浅水ROV电子舱结构设计及关键力学问题分析

发布时间：2021-04-18 11:34

　　电子舱是水下机器人的控制中枢,内部安装有整个机器人系统的控制模块和通信模块,其安全性对于水下机器人尤为重要。设计一款可在300 m水深条件下安全作业的水下机器人电子舱,主要由耐压壳体、内部支架、螺纹法兰、封盖以及壳体外部的水密接头组成。对浅水ROV电子舱进行总体结构设计,并对电子舱结构的强度和稳定性进行理论计算和ANS YS有限元分析,理论计算结果与有限元分析结果相吻合,该电子舱完全满足水下300 m深度工作的安全要求。 

【文章来源】：工程机械. 2020,51(05)

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

电子舱整体结构剖面图

考虑到舱内电子设备需要常常检修，要经常打开耐压壳体的封盖，而且封盖与螺纹法兰的密封结构不宜太复杂，本文设计的封盖与螺纹法兰密封示意图如图2所示。螺纹法兰通过螺纹与壳体进行连接，采用双径向O形密封圈密封。两端封盖采用径向密封与轴向密封相结合的方式。通过螺栓的紧固配合来实现封盖与螺纹法兰的密封。O形密封圈作为密封材料，具有以下诸多优点[1]:1）能够实现动、静密封，并且密封性能优异，使用寿命长；2）成本低，质量轻，密封结构设计简单，易于拆装；3）能够实现轴向和径向双向密封作用；4）具有较为广泛的适用范围，能够较好地适应温度和压力要求。为了使O形圈具有较好的密封性和较长的使用寿命，需要设计适宜的密封沟槽，选择适合的O形密封圈型号，使O形圈的拉伸量在1.01%左右，压缩率介于10%～15%之间[12]。

密封沟槽形式如图3所示。槽底的圆角半径取0.40mm，槽口处的圆角设计是为了避免O形圈刮伤。当O形圈被装配进槽口时，受到张紧力的影响，会迅速进入槽内，若槽口处无圆角设计，槽口处的棱角会刮伤O形密封圈。但如果设计的圆角过大也会使O形密封圈挤出，因此一般槽口圆角半径取得比较小，本文取0.20 mm。底部的轴向密封沟槽宽度公差取正偏差0+0.25，沟槽深度公差取正偏差0+0.10，内外径尺寸公差0+0.20。封盖和螺纹法兰的密封沟槽的表面粗糙度均取1.6。1.5 壳体内部支架结构设计

【参考文献】：
期刊论文
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[3]水下机器人耐压电子舱设计与制作[J]. 徐亚国.  内燃机与配件. 2017(06)
[4]铝合金表面阳极氧化处理及膜层的散热性能[J]. 茅艳婷,张哲娟,熊智淳,孙卓.  材料保护. 2014(05)
[5]深海无人遥控潜水器耐压电子舱结构设计与分析[J]. 谢小龙,衣瑞文,杨德庆,葛彤,李志敏.  海洋工程. 2010(03)
[6]深海耐压仪器舱的设计[J]. 于彦江,张志刚,徐行,罗贤虎.  海洋技术. 2010(02)
[7]深海载人潜水器耐压球壳的接触有限元分析(英文)[J]. 李向阳,崔维成.  船舶力学. 2004(06)
[8]水下机器人耐压舱弹塑性稳定性的一种简易计算方法[J]. 于延凯,林扬.  机器人. 2003(01)
[9]美国潜艇用钢HY-80/100军用规范的演变与发展[J]. 吉嘉龙,马建坡.  材料开发与应用. 1992(01)

硕士论文
[1]小型水下机器人本体结构设计及水动力仿真[D]. 戴志光.扬州大学 2012
[2]观测型水下机器人结构及其惯性导航方法研究[D]. 阳兵兵.浙江大学 2008



本文编号：3145402