電子艙是水下機(jī)器人的控制中樞,內(nèi)部安裝有整個機(jī)器人系統(tǒng)的控制模塊和通信模塊,其安全性對于水下機(jī)器人尤為重要。設(shè)計一款可在300 m水深條件下安全作業(yè)的水下機(jī)器人電子艙,主要由耐壓殼體、內(nèi)部支架、螺紋法蘭、封蓋以及殼體外部的水密接頭組成。對淺水ROV電子艙進(jìn)行總體結(jié)構(gòu)設(shè)計,并對電子艙結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性進(jìn)行理論計算和ANS YS有限元分析,理論計算結(jié)果與有限元分析結(jié)果相吻合,該電子艙完全滿足水下300 m深度工作的安全要求。 

【文章來源】：工程機(jī)械. 2020,51(05)

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

電子艙整體結(jié)構(gòu)剖面圖

考慮到艙內(nèi)電子設(shè)備需要常常檢修，要經(jīng)常打開耐壓殼體的封蓋，而且封蓋與螺紋法蘭的密封結(jié)構(gòu)不宜太復(fù)雜，本文設(shè)計的封蓋與螺紋法蘭密封示意圖如圖2所示。螺紋法蘭通過螺紋與殼體進(jìn)行連接，采用雙徑向O形密封圈密封。兩端封蓋采用徑向密封與軸向密封相結(jié)合的方式。通過螺栓的緊固配合來實(shí)現(xiàn)封蓋與螺紋法蘭的密封。O形密封圈作為密封材料，具有以下諸多優(yōu)點(diǎn)[1]:1）能夠?qū)崿F(xiàn)動、靜密封，并且密封性能優(yōu)異，使用壽命長；2）成本低，質(zhì)量輕，密封結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單，易于拆裝；3）能夠?qū)崿F(xiàn)軸向和徑向雙向密封作用；4）具有較為廣泛的適用范圍，能夠較好地適應(yīng)溫度和壓力要求。為了使O形圈具有較好的密封性和較長的使用壽命，需要設(shè)計適宜的密封溝槽，選擇適合的O形密封圈型號，使O形圈的拉伸量在1.01%左右，壓縮率介于10%～15%之間[12]。

密封溝槽形式如圖3所示。槽底的圓角半徑取0.40mm，槽口處的圓角設(shè)計是為了避免O形圈刮傷。當(dāng)O形圈被裝配進(jìn)槽口時，受到張緊力的影響，會迅速進(jìn)入槽內(nèi)，若槽口處無圓角設(shè)計，槽口處的棱角會刮傷O形密封圈。但如果設(shè)計的圓角過大也會使O形密封圈擠出，因此一般槽口圓角半徑取得比較小，本文取0.20 mm。底部的軸向密封溝槽寬度公差取正偏差0+0.25，溝槽深度公差取正偏差0+0.10，內(nèi)外徑尺寸公差0+0.20。封蓋和螺紋法蘭的密封溝槽的表面粗糙度均取1.6。1.5 殼體內(nèi)部支架結(jié)構(gòu)設(shè)計

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]6061鋁合金硬質(zhì)陽極氧化的影響因素研究[J]. 石緒忠,劉曉鶴,余向飛,王岳,張燕陽.  材料開發(fā)與應(yīng)用. 2018(04)
[2]淺析O形密封圈和密封圈槽的選配及應(yīng)用[J]. 閆晶.  機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新. 2017(04)
[3]水下機(jī)器人耐壓電子艙設(shè)計與制作[J]. 徐亞國.  內(nèi)燃機(jī)與配件. 2017(06)
[4]鋁合金表面陽極氧化處理及膜層的散熱性能[J]. 茅艷婷,張哲娟,熊智淳,孫卓.  材料保護(hù). 2014(05)
[5]深海無人遙控潛水器耐壓電子艙結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析[J]. 謝小龍,衣瑞文,楊德慶,葛彤,李志敏.  海洋工程. 2010(03)
[6]深海耐壓儀器艙的設(shè)計[J]. 于彥江,張志剛,徐行,羅賢虎.  海洋技術(shù). 2010(02)
[7]深海載人潛水器耐壓球殼的接觸有限元分析(英文)[J]. 李向陽,崔維成.  船舶力學(xué). 2004(06)
[8]水下機(jī)器人耐壓艙彈塑性穩(wěn)定性的一種簡易計算方法[J]. 于延凱,林揚(yáng).  機(jī)器人. 2003(01)
[9]美國潛艇用鋼HY-80/100軍用規(guī)范的演變與發(fā)展[J]. 吉嘉龍,馬建坡.  材料開發(fā)與應(yīng)用. 1992(01)

碩士論文
[1]小型水下機(jī)器人本體結(jié)構(gòu)設(shè)計及水動力仿真[D]. 戴志光.揚(yáng)州大學(xué) 2012
[2]觀測型水下機(jī)器人結(jié)構(gòu)及其慣性導(dǎo)航方法研究[D]. 陽兵兵.浙江大學(xué) 2008



本文編號：3145402