝置等。 液壓系統(tǒng)主要由：動力元件（油泵）、執(zhí)行元件（油缸或液壓馬達）、控制元件（各種閥）、輔助元件和工作介質等五部分組成。 控制元件包括壓力閥、流量閥和方向閥等。動力元件 齒輪泵、葉片泵、柱塞泵、螺桿泵...... 執(zhí)行元件液壓缸：活塞液壓缸、柱塞液壓缸、擺動液壓缸、組合液壓缸 液壓馬達齒輪式液壓馬達、葉片液壓馬達、柱塞液壓馬達 控制元件方向控制閥：單向閥、換向閥 壓力控制閥溢流閥、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等 流量控制閥節(jié)流閥、調(diào)速閥、分流閥 輔助元件蓄能器、過濾器、冷卻器、加熱器、油管、管接頭、油箱、壓力計、流量計、密封裝置等。 （8)液壓元件實現(xiàn)了標準化、系列化、通用化、便于設計、制造和使用。第二章 各個部件的選型液壓動力源的設計要求各部件布置緊湊、振動和噪聲小、結構密封性好、性價比高。直流電動機是將直流電能轉換為機械能，具有啟動性能和調(diào)速性能好、過載能力大等優(yōu)點，在大型機床、電力機車、船舶機械和紡織機械等設備有廣泛的應用，但直流電動機的電刷機構是一個致命缺陷，影響了電動機的使用壽命，使結構也變得復雜。這樣一來，無論是電動機本體的靜密封還是轉軸處的動密封均比較容易實現(xiàn)。電動機的定子機殼、前端蓋、后端蓋構成一個密封殼體，屬于靜密封問題。如果仍然采取在軸與機殼間加O形圈密封的方法，當電動機高速旋轉時，會導致O形密封圈的磨損、發(fā)熱乃至變形，在較高的水壓下，就容易漏水，所以軸伸處僅采取加O形圈密封的方法已不可靠。由于聚四氟乙烯材料有極好的耐磨、耐高溫性能，大大降低了磨損、發(fā)熱乃至變形影響。本文計算的功率是根據(jù)液壓泵在滿負載額定轉速下計算出來的系統(tǒng)最大功率要求。 液壓泵的選型液壓泵是將原動機的機械能轉換為液壓能的能量轉換元件，在液壓傳動中，液壓泵是動力元件，向液壓系統(tǒng)提供液壓能。但齒輪泵的零件在磨損后不易修復，零件組裝是選配，互換性差，常因個別零件損壞而不得不更換新泵。葉片泵對油液中的污染物很敏感，污物會影響葉片泵工作的可靠性，油液不清潔會使葉片卡死，因此必須保證油液良好過濾和環(huán)境清潔。① 柱塞泵的工作壓力高。適當增加柱塞數(shù)目或增大柱塞直徑，即可增大流量。（4） 螺桿泵螺桿泵與其他容積式液壓泵相比，結構緊湊，流量、壓力無