【正文】 1）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(jī)的轉(zhuǎn)速，r/min； ——系統(tǒng)總效率； P——電動機(jī)的功率，kW。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。最高壓力可達(dá)到100MPa。用于各類泵的比較，以及本設(shè)計(jì)的要求壓力是21MPa，是一個(gè)不小的壓力，并且是工作在深海作為一些機(jī)構(gòu)的動力源，流量范圍要求會比較大，所以選用柱塞泵。 圖23 系統(tǒng)只要部件 1—電動機(jī)外殼；2—通軸；3—電動機(jī)轉(zhuǎn)子；4—電動機(jī)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。過濾器類型及相應(yīng)的用途如表21所示。本文所設(shè)計(jì)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。本文設(shè)計(jì)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?。用膠填實(shí)密封用水密接插件有許多優(yōu)點(diǎn)，可以傳輸各種電信號，密封可靠，拆卸較為方便。而密封材料7與下墊9由于摩擦力及軸向的壓緊力會跟著旋轉(zhuǎn)，至少不能保證與上墊6同步旋轉(zhuǎn)。當(dāng)?shù)篮Ｆ矫嬉韵?000m時(shí)，壓力就已經(jīng)達(dá)到30MPa，到海平面以下6000m時(shí)，壓力將到達(dá)60MPa，這么大的壓力對密封裝置來說，是一個(gè)比較大的考驗(yàn)，特別是動密封處。這里選用一種多級密封裝置，其所能承受的壓力可以達(dá)到100MPa，所以肯定能滿足設(shè)計(jì)要求的，其結(jié)構(gòu)簡圖如圖26所示。將泵組布置在底座或地基上的液壓動力源稱為非上置式。新一代的這種布置方式的液壓動力源可以將液壓泵組、油箱組件、控溫組件等集成為一個(gè)整體，機(jī)構(gòu)做得相當(dāng)緊湊，并且能保證一定壓力和排量，如近些年來出現(xiàn)的通用性較強(qiáng)的液壓動力單元就是典型代表。耐水壓的機(jī)械結(jié)構(gòu)：采用高機(jī)械強(qiáng)度材料增加壁厚的機(jī)殼以承受水壓及隔離海水。 油箱的設(shè)計(jì)通常油箱可分為整體式油箱、兩用油箱和獨(dú)立油箱三類。對于液壓系統(tǒng)，液壓油的清潔對整個(gè)液壓系統(tǒng)的影響是非常大的。則液壓泵所占的體積V為： V=195202233=10（mm）液壓泵的體積加上其他部件的體積，10 mm。這種結(jié)構(gòu)的不足是對活塞的密封和潤滑要求很高，在海水直接接觸活塞導(dǎo)軌這種環(huán)境下，很難滿足密封和潤滑的要求，并且還可能有海底的微生物等其他雜質(zhì)卡在活塞導(dǎo)軌上阻礙活塞的移動。④內(nèi)置氣囊型結(jié)構(gòu)與外置氣囊型結(jié)構(gòu)位置的氣囊位置相反，氣囊內(nèi)部沒有油液。⑥橡膠罩結(jié)構(gòu)中油箱的6個(gè)面只有底面是鋼制材料，其他各個(gè)面都是采用整體的橡膠罩，所以整個(gè)油箱的變形能力很強(qiáng)，其結(jié)構(gòu)如圖36所示。通過以上各個(gè)方案的比較，最后一個(gè)方案是比較合理的，蓄能器狀氣囊結(jié)構(gòu)既能實(shí)現(xiàn)油箱較大的體積變化，又便于壓力補(bǔ)償裝置的安裝，也容易計(jì)算所能補(bǔ)償體積的大小，氣囊外包著的金屬殼，因而，氣囊不會發(fā)生太大的變形，金屬殼還可有效地防止外界尖銳物品刺破氣囊。下面來討論系統(tǒng)材料的選擇問題。通過查閱材料手冊，選擇牌號為NS的合金材料，其中牌號為NS33NS33NS336的比較合適海洋的環(huán)境，其化學(xué)成分如表41所示，特性和應(yīng)用舉例如表42所示。是從石油、天然氣、煤、石灰石以及農(nóng)副產(chǎn)品中提煉某些低分子的不飽和烴 作為原料，制成“單體”物質(zhì)，然后經(jīng)過復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)而獲得人工合成的高分子聚合物，故有“人造橡膠”之稱。橡膠有很多性能指標(biāo)，其中與本設(shè)計(jì)選材相關(guān)的性能有：拉伸強(qiáng)度、伸長率、回彈率、紹興硬度、解裂溫度。圖41 壓力平衡裝置外形結(jié)構(gòu)在深海環(huán)境系統(tǒng)中油箱內(nèi)油液體積變化包括以下幾個(gè)方面。總結(jié)2010年9月，我開始了我的畢業(yè)設(shè)計(jì)工作，時(shí)至今日，畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)完成。在學(xué)校圖書館搜集資料，在網(wǎng)上查找各類相關(guān)資料，將這些寶貴的資料全部記在筆記本上，盡量使我的資料完整、精確，從而有利于畢業(yè)的設(shè)計(jì)。我從資料的收集中，掌握了很多有關(guān)專業(yè)方面的知識，提高了液壓專業(yè)知識技能，讓我對我所學(xué)過的知識有所鞏固和提高。 本次設(shè)計(jì)是在我的導(dǎo)師蘇玲嬌老師的指導(dǎo)下完成的，從最初我對本次設(shè)計(jì)的不了解到能夠整體把握再到比較順利的完成本次設(shè)計(jì)，這一步一步的走來，其中都包含了蘇老師耐心的指引和教導(dǎo)。在設(shè)計(jì)的過程中，也得到了許多同學(xué)寶貴的建議，在此一并致以誠摯的謝意。156原始數(shù)據(jù)搜集得當(dāng)，計(jì)算結(jié)論正確。152按時(shí)、全面、獨(dú)立地完成畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的各項(xiàng)任務(wù)，表現(xiàn)出較強(qiáng)的綜合分析問題和解決問題的能力，以及完成課題任務(wù)的質(zhì)量情況。這種學(xué)習(xí)模式的大大提高了學(xué)習(xí)的自主能動性，發(fā)揮了團(tuán)隊(duì)合作精神。謝辭轉(zhuǎn)眼間已經(jīng)在美麗的廣西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院度過了第三個(gè)年頭，這三年是我人生中很重要的三年，我不僅能夠接觸到傳道授業(yè)解惑的良師，還能認(rèn)識許在多方面比我優(yōu)秀的同學(xué)、朋友。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的說明書寫作過程是我的一次再學(xué)習(xí)，再提高的過程。9月初，在指導(dǎo)老師的推薦下我選擇了“液壓動力單元的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”作為我的畢業(yè)設(shè)計(jì)題目。②由于本設(shè)計(jì)不清楚油液出口以外的具體工作情況，所以執(zhí)行器的體積差不得而知，但是可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式，取油箱油液容量的10%作為其體積差，則可以求其體積。 表44金屬材料的力學(xué)性能材料牌號熱軋板（厚度大于4mm）冷軋板（~4mm）Nb/MPaN5/%Nb/MPaN5/%NS3336903153069028540NS3346902854069031530NS3366902753069027530表44中的Nb為材料的拉伸和壓縮強(qiáng)度極限，其值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于油箱壁受到的60的壓力，所以油箱的金屬外壁材料在海底承受幾十兆帕的壓力是沒有問題的。② 特種橡膠。橡膠按其來源，快分為天然橡膠和合成橡膠。選用Ti合金材料雖然油箱有了壓力平衡裝置后，在深海所承受的壓差約為零，但還是要承受較大的內(nèi)壓，同時(shí)還會打出許多螺紋孔用于其他部件的安裝和固定，所以選定油箱壁的厚度為10㎜.油箱的制作方法選取鑄造工藝。 圖38 蓄能器狀氣囊結(jié)構(gòu)蓄能器狀氣囊結(jié)構(gòu)的氣囊比較大，所以一般情況下需要一個(gè)氣囊就能滿足體積變化的要求，而不用像內(nèi)、外置氣囊結(jié)構(gòu)那樣安裝多個(gè)氣囊。但它在油箱外形大小相同的情況下，所裝的油箱相對較少。圖32 改進(jìn)后的活塞結(jié)構(gòu)③外置氣囊型結(jié)構(gòu)是在油箱的外面接上一個(gè)或數(shù)個(gè)裝了油液的氣囊，氣囊中的油液和油箱相通，當(dāng)液壓裝置還在陸地時(shí)，氣囊是鼓的，當(dāng)潛入深海時(shí)隨著壓力的增大氣囊逐漸被壓扁，從而保證了油箱內(nèi)外壓力的平衡，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖33所示。要使系統(tǒng)內(nèi)部油液壓力增大，可以向油箱內(nèi)加入更多的油液，在體積不變的情況下，油液越多壓力就會越大，但是在深海，這種方法是行不通的。本系統(tǒng)的油箱容量按經(jīng)驗(yàn)公式來計(jì)算，因?yàn)橄到y(tǒng)工作時(shí)，整個(gè)油箱是浸泡在海水里的，并且海底的溫度一般為4℃左右，所以整個(gè)系統(tǒng)的散熱習(xí)慣是非常好的，相當(dāng)于是冷水，沒有必要從散熱的角度來計(jì)算油液的容積。兩用油箱是指液壓油與機(jī)器中的其他目的的用油的公用油箱。電動機(jī)的壓力平衡部分一般放在電動機(jī)的尾部，改進(jìn)后的設(shè)計(jì)也是從尾部進(jìn)行。一般陸地環(huán)境使用的普通三相異步電動機(jī)，電動機(jī)外殼內(nèi)是有空氣的，這樣就是需要在電動機(jī)軸的出口處加動密封裝置，防止液壓油進(jìn)入電動機(jī)線圈內(nèi)，因?yàn)楫?dāng)海水深度達(dá)到6000m時(shí)，壓力將達(dá)到60MPa，所以對這個(gè)密封裝置的要求很高。將泵組和油箱整體置于封閉型柜體內(nèi)的結(jié)構(gòu)稱為柜式液壓動力源。泵組布置在油箱之上的布置方式稱為上置式。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的液壓動力源需在電動機(jī)和液壓泵的連接處安裝一個(gè)動密封裝置，因?yàn)樯詈ｋ妱訖C(jī)內(nèi)部的電動機(jī)油和液壓系統(tǒng)使用的液壓油不是同一種，不能將其混合在一起。因大多數(shù)密封件是易損件，故應(yīng)保證標(biāo)準(zhǔn)化、系列化程度較高。圖24中，上墊密封材料下墊9上、下表面都有通孔，三個(gè)零件通孔位置一致，便于穿線。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。有規(guī)格為0~100MPa的產(chǎn)品，本設(shè)計(jì)選擇此型號的壓力傳感器。ZUA型回油過濾器。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。深度型過濾器強(qiáng)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(shí)污染物被捕獲。當(dāng)然制成通軸也會有一定的問題，首先這根軸就是一個(gè)單件生產(chǎn)的零件，成本比較高，而且怎么將電動機(jī)和泵的內(nèi)部元件連接在一起，能不能連接上還是個(gè)問題，因?yàn)檩S的兩端分別連接著電動機(jī)的轉(zhuǎn)子和液壓的內(nèi)部元件。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。改變柱塞形成，即能改變泵的排量，可構(gòu)成多種變量泵。（3） 柱塞泵柱塞泵依靠柱塞在缸中往復(fù)運(yùn)動形成密封工作容積的變化實(shí)現(xiàn)吸油與排油。按構(gòu)成密封工作容積的方法和吸、排油機(jī)理可分為齒輪泵、葉片泵、柱塞泵、螺桿泵四類，如圖21所示。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(diǎn)。軸伸處的密封屬于動密封，是水下電動機(jī)中最難解決的問題之一。深海電動機(jī)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)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(qiáng)導(dǎo)電性能，故電動機(jī)一般采用內(nèi)部充油設(shè)計(jì)，并進(jìn)行壓力補(bǔ)償。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。 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(kuò)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。其中的液體稱為工作介質(zhì)，一般為礦物油，它的作用和機(jī)械傳動中的皮帶、鏈條和齒輪等傳動元件相類似。尼斯克(G液壓式每個(gè)機(jī)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。制造業(yè)是任何一個(gè)發(fā)達(dá)國家的基礎(chǔ)工業(yè)，是一個(gè)國家綜合國力的重要體現(xiàn)。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。要向海洋索要資源，目前，人們共同面臨和急需解決的問題便是采用先進(jìn)的跨學(xué)科的技術(shù)手段來探索、開發(fā)神秘的海洋。猿進(jìn)化成人的一個(gè)重要的標(biāo)志就是工具的制造。隨著我們加入“WTO”步伐的日益加快。液壓元件大約在19 世紀(jì)末20 世紀(jì)初的20年間才開始進(jìn)入正規(guī)的工業(yè)生產(chǎn)階段。近20～30 年間，日本液壓傳動發(fā)展之快，居世界領(lǐng)先地位。其中，油缸做直線運(yùn)動，馬達(dá)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。 （3）換向容易，在不改變電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向的情況下，可以較方便地實(shí)現(xiàn)工作機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)和直線往復(fù)運(yùn)動的轉(zhuǎn)換； （4）液壓泵和液壓馬達(dá)之間用油管連接，在空間布置上彼此不受嚴(yán)格限制； （5）由于采用油液為工作介質(zhì)，元件相對運(yùn)動表面間能自行潤滑，磨損小，使用壽命長； （6）操縱控制簡便，自動化程度高； （7）容易實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)。步進(jìn)電動機(jī)是一種將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的機(jī)械角位移或直線位移的控制信號，在數(shù)控機(jī)床上有較廣