水下七功能机械手摆动液压缸的研究

强作业型七功能水下机械手是水下机器人不可或缺的通用水下作业工具。随着对海洋的探索加快，对其需求量将越来越大。我国在强作业型七功能水下机械手的研究上与世界先进水平相差很大。对强作业型七功能水下机械手展开研发工作势在必行。 本论文对七功能机械手的重要关节驱动－摆动液压缸进行研究。首先确定摆动缸的结构选型。然后针对摆动液压缸的组合密封展开研究，以明确组合密封各部分的功能，优化密封件的密封性能。最后对摆动缸进行详细设计，并对其工作性能的参数进行估算。 首先，对组合密封模型进行简化后，用弹性流体润滑（EHL）理论进行分析计算，以得到密封件压缩量与密封油膜厚度、泄漏量、摩擦力的关系。 然后将用有限元(FEM)工具分别建立简化模型、叶片模型和组合密封模型，按接近实际的状态对模型进行约束和加载，以分析其变形和应力分布，并根据最终结果对EHL计算结果进行相应修正，以辅助摆动液压缸的设计。完成以上工作后，根据分析结果确定密封件适当的压缩量。同时，对轴端密封建立模型，用FEM工具对其进行受力变形分析，以改善其密封情况。 对密封件的分析表明，采用论文给出的组合密封结构，其中起支撑作用的Ｏ形圈受液压压力变形产生“自封”效应，强化了密封效果。组合密封的在给定压缩量时的，其O形圈的硬度对密封压力影响很大，应选择更高硬度的Ｏ形圈，以完成对摆动液压缸叶片的密封。端密封受装配后轴沿轴向的游动影响明显，应提高此处Ｏ形圈的直径并适当增加其预压缩量。