水下液压同步控制系统研究
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海洋 环境 下长 时 间工作 的要 求 。
１ ． ２ 水 下液 压 系统 的设计 措施
在 实 际设 计 过程 中 ， 针 对 水 下 液 压 系 统 的实 际要 求、 具体 的工 作环 境等 特点 采用 一些 相关 技术 措施 ： １ ）采用 闭 式结 构 由于水 下液 压 系统 工 作 在 海 水 环境 中 ， 而 工作 介
其环境压力相差很大， 而且随着水深的变化 ， 环境压力 不断变化 ， 水下液压系统在深度达到一定程度时， 必须
收稿 １ ３ 期： ２ ０ １ ３ － ０ １ ． １ ０
要高于陆地或船舶 中的液压系统。相对普通液压系统
其 特殊要 求 如下 ：
作 者简介 ： 石生龙 （ １ ９ ８ ５ 一） ， 男， 辽宁辽阳人 ， 助 理工程师 ， 硕 士， 主要从事液压技术方 面的科研 工作 。
某 型水 下 ２ ０ ０ ｍ ｍ Ｕ Ｕ Ｖ动 作 机 构 长 度 将 近 ８ ｍ， 由于任 务 的要求 ， 机 构 中间位 置不允 许 支撑 ， 同时为减 轻机 构 的水 中重量 ， 其 刚 度 和强 度 也 会 受 到 一 定 的影 响， 为防止 其在 动作 过 程 中产生 过 大 变 形 甚 至 遭 到破 坏， 必 须要 求 同步 动 作 。本研 究 结 合 该 水 下 机 构 的 同 步控 制 ， 分 析研 究水 下 液 压 同 步 控制 系统 的特 殊 要 求 及解 决措 施 ， 研 制一 套 水 下 液 压 同 步控 制 系 统 并 进 行
图 １为 研 制 成 功 的 水 下 液 压 同 步 控 制 系 统 液
压源 、 阀箱等不
必采 用耐 压结 构 ， 一 些非 受 力 部 件 还 可采 用 尼 龙 等 非
金属材料 ， 不仅重量 轻， 而且抗海水腐蚀性能较好 ； 第 三， 有效防止海水渗入到液压 系统内部 ， 由于弹簧的预 压缩 力作 用 ， 使系 统 的 回油压 力 略高 于外 界海水 压 力 ， 这样既使产生微渗漏 ， 也只是液压油向外渗出， 外界海 水则无法渗入到液压系统内部 ， 保证 了液压系统 的安 全； 第 四， 消除了单出杆缸 、 蓄能器等在工作过程 中造 成 的体积变化对油箱的影响 ， 起到了体积补偿的作用 ；
液压传动技术具 有在水下设备 中应用 的独特优 势， 其功率重量比大 ， 相 同功率下能够减小水下设备 的 体积和重量 ， 易获得较大的力或力矩 ， 系统结构简单、 可靠性高、 快速性好 、 传动平稳 ， 易于防止过载 ， 易于实 现 功率 调节 ， 便 于 提 高 水 下 设 备 的效 率 ， 减 少 动 力 消 耗 。液压传动技术 的众多优势使其在水下设备 中得到 了广泛 应用 。
试验 验证 。
要求极高 ， 一旦海水渗人到液压系统内部 ， 将导致液压
系统不 能 正常工 作 ；
（ ３ ）重量要轻 ， 体积要小 。满足水下载体布置和
收放 的要 求 ； （ ４ ）安装 、 检 修 方便 。便 于 进行 维 修 以及 功 能 的 快速恢 复 ；
（ ５ ）机械加工工艺合理及耐腐蚀等。满足海水和
１ 水下 液压 系统 的特 殊要 求及 设计措 施
１ ． １ 水下 液压 系统 的特殊要 求
质是液压油 ， 因此必须将系统设计成封闭结构。 ２ ）设 置压 力补偿 器
水 下液 压 系统 与普通 液压 系统 的重 要不 同点在 于
水下液压系统要在大深度水下工作 ， 考虑到工作
环 境 的不 同以及液 压 系统故 障对 水下 设备 的工 作 风险 具 有较 大 的影响 ， 水 下液 压 系 统 的 设计 难 度 和 复 杂 性
中图分 类号 ： Ｔ Ｈ１ ３ ７ 文 献标 志码 ： Ｂ 文 章编 号 ： １ ０ ０ ０ － ４ ８ ５ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ７ － ０ ０ ４ ８ － ０ ４
引言
液 压 系统结 构 和特性 的要 求 ； （ ２ ）要 有可 靠 的密封 性 。水下 液压 系统 对 密封性
４ ８
ＤＯＩ ： １ ０ ． １ １ ８ ３ ２ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ０ － ４ ８ ５ ８ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ７ ． ０ １ ４
液压 与 气动
２ ０ １ ３年第 ７期
水 下 液压 同步 控 制 系统研 究
石 生 龙 Ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ Ｕｎ ｄ ｅ ｒ ｗ ａ ｔ ｅ ｒ Ｈｙ ｄ ｒ ａ ｕ ｌ ｉ ｃ Ｓ ｙ ｎ ｃ ｈ ｒ ｏ ｎ ｏ ｕ ｓ Ｃｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ
Ｓ ＨＩ Ｓ ｈ ｅ ｎ ｇ — ｌ ｏ ｎ ｇ
（ 中国船舶重工 集团公司 第七一 。研究所 ， 湖北 宜昌 ４ ４ ３ ０ ０ ３ ）
摘
要： 结合 某型 Ｕ Ｕ Ｖ水 下液压 同步 控制 系统 研制 ， 分析 了水 下 液压 系统 在设 计 上 的特 殊要 求及 解 决
措施 ， 分析 了同步马达 同步控制误 差的产 生 原 因以及如 何 在设 计 、 安 装及 调 试 过程 中消除 或 减 小 同步误 差 。 介 绍 了闭式水 下液压 系统 的 注油及排 气方 法 ； 对 同步控 制 系统进 行 了均载 及偏 栽 同步 测试 ， 分析 了偏 载 、 温 度 及 油液黏 度对 同步精 度 的影 响 。 关 键词 ： 水 下液 压 系统 ； 同步控 制误 差 ；注油及排 气 ； 偏 载 同步测试
（ １ ） 要有足够的强度。适应不同水深压力变化对
２ ０ １ ３年 铬１翱
液压 与 气动
４ ９
采 用水 深压 力补 偿 的方式 工作 。水 下液 压 系统设 置压 力 补偿 器有 以下 几 个 方 面 的作 用 。 首先 ， 避 免 了海 水 压 力对 液压 系统 的影 响 ， 通 过对 系统 回油压力 的补偿 ， 使 系统 压力 建立 在外 界 海 水 压 力 的 基础 上 ， 这 样 液 压 系 统执 行器 的负 载 能力 不 受 海 水 压 力 的影 响 ， 系统 可 以按 照 常规 液压 系统 的方 法来设 计 ； 其次， 减 小 了系统
１ ． ２ 水 下液 压 系统 的设计 措施
在 实 际设 计 过程 中 ， 针 对 水 下 液 压 系 统 的实 际要 求、 具体 的工 作环 境等 特点 采用 一些 相关 技术 措施 ： １ ）采用 闭 式结 构 由于水 下液 压 系统 工 作 在 海 水 环境 中 ， 而 工作 介
其环境压力相差很大， 而且随着水深的变化 ， 环境压力 不断变化 ， 水下液压系统在深度达到一定程度时， 必须
收稿 １ ３ 期： ２ ０ １ ３ － ０ １ ． １ ０
要高于陆地或船舶 中的液压系统。相对普通液压系统
其 特殊要 求 如下 ：
作 者简介 ： 石生龙 （ １ ９ ８ ５ 一） ， 男， 辽宁辽阳人 ， 助 理工程师 ， 硕 士， 主要从事液压技术方 面的科研 工作 。
某 型水 下 ２ ０ ０ ｍ ｍ Ｕ Ｕ Ｖ动 作 机 构 长 度 将 近 ８ ｍ， 由于任 务 的要求 ， 机 构 中间位 置不允 许 支撑 ， 同时为减 轻机 构 的水 中重量 ， 其 刚 度 和强 度 也 会 受 到 一 定 的影 响， 为防止 其在 动作 过 程 中产生 过 大 变 形 甚 至 遭 到破 坏， 必 须要 求 同步 动 作 。本研 究 结 合 该 水 下 机 构 的 同 步控 制 ， 分 析研 究水 下 液 压 同 步 控制 系统 的特 殊 要 求 及解 决措 施 ， 研 制一 套 水 下 液 压 同 步控 制 系 统 并 进 行
图 １为 研 制 成 功 的 水 下 液 压 同 步 控 制 系 统 液
压源 、 阀箱等不
必采 用耐 压结 构 ， 一 些非 受 力 部 件 还 可采 用 尼 龙 等 非
金属材料 ， 不仅重量 轻， 而且抗海水腐蚀性能较好 ； 第 三， 有效防止海水渗入到液压 系统内部 ， 由于弹簧的预 压缩 力作 用 ， 使系 统 的 回油压 力 略高 于外 界海水 压 力 ， 这样既使产生微渗漏 ， 也只是液压油向外渗出， 外界海 水则无法渗入到液压系统内部 ， 保证 了液压系统 的安 全； 第 四， 消除了单出杆缸 、 蓄能器等在工作过程 中造 成 的体积变化对油箱的影响 ， 起到了体积补偿的作用 ；
液压传动技术具 有在水下设备 中应用 的独特优 势， 其功率重量比大 ， 相 同功率下能够减小水下设备 的 体积和重量 ， 易获得较大的力或力矩 ， 系统结构简单、 可靠性高、 快速性好 、 传动平稳 ， 易于防止过载 ， 易于实 现 功率 调节 ， 便 于 提 高 水 下 设 备 的效 率 ， 减 少 动 力 消 耗 。液压传动技术 的众多优势使其在水下设备 中得到 了广泛 应用 。
试验 验证 。
要求极高 ， 一旦海水渗人到液压系统内部 ， 将导致液压
系统不 能 正常工 作 ；
（ ３ ）重量要轻 ， 体积要小 。满足水下载体布置和
收放 的要 求 ； （ ４ ）安装 、 检 修 方便 。便 于 进行 维 修 以及 功 能 的 快速恢 复 ；
（ ５ ）机械加工工艺合理及耐腐蚀等。满足海水和
１ 水下 液压 系统 的特 殊要 求及 设计措 施
１ ． １ 水下 液压 系统 的特殊要 求
质是液压油 ， 因此必须将系统设计成封闭结构。 ２ ）设 置压 力补偿 器
水 下液 压 系统 与普通 液压 系统 的重 要不 同点在 于
水下液压系统要在大深度水下工作 ， 考虑到工作
环 境 的不 同以及液 压 系统故 障对 水下 设备 的工 作 风险 具 有较 大 的影响 ， 水 下液 压 系 统 的 设计 难 度 和 复 杂 性
中图分 类号 ： Ｔ Ｈ１ ３ ７ 文 献标 志码 ： Ｂ 文 章编 号 ： １ ０ ０ ０ － ４ ８ ５ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ７ － ０ ０ ４ ８ － ０ ４
引言
液 压 系统结 构 和特性 的要 求 ； （ ２ ）要 有可 靠 的密封 性 。水下 液压 系统 对 密封性
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ＤＯＩ ： １ ０ ． １ １ ８ ３ ２ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ０ － ４ ８ ５ ８ ． ２ ０ １ ３ ． ０ ７ ． ０ １ ４
液压 与 气动
２ ０ １ ３年第 ７期
水 下 液压 同步 控 制 系统研 究
石 生 龙 Ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ Ｕｎ ｄ ｅ ｒ ｗ ａ ｔ ｅ ｒ Ｈｙ ｄ ｒ ａ ｕ ｌ ｉ ｃ Ｓ ｙ ｎ ｃ ｈ ｒ ｏ ｎ ｏ ｕ ｓ Ｃｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ Ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ
Ｓ ＨＩ Ｓ ｈ ｅ ｎ ｇ — ｌ ｏ ｎ ｇ
（ 中国船舶重工 集团公司 第七一 。研究所 ， 湖北 宜昌 ４ ４ ３ ０ ０ ３ ）
摘
要： 结合 某型 Ｕ Ｕ Ｖ水 下液压 同步 控制 系统 研制 ， 分析 了水 下 液压 系统 在设 计 上 的特 殊要 求及 解 决
措施 ， 分析 了同步马达 同步控制误 差的产 生 原 因以及如 何 在设 计 、 安 装及 调 试 过程 中消除 或 减 小 同步误 差 。 介 绍 了闭式水 下液压 系统 的 注油及排 气方 法 ； 对 同步控 制 系统进 行 了均载 及偏 栽 同步 测试 ， 分析 了偏 载 、 温 度 及 油液黏 度对 同步精 度 的影 响 。 关 键词 ： 水 下液 压 系统 ； 同步控 制误 差 ；注油及排 气 ； 偏 载 同步测试
（ １ ） 要有足够的强度。适应不同水深压力变化对
２ ０ １ ３年 铬１翱
液压 与 气动
４ ９
采 用水 深压 力补 偿 的方式 工作 。水 下液 压 系统设 置压 力 补偿 器有 以下 几 个 方 面 的作 用 。 首先 ， 避 免 了海 水 压 力对 液压 系统 的影 响 ， 通 过对 系统 回油压力 的补偿 ， 使 系统 压力 建立 在外 界 海 水 压 力 的 基础 上 ， 这 样 液 压 系 统执 行器 的负 载 能力 不 受 海 水 压 力 的影 响 ， 系统 可 以按 照 常规 液压 系统 的方 法来设 计 ； 其次， 减 小 了系统