控制箱的靜密封機器人控制箱的靜密封,采用接觸密封法,即在上下箱體彼此相接的兩表面間,夾一個具有很高機械強度和彈性的輔助元件,將已有的間隙塞滿,阻止有壓力的海水通過間隙進入。機器人控制箱上下箱體間采用墊(材質為丁腈橡膠5080)進行密封,上下箱體間通過螺栓和螺母施加的壓縮力使得
橡膠墊壓縮,而橡膠墊具有變形復原性,從而產生自動的壓緊力效應,使得上下箱體間的間隙趨于0,達到阻止泄漏的目的。控制箱輸出電纜封頭的密封采用填料密封的形式。當擰緊螺母時,給橡膠墊施以壓力,橡膠墊在壓力作用下將電纜擠緊,就實現了對電纜的密封。控制箱密封結構示意圖如所示。機器人動
密封設計動密封一般有如下幾點要求:(1)能防止壓力超過范圍時的泄漏;(2)密封系統使用壽命長,維修少;(3)在一定的工作溫度和壓力下,能與環境介質相適應;(4)易拆易裝,便于更換;(5)具有較高的性能價格比。水下機器人可采用的動密封方式比較多,如組合密封、O形圈密封、機械密封、
迷宮密封、磁流體密封等等。這些密封各有其優缺點,其比較見所示。在選擇動密封時,要選擇比較經濟合理的動密封方式。
在設計水下船體清刷機器人伺服電機輸出軸動密封結構時,存在以下問題:機器人所用的伺服電機的控制元件為光感元件,不能采用充油壓力補償式密封;伺服電機輸出軸的軸向密封尺寸僅有4mm,不能采用機械密封和磁流體密封,更不能采用迷宮密封;要更換水下電機,會使制造成本增加。經過分析比較
,決定在電機的輸出軸端加一個軸套,在軸套的外徑上采用兩道密封:**道密封,采用優質毛氈封住海水里的泥沙,防止泥沙進入下一道的密封,以減少摩擦,保護第二道密封;第二道密封封住海水,采用特康旋轉格萊圈組合密封的形式,即O形圈和特康T40材質滑環組合密封的形式。采用O形圈與特康T40材質
滑環的組合密封方式進行密封,具有結構簡單、軸向尺寸小和抗磨損性強的特點。填充特康T40材質滑環具有極其良好的自潤滑性,耐磨性能優異,與金屬表面無粘著作用,摩擦阻力小,因此用它制作直接與金屬滑動表面接觸的滑環效果比較理想。而填充特康T40材質的*大缺點是缺乏彈性,沒有自封能力,因此
采用O形圈作為它的彈性能源,對其施加必要的彈力,從而使滑環組合式密封圈具有自密封性和隨液體壓力升高而提高的自密封能力。滑環利用O形圈壓縮變形的反彈力來實現密封。伺服電機密封結構如所示。
伺服電機密封結構示意圖動密封方式比較表組合密封O形圈密封迷宮密封機械密封磁流體密封結構尺寸小、摩擦力低,適用于高壓低速回轉軸密封,使用溫度-35~+100℃,適用介質有:油和水的混合物、液壓油等結構簡單、成本低廉,通常用于往復動密封。O形圈受熱易變形,摩擦力相對組合密封高與運
動部件沒有摩擦接觸,允許具有某些泄漏的有控制的間隙密封。適用于高速旋轉軸的密封密封端面垂直于旋轉軸線,適用于旋轉軸的動密封。密封可靠、摩擦力小。結構復雜、拆裝不便、通用性差密封性能優異、摩擦磨損小。適用于旋轉軸的密封,尤適用于用作高性能的氣體密封。成本較高3機器人密封試驗及應
用對于工作環境為水下20m的水下船體表面清刷機器人來說,其耐壓值應達到標準值的12倍,即0124MPa.
結論(1)機器人的靜密封采用O形圈和橡膠墊進行密封,O形圈要實現密封功能必須處于預壓縮狀態。密封尺寸的計算,當大量設計計算時,采用計算機編程法;而查表法手工計算量大,適用于少量的設計。(2)針對水下船體表面清刷機器人伺服電機輸出軸可供密封用的軸向尺寸小的問題,在伺服電機
輸出軸上加軸套,既起到了聯接的作用,又為密封創造了條件,較好地解決了電機輸出軸軸向尺寸小導致的動密封難的問題,是一種較好的動密封裝置。(3)通過對水下船體表面清刷機器人控制箱和伺服電機的密封試驗,以及機器人的實際應用,表明該機器人的各種密封方法合理可行。