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水下机器人的海水液压执行机构系统Hiroshi YOSHINADA, Taku YAMAZAKI, Tatsunori SUWA,Toshihisa NARUSE 和 Hideo UEDAReserch DivisionKOMATSU Ltd.1200 Manda, Hiratsuka-shi, rKanagawa,254, JAPAN摘要：潜水机器人的海水液压执行机构系统已经发展起来。
这个系统包括一个高压轴向柱塞泵，流量控制伺服阀和用来使约束流量运动的执行机构，而且这个系统可以非常有效的使潜水机器人小型化。
为了确认这个系统的全部特性，建立了一个为水下工作的远程操作器。
操作器控制系统是依据主人—阀思想，还带有些电子控制技术使操作简单。
通过水下操作实验海水液压系统的所有特性和机器人模型的工作表现都被证实足够用于实际。
Ⅰ、简介液压系统作为潜水机器人的能量系统是非常流行的。
如果这个系统应用海水作为液体，那么将对潜水机器人更有益。
因为这个系统也就是海水液压执行机构系统可以消除液压油的额外重量。
没有笨重的液压灌，管道系统和机械运动的润滑油膛提升了潜水机器人的移动性。
海水低粘度高压缩的特性为水下执行机构提供了较高的效率和良好的控制性能。
另外海水十分干净和安全，因为不可能发生油污染和意外火灾。
但是海水液压执行机构系统有几个问题。
海水具有腐蚀性和磨损性，而且海水较低的粘度（大约是油的1/30）使组件内部巨大的泄露。
尽管有这些问题，目前一些海水液压系统已经被报道，就像[1]中提到的。
但是这些系统的额定压力和效率不是很高，也就是说液压能量系统高能量密度的特点没有被最好的利用。
这篇文章介绍了一个用来解决这些问题的高压力高效率的海水液压执行机构系统已经得以实行，这个系统由一个轴向的柱塞泵、流量控制伺服阀和执行机构构成。
而且还使用这些海水液压构件构建了一个带有远程压力技术的远程操作系统。
Ⅱ.海水液压执行机构系统A．液压泵图1展示了海水液压泵的结构。
球阀的毕业设计（一）引言概述：球阀是一种常用的流体控制设备，在各个领域都有广泛的应用。
为了更好地理解球阀的工作原理和性能特点，本文将以球阀的毕业设计为主题，详细介绍球阀的相关知识和设计考虑要点。
本文将首先介绍球阀的基本结构和工作原理，然后深入探讨球阀的材料选择和密封设计，接着讨论球阀的流体力学性能和流量特性，并进一步阐述球阀的操作和控制方式。
最后，针对球阀设计中的常见问题提供解决方案，并总结本文的主要内容。
正文：一、球阀的基本结构和工作原理1. 球阀的主要组成部分：球体、阀体、阀杆、密封圈等。
2. 球阀的工作原理：通过旋转球体来实现流体的开启与关闭。
二、球阀的材料选择和密封设计1. 材料选择的考虑因素：介质特性、温度、压力等。
2. 常用的球阀材料：不锈钢、碳钢、铸铁等。
3. 密封设计的要点：密封材料的选择、密封性能的考虑。
三、球阀的流体力学性能和流量特性1. 球阀的流体力学参数：流体阻力、流通能力等。
2. 球阀的流量特性：等百分比减小、线性减小、快速开启等。
四、球阀的操作和控制方式1. 手动操作：手动杆、手轮等。
2. 电动操作：电动执行器的选择和应用。
3. 气动操作：气动执行器的工作原理和优势。
五、球阀设计中的常见问题与解决方案1. 泄漏问题的解决方法：密封材料的更换、紧固螺栓的调整等。
2. 操纵灵活性问题的解决方法：减小阀杆摩擦、改善阀杆导向等。
总结：通过对球阀的毕业设计的详细阐述，我们深入了解了球阀的基本结构和工作原理，掌握了球阀材料选择和密封设计的要点，理解了球阀的流体力学性能和流量特性，以及球阀的操作和控制方式。
在球阀设计过程中，我们还提供了解决常见问题的方法和建议。
希望本文能为读者对球阀的设计和应用提供参考和帮助。
球阀手动执行机构原理
球阀是一种常用的流体控制阀门，手动执行机构通常用于开启或关闭球阀。
以下是球阀手动执行机构的基本原理：
手柄或手轮：手动执行机构的核心是手柄或手轮，安装在球阀的顶部。
通过手柄或手轮的旋转，可以实现球阀的开启和关闭。
阀杆：手柄或手轮与阀球之间通过阀杆连接。
阀杆是一个细长的轴，贯穿球阀，并与球阀的阀球（球体）相连接。
当手柄或手轮旋转时，阀杆也会旋转。
阀座和阀球：阀球是球阀中的关键部分，位于阀座上方。
阀球通常是一个空心的球体，可以旋转。
在开启状态时，阀球通过手柄或手轮的旋转，使得球阀中心通道对齐管道，允许流体通过。
在关闭状态时，阀球旋转90度，使得流体无法通过。
阀座密封：阀座是球阀的固定部分，位于阀球下方。
阀座的设计确保在球阀关闭时，阀球与阀座之间形成可靠的密封，阻止流体通过。
阀座通常是由耐磨、耐腐蚀的材料制成，以确保长时间的可靠使用。
传动结构：阀杆通过传动结构与阀球相连接，通常通过螺纹、
齿轮或其他传动机构来实现。
这确保手柄或手轮的旋转可以有效地转化为阀球的旋转。
通过手柄或手轮的旋转，阀杆和阀球的联动操作，球阀的开启和关闭状态可以轻松地由操作人员手动控制。
球阀的手动执行机构简单、可靠，并广泛应用于许多工业和流体控制领域。
目录前言 (1)第1章概述 (2)第2章液压缸的设计 (3)第2.1节工况分析 (3)第2.2节液压缸主要几何尺寸的计算 (5)第2.3节液压缸结构参数的计算 (6)第2.4节液压缸主要零件的结构、材料及技术要求 (11)第3章液压系统图的拟订和工作原理的确定 (13)第3.2节制定基本方案 (13)第3.2节绘制液压系统图 (14)第3.3节系统工作原理的确定第4章液压元件的选择 (17)第4.1节液压泵的选择 (17)第4.2节电动机的选择 (18)第4.3节其他元件的选择 (18)第5章液压系统的性能验算 (22)第5.1节管路系统压力损失的验算 (22)第5.2节液压系统的发热与温升计算 (24)第5.3节油箱的尺寸设计 (26)第6章液压装置的设计 (27)第6.1节液压装置总体布局 (28)第6.2节液压阀的配置形式 (28)第6.3节集成块设计 (29)第7章液压系统安装及调试 (27)第7.1节液压系统安装 (29)第7.2节调试前准备工作 (29)第7.3节调试运行 (29)第7.4节液压系统的用液及对污染的控制...........................30第7.5节调试运行中应注意的问题 (29)第8章液压系统的维护及注意事项 (27)参考文献 (27)总结 (28)致谢 (29)前言毕业设计和毕业论文是本科生培养方案中的重要环节。
学生通过毕业论文，综合性地运用几年内所学知识去分析、解决一个问题，在作毕业论文的过程中，所学知识得到疏理和运用，它既是一次检阅，又是一次锻炼。
通过这次检验，不但可以提高学生的综合训练设计能力、科研能力（包括实际动手能力、查阅文献能力，撰写论文能力）、还是一次十分难得的提高创新能力的机会，并从下个方面得到训练：（1）学会进行方案的比较和可行性的论证；（2）了解设计的一般步骤；（3）正确使用各种工具书和查阅各种资料；（4）培养发现和解决实际问题的能力。
水下球阀用液压执行机构设计介绍了一种水下球阀用带接口的单作用液压执行机构，分析了液压执行机构的工作原理，通过设计计算确定其基本参数，给出了水下球阀用液压执行机构的设计方案。
1、概述随着海洋石油天然气工业的发展，以及海洋石油天然气的勘探和开发向深水区域迈进，水下生产系统已经成为一种重要的深水开发模式。
在早期，水下阀门主要的形式是闸阀，但随着深海油气田的发展和对大孔径、高压力阀门需求的增加，球阀在深海环境的应用越来越广泛。
本文介绍一种水下球阀用带水下机器人( ROV) 接口的单作用液压执行机构。
2、工作原理在正常工况下，执行机构通过液压缸驱动阀门关闭，通过复位弹簧开启阀门。
在调试或液压源故障时，通过ROV 接口驱动。
水下球阀执行机构由液压驱动机构、弹簧复位机构、ROV 驱动机构、压力补偿器和位置指示器等( 执行机构每个腔体设置了压力补偿器。
补偿器采用金属膜片盒式结构，金属膜片一侧通海水，另一侧连通执行机构各个腔体。
由于执行机构腔体内充满了介质，当金属膜片受到海水压力作用时发生弹性变形，使得执行机构腔体内的压力与海水压力相等，从而可以采用更为轻薄的壳体结构，同时也可以简化密封结构。
为满足ROV 操作的需求，执行机构设置了可视化位置指示器，可通过ROV 的水下摄像机观察指示机构位置进行相应操作。
球阀执行机构的位置指示器设置在顶部，直接与输出轴相连，可显示输出轴转动的角度。
水下球阀执行机构采用单作用液压缸，依靠液压力和弹簧力分别驱动往复动作，以实现开启/关闭的功能。
执行机构有两种工作方式，即液压操控和ROV 操控。
液压操作阀门开启时，液压油通过油管进入执行机构的油腔内，推动活塞向左移动，活塞端部连接的传动杆及齿条随之运动，齿条通过球阀阀杆上的齿轮转动阀杆，驱动球阀关闭。
在整个活塞左移的过程中，弹簧不断被压缩，通过液压缸左端的限位螺钉限制执行机构的最大行程。
当阀门需要打开时，卸掉油腔内液压油压力，弹簧的弹力克服阀门的开启力和活塞与缸体内壁的摩擦力，使得活塞向右移动，直到弹簧恢复初始状态，阀门完全打开。
水下阀门执行机构同轴并联双弹簧优化设计肖玄;赵宏林;王珏;彭飞;段梦兰;闫嘉钰;范晓【摘要】介绍了一种同轴并联的双圆柱螺旋压缩弹簧结构。
以在一定设计条件下双弹簧结构的安装尺寸最小为目标，采用机械优化设计方法，建立了双弹簧结构优化设计的数学模型，并结合实例借助Matlab 软件进行了寻优计算，得到了满足实际需求的优化结果。
结果表明：双弹簧结构的安装尺寸在优化后有了明显的减小，并在同样设计条件下与单弹簧结构的优化结果相比，双弹簧结构具有更小的安装尺寸，说明将机械优化设计与Matlab 结合对双弹簧结构进行优化设计具有重要的实用价值，同时也为弹簧结构方案的优化提供了一种新的可行的设计方法。
%A structure of coaxial parallel double cylinder helical compression spring is introduced ,and then using the optimum design method aim at the minimum installation dimension of the structure of double spring under certain design conditions,the optimum model was established and the optimization design is presented with the help of Matlab with an example.The optimal pa-rameters which meet the requirement of practical application were attained.By comparing the re-sults ,we found that the installation dimension of double spring was decreased obviously after op-timization,and the structure of double spring has a smaller installation dimension than that of the structure of single spring under the same design conditions after optimization,which illustrates that it has an important practical value that using the optimum design method and Matlab to opti-mize the structure of double spring,and a new feasibledesign method that to optimize the scheme of the structure of spring is provided.【期刊名称】《石油矿场机械》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】5页(P29-33)【关键词】水下阀门;阀门执行机构;双弹簧;优化设计;Matlab【作者】肖玄;赵宏林;王珏;彭飞;段梦兰;闫嘉钰;范晓【作者单位】中国石油大学北京海洋油气研究中心，北京 102249;中国石油大学北京海洋油气研究中心，北京 102249;中国海洋石油研究总院，北京 100027;中国石油大学北京海洋油气研究中心，北京 102249;中国石油大学北京海洋油气研究中心，北京 102249;中国海洋石油研究总院，北京 100027;中国石油大学北京海洋油气研究中心，北京 102249【正文语种】中文【中图分类】TE952随着海洋石油天然气工业的发展，以及海洋石油天然气的勘探和开发向深水区域迈进，水下生产系统已经成为一种重要的深水开发模式［1］。
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
水下球阀用液压执行机构设计
介绍了一种水下球阀用带接口的单作用液压执行机构，分析了液压执行机构的工作原理，通过设计计算确定其基本参数，给出了水下球阀用液压执行机构的设计方案。
1、概述
随着海洋石油天然气工业的发展，以及海洋石油天然气的勘探和开发向
深水区域迈进，水下生产系统已经成为一种重要的深水开发模式。
在早期，水下阀门主要的形式是闸阀，但随着深海油气田的发展和对大孔径、高压力阀门需求的增加，球阀在深海环境的应用越来越广泛。
本文介绍一种水下球阀用带水下机器人( ROV) 接口的单作用液压执行机构。
2、工作原理
在正常工况下，执行机构通过液压缸驱动阀门关闭，通过复位弹簧开启
阀门。
在调试或液压源故障时，通过ROV 接口驱动。
水下球阀执行机构由液压驱动机构、弹簧复位机构、ROV 驱动机构、压力补偿器和位置指示器等( 执行机构每个腔体设置了压力补偿器。
补偿器采用金属膜片盒式结构，金属膜片一侧通海水，另一侧连通执行机构各个腔体。
由于执行机构腔体内充满了介质，当金属膜片受到海水压力作用时发生弹性变形，使得执行机构腔体内的压力与海水压力相等，从而可以采用更为轻薄的壳体结构，同时也可以简化密封结构。
为满足ROV 操作的需求，执行机构设置了可视化位置指示器，可通过ROV 的水下摄像机观察指示机构位置进行相应操作。
球阀执行机构的位置指示器设置在顶部，直接与输出轴相连，可显示输出轴转动的角度。
