半自动化液压专用铣床液压系统设计-毕业论文

半自动化液压专用铣床液压系统设计摘 要本次毕业设计的是半自动液压专用铣床的液压设计，设计主要是将自己所学的知识结合辅助材料运用到设计中，初步掌握正确的设计思想和设计的基本方法步骤,巩固深化和扩大所学的知识,培养理论联系实际的工作方法和独立工作能力，以及达到正确绘制部件总装图和零件工作图等方面的基本训练及基本技能。整个设计主要完成了七个部分：参数的选择、方案的制定、液压系统的设计以及最后有关的验算。通过这次毕业设计锻炼了自己独立思考和严谨的求学态度，了解了半自动专用铣床液压系统的工作原理以及它的总体结构，同时我也明白了学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。关键词：液压设计；半自动；铣床；I半自动化液压专用铣床液压系统设计ABSTRACTThisgraduationdesignisaspecialsemi-automatichydraulicmillingmachinehydraulicdesign,thedesignismainlytousetheirlearnedknowledgecombinedwithauxiliarymaterialstodesign,preliminarytomasterthebasicmethodofthecorrectdesignideaanddesignsteps,consolidatedeepenandexpandthelearnedknowledge,cultivatetheworkmethodoftheorywithpracticeandabilitytoworkindependently,andachievethecorrectmappartsassemblyandpartsworkingdrawingandotheraspectsofbasictrainingandbasicskill.Thewholedesignmainlycompletedsevenparts:thechoiceofparameters,theconsultation,thedesignofthehydraulicsystem,andfinallytherelatedcalculation.Throughthisgraduationdesignexercisetheirownindependentthinkingandrigorouslearningattitude,understandingofthesemiautomaticspecialmillingmachinehydraulicsystemprincipleofworkaswellasitsoverallstructure,atthesametime,Ialsounderstandthatlearningisalong-termaccumulationprocess,inthefuturework,lifeshouldcontinuetostudy,workhardtoimprovetheirknowledgeandcomprehensivequalityKeywords：hydraulic ；semi-auto ；millingmachine ；II半自动化液压专用铣床液压系统设计目录摘要.............................................................IABSTRACT...........................................................II目录................................................................11绪论..............................................................21.1本课题的研究内容和意义.......................................21.2国内外的发展概况.............................................21.3本课题应达到的要求...........................................21.4设计目的.....................................................21.5设计内容及要求...............................................32设计步骤..........................................................32.1液压系统的设计与计算.........................................32.2确定液压泵规格和电动机功率及型号.............................72.3确定各类控制阀...............................................82.4选取液压油...................................................92.5确定油箱容积与结构...........................................93液压缸及液压装置的结构设计.......................................113.1确定液压缸的结构形式........................................113.2计算液压缸主要零件的强度和钢度..............................123.3完成液压缸的结构设计和部分零件图。..........................123.4选择装配方案...............................................143.5绘制部件装配图.............................................154液压系统的验算...................................................154.1执行元件输出力或力矩及最低最高速度的校核...................154.2管路系统压力损失计算.......................................154.3压力阀调整压力的确定.......................................164.4系统热平衡计算与油箱容积的验算.............................16结论...............................................................18致谢...............................................................19参考文献...........................................................20附录1.............................................................21附录2.............................................................291半自动化液压专用铣床液压系统设计绪论1.1本课题的研究内容和意义液压进给结构对于普通铣床来说是很重要的， 本课题主要研究普通铣床上的液压进给结构的改造。改进液压进给结构便于铣床更好的运作， 能提高铣床的工作效率以及经济效益。从蓝天到水下，从军用到民用，从重工业到轻工业，到处都有液压传动及控制技术的应用。国外生产的 95%的工程机械、90%的数控加工中心、95%的自动生产线都采用了液压传动与控制技术。所以很有必要改进液压进给结构。1.2国内外的发展概况机械工业即机器制造工业，机械工业素有“工业的心脏”之称。它是其他经济部门的生产手段，也可说是一切经济部门发展的基础。它的发展水平是衡量一个国家工业化程度的重要标志。为促进民族地区的现代化，必须加速发展机械工业。它是国民的装备部，是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产业。普通铣床作为一种专用高效自动化技术设备，已成为大批量机械产品实现高效、高质量和经济性生产的关键型装备，是集机电于一体的综合自动化程度较高的制造技术和成套工艺装备。普通铣床的技术性能和综合自动化水平，在很大程度上决定了这些工业部门产品的生产效率、产品质量和企业生产组织的结构，也在很大程度上决定了企业产品的竞争力。普通铣床在全世界有广泛的应用，液压进给结构在国内外铣床方面都得到了广泛的运用。由于液压技术的应用对机电产品的质量和生产水平的提高起到了极大的促进和保证作用，因而再用液压技术的程度已成为衡量一个国家工业水平的标志。可以预见，随着科学技术的不断发展，液压技术将会在许多工业部门中发挥越来越大的作用。1.3本课题应达到的要求由于液压技术的诸多优点，使其发展很快，特别是经过最近半个世纪的飞速发展，液压技术已成为包括传动、控制、检测在内的对现代机械装备技术进步有重要影响的基础技术，其应用遍布各个工业领域。因此设计出结构简单、工作可靠、成本低、效率高、操作简单、维修方便的液压传动系统已变得异常重要。1.4设计目的毕业设计是培养学生综合运用所学的基础理论和专业理论知识，独立解决机床设计问题的能力的一个重要的实践性教学环节。因此，通过设计应达到下述目的。a初步掌握正确的设计思想和设计的基本方法步骤,巩固深化和扩大所学的知识,培养理论联系实际的工作方法和独立工作能力。b获得机床总体设计，结构设计，零件计算，编写说明书。绘制部件总装图（展开图，装配图）和零件工作图等方面的基本训练及基本技能。2半自动化液压专用铣床液压系统设计熟悉有关标准、规格、手册和资料的应用。对专用机床的夜压系统初具分析能力和改进设计的能力。1.5设计内容及要求1.5.1机床类型及动作循环要求：设计一台用成型铣刀在工件上加工出成型面的夜压专用铣床，要求机床工作台一次可安装两只工件，并能同时加工。机床工作循环为：手工上料→按电钮→自动定位夹紧→工作台快进→铣削进给→工作台快退→夹具松开→手工卸料。1.5.2机床对液压传动系统的具体参数要求液压系统参数图液压缸负载力移动件（速度M/min）名称（N）重力（N）快进工进快退定位液20020压缸夹紧液400040压缸进给液2000150060.356压缸工作台采用半导轨，导轨面的静摩擦系数f=0.2

定位夹紧缸启动行程（MM） 运动时时间（S）间（S）10 115 1快进工进3000.580动摩擦系数f=.0.1设计步骤2.1液压系统的设计与计算2.1.1分析工况及设计要求,绘制液压系统草图机床工况由题可知为:定位液压缸 夹紧液压缸 工作台进给液压缸定位 夹 松 快进工进拔销 紧 开按设计要求希望系统结构简单,工作可靠,估计到系统的功率不会很大,且连续工作,所以决定采用单个定量泵、非卸荷式供油系统.考虑到铣销时可能有负的3半自动化液压专用铣床液压系统设计负载力产生,故采用回油节流调速的方法 ,为了提高夹紧缸的稳定性与可靠性 ,夹紧系统采用单向阀与蓄能器的保压回路 ,并能不用减压阀,使夹紧油源压力与系统的调节一致,以减少液压元件的数量 ,简化系统结构,定位后通过行程开控制二位四通电磁阀通点工作控制夹紧缸工作 ,并采用压力继电器,发讯使工作台液压工作以简化电气发讯与控制系统 ,提高系统的可靠性.综合上面考虑,可绘制出液压系统图（图 2-1）4半自动化液压专用铣床液压系统设计图2-1液压系统图系统中采用Y行三位四通阀是为了是工作台能在任意位置停留,并使换向平稳,二位四通阀在1DT失电时,使夹紧液压缸处于夹紧状态,其目的是为了增加安全可靠性并可以延长电磁铁的寿命。5半自动化液压专用铣床液压系统设计2.1.2液压缸的负载计算:定位液压缸已知负载力R=200N ( 惯性力与摩擦力可以忽略不计 )夹紧液压缸已知负载力R=4000N ( 惯性力与摩擦力可以忽略不计 )工作台液压缸有效负载力R=200N ( 已知)惯性力Rm=ma=1500/9.8/[(6/60-0)/0.5]=30.6N( 按等加速处理)摩擦力由液压缸的密封阻力与滑台运动的摩擦力组成 ,当密阻力按 5%有效作用力估算时,总的摩擦阻力:Rf=0.05Rw+Fc=0.05*2000+0.2*1500=4000N故负载力:R=Rw+Rm+Rf=2000+30.6+400=2430.6N2.1.3确定系统的工作压力因为夹紧液压缸的作用很大 ,所以可以按其工作负载来选定系统的压力由设计参考资料可以初定系统的压力为 0.8 ～1MPa,为使液压缸体积紧凑,可以取系统的压力为 P1=1.5MPa2.1.4确定液压缸的几何参数定位液压缸D=4R/P14200/3.141.51060.013m13mm考虑到液压缸的结构与制造的方便性 ,以及插销的结构尺寸等因素 ,参考下表可以取D=32mm,d=16mm表1液压缸内经系列（JB2183-77）1620253240505563708090100110125140160180200220250320400500635表2按工作压力确定活塞杆直径缸的工作压力≤55-7>7活塞直径d(0,5-0.56)D(0.62-0.7)D0.7D6半自动化液压专用铣床液压系统设计表3活塞杆直径系列(JB2183-77)410121416182022252832354045505563708090100110125140160180200220250280320360400450500(2)夹紧液压缸D=4R/P144000/3.141.51060.058m58mm实取D=63mm,d=32mm(3)进给液压缸因采用双出杆液压缸,所以2D= 4R/ (P1 P2) d按工作压力,可以选杆径d=0.3D代入上上式得:D=4R/0.91(P1 P2)一般可取背压P2=0.5MPa(对低压系统而言),代入上式有:6D=4 2430.6/0.91 3.14 (1.5 0.5) 10 0.058m 58mm根据表1,表3取进给液压缸系列化的标准尺寸为 :D=63mm,d=20mm2.2确定液压泵规格和电动机功率及型号2.2.1确定液压泵规格确定理论流量定位液压缸最大的流量:2·L/2×10×103×Q1=A1v=πD/4t=3.14×0.032/4/1=8.046 310 m/s=0.4824L/min夹紧液压缸最大流量2·L/2×15×103×Q2=A1v=πD/4t=3.14×0.063/4/1=4.685310m/s=2.8L/min因为有两个夹紧缸同时工作，所以Q2=2Q2′=2×2.8=5.6L/min进给液压缸最大流量Q3=A2v=π22)/4·v=3.14×22×D-d0.063-0.02)/436=0.0168m/s=1008L/min（b）确定液压泵流量由于定位,夹紧,进给液压缸是分时工作的 ,所以其中液压缸的最大流量既是7半自动化液压专用铣床液压系统设计系统的最大理论流量,另外考虑到泄漏和益流阀的益流流量,可以取液压泵流量为系统最大流量的1.1～1.3倍,现取1.2倍计算则有:Q泵=1.2Q3=1.2×16.8=20.16L/min采用低压齿轮泵,则可选取 CB-B25为系统的供油泵,其额定流量为 25L/min,额定压力为2.5Mpa,额定转速为24.17r/s(1450r/min)确定电动机功率及型号电动机功率N=PQ/612η=25×25/612×0.8=1.28KW按CB-B*型齿轮泵技术规格,查得驱动电动机功率为1.3KW,或取电动机功率略大一点的交流电机现选取电动机型号为JQ2–22–4额定功率为1.5KW,转速为1450r/min。2.2.2确定油液的压力定位缸油液的压力已知F=200N D=32mmd=16mmQ=0.4824L/min求:P12 2因为F=A1P=πD P=3.14/4×0.032 P15所以P1=2.488×10 Pa夹紧缸油液的压力已知F=4000N D=63mmd=32mmQ=5.6L/min求:P22 2因为F=A1P=πD P=3.14/4×0.063 P16所以P2=1.283835×10 Pa2.3确定各类控制阀系统工作压力为 1.5MPa,油泵额定最高压力为 2.5MPa,所以可以选取额定压力大于或等于 2.5MPa的各种元件,起流量按实际情况分别选取 .目前,中低压系统的液压元件,多按6.3MPa系列的元件选取,所以可以选取.溢流阀的型号为:Y-25B工作台液压缸换向型号为:34D-25BY,快进二位二通电磁阀型号Q–10B;背压阀型号为:B-25B定位,夹紧系统的最大流量为2.8L/min,所以可以选取.单向阀型号为 I –10B;换向阀型号 24D-10B23D-10B;单向顺序阀型号为XI-B10B.蓄能器供油量仅作定位夹紧系统在工作台快进 ,工进与快退时,补充泄漏和保持压力之用,其补油量极其有限,所以可以按各种最小的规格选取，现取 N×8半自动化液压专用铣床液压系统设计Q–0.6/10–型胶囊式蓄能器，当△P=15%时，其有效补油体积为△V=0.07L。滤油器可选用型号为wv-25-×180J的网式滤油器,过滤精度为180um压力表可选用Y–60型量程6.3MPa的普通精度等级的量表,选用量程较高的压力表可以避免在系统有压力冲击时经常损坏,但量程选得过大会使观察和调整的精度降低.管道通径与材料:阀类一径选定,管道的通径基本上已经决定,既管道的通径同于阀类进出油口的通径,只有在有特殊需要时才按管内平均要求计算管道通径.按标准:通径25L/min流量处, 选用Φ１２通径的管道10L/min流量处, 选用Φ８通径的管道为便于安装,可以采取紫铜管,扩口接头安装方式.壁厚按强度公式有: δ≥p.d/2[σ]其中,紫铜的[δ]=250kgf/cm2为安全起见,可取P=2.5MPa来计算:δΦ12≥2.5 ×12/2 ×25=0.6mmδΦ8≥2.5×8/2 ×25=0.4mm所以可取 12,壁厚1mm和 8,壁厚0.8mm的紫铜管，考虑到扩口处管子的强度,壁厚可以略有增加，一般按常用紫铜管的规格选取即可 (对低压系统而言),对高压系统必须进行计算。2.4选取液压油该系统为一般金属切削机床液压传动 ,所以在环境温度为-５℃～３５℃之间时,一般可选用２０号或３０号机械油。2.5确定油箱容积与结构在开式液压传动的油路系统中，油箱是必不可少的。它的作用是：贮存油液、净化油液、使油液的温度保持在一定的范围内，以及减少吸油区油液中气泡的含量。因此，进行油箱设计时，要考虑油箱的容积、油液在油箱中的冷却和加热、油箱内的装置和防噪音等问题。2.5.1 油箱容积的确定油箱应贮存液压装置所需要的液压油， 油液得贮存量与液压泵的流量有直接9半自动化液压专用铣床液压系统设计关系在一般情况下，油箱的有效容积可以用经验公式确定：V1=KQ式中：V1——油箱有效容积， lQ——油泵额定流量， l/minK——系数低压系统 K=2~4中压系统 K=5~7高压系统 K=6~12因为是低压系统，油箱容积按经验公式计算：油箱容积 V=(2～4)Q现取 V=4Q=4 25=100l油箱的有效容积确定后，还需要根据油温升高的允许值，进行油箱容积验算。（见后文）2.5.2油箱的结构设计进行油箱结构设计时，首先要考虑的是油箱的刚度，其次要考虑便于换油和清洗油箱，以及考虑油泵装置安装和拆卸的方便，当然，油箱的结构应该尽量简单，以利于密封和降低造价。1、油箱体油箱一般是由A3钢板焊接而成，钢板厚度3～6mm,大者取大值。邮箱分为固定式和移动式两种，前者应用较多。油箱侧壁上安装油位指示器、电加热器、冷却器；油箱底面与基础面的距离一般为150～200mm，油箱下部焊接底脚，其厚度为油箱侧壁厚度的2～3倍。中小型油箱箱体侧壁为整块钢板，大型油箱在与隔板垂直的一个侧壁上往往开清洗孔，以便于清洗油箱。2、油箱底部油箱底部一般为倾斜状，以便于排油，底部最低处有排油口，要注意排油口与基础面的距离一般不得小于150mm。焊接结构油箱，箱底用A3钢板，其厚度等于或稍大与箱体侧壁钢板的厚度。3、油箱隔板为了使吸油区与压油区分开，便于回油中杂质的沉淀，油箱中往往设置隔板，隔板的安装方式主要有两种：回油区的油液按一定方向流动，即有利于回油中的杂质、气泡的分离，又有利于散热；回油经隔板上方溢流至吸油区，或经过金属网进入吸油区，更有利于杂质及气泡的分离。隔板的位置，一般使吸油区的容积为油箱容积的1/2～1/3，隔板的高度，约为最低油面的2/3（或油液面的3/4）。隔板的厚度等于或稍大于油箱侧壁厚度。4、油箱盖油箱盖多用铸铁或钢板两种材质制成。 在油箱盖上应考虑有下列通孔： 吸油10半自动化液压专用铣床液压系统设计管孔、回油管孔、通大气孔（孔口应有空气滤清器或气体过滤装置）、测温孔、带有滤油网的注油口，以及安装液压集成装置的安装孔。目前使用的泵站系统，往往将液压泵、液压泵电机及集成块装置安装在油箱盖上，这种油箱结构紧凑，但产生噪音较大。当箱盖上安装油泵和电机时，箱盖的厚度应是油箱侧壁厚度的3～4倍。2.5.3油箱的防噪音问题防噪音问题是现代化机械装备设计中必须考虑的问题之一。油路系统的噪音源，以泵站为首，因此，进行油箱设计时，应从下列几方面着手减轻噪音：1、箱体及箱盖的材质，在条件允许的情况下，用铁板代替钢板，以利于吸振；2、箱体与箱盖之间增加防振橡皮垫；3、用底脚螺栓将油箱牢固的固定在基础上；4、吸油区与回油区之间增设一层 60～100目的金属网，以便分离回油油液中的气泡；5、油泵排油口用橡胶软管与阀类元件相连接；6、回油管管接头振动噪音较大时，改变回油管直径或增设一条回油管，使每个回油管接头的通路减少。2.5.4 其他注意事项1、吸油管端部的滤油器与油箱底面距离不得小于20mm在条件允许时，油箱盖的吸油管孔应比滤油器的直径稍大，以便对滤油器进行清洗与更换；2、吸油管、回油管都应插入最低油面以下，管端一般斜切45°，并使斜面向着油箱侧壁。管口与箱底、箱壁的距离均不得小于管径的3倍。泄油管一般不插入油中；3、大型油箱的箱盖应有加强筋，以保证刚度；4、油箱内部应涂耐油防锈漆。液压缸及液压装置的结构设计3.1确定液压缸的结构形式液压缸的结构形式是指他的类型 ,安装方法,密封形式,缓冲结构,排气等.定位与夹紧液压缸均采用单出杆 ,缸体固定形式,为减少缸体与活塞体积,简化结构,采用“Ｏ”型密封圈;由于行程很短,运动部件质量很小,速度也不大,不必考虑缓冲结构;排气螺塞也可以由油塞接头来代替.工作台液压缸采用装配活塞 ,双出杆,缸体固定定形式,采用双出杆可以使活塞杆在工作时处于受拉伸应力状态 ,有利于提高活塞杆的稳定性 ,并且可以减小活塞杆的直径,活塞上才用单个“Ｏ”型密封圈,另外,由于工作材料为铸铁,加工时粉尘及小片状或针状的铁销较多 ,所以有加上了一个防尘圈 ,夹紧液压缸的的11半自动化液压专用铣床液压系统设计防尘圈也是鉴于同样原因安放的 .由于机床工作台作直线进给运动 ,在运动方向上没有严格的定位要求（这一点与一般钻销动头液压缸的要求有所区别），不必采用机构。快退事，可以采用电气行程开关预先发讯，使三位四通换向阀切至中位，工作台停住，避免刚性冲击；排气也采用松开油管进油螺塞的方法进行，而不设专门的放弃螺塞。3.2计算液压缸主要零件的强度和钢度定位夹紧油缸的内油和长度较小， 一般可以按厚壁筒强度计算公式来估计必须的厚壁，有公式：δＤ２（[]0.4PP/]-1.3Pp-１）=/当额定压力Pn＜6.3MPa时,取[σ]钢=σb/n=4500/6=750kgf/cm2=75MPaPp=Pn×150%=2.5×150%=3.75MPa将[σ]钢,Pp的值及定位,夹紧液压缸的直径D代入计算公式可得:δ定≥3.2/2(7500.43.7510/7501.33.7510-1)＝0.072cm=0.72mmδ夹≥3.2/2(7500.43.7510/7501.33.7510-1)＝0.142cm=1.42mm工作台液压缸壁厚用薄壁筒计算公式来求:δ工≥PpD/2[σ]=3.75×6.3/2×75=0.158cm=1.58mm从以上计算可以看出,对与小型底压(D＜100mm,Pn＜2.5MPa)液压缸按强度条件计算出来的缸壁厚度尺寸是很小的,因此,在设计这类液压钢事,可以先不计算,而直接按机械结构尺寸的需要,主要是缸体与缸盖的连接出的尺寸,及考虑到缸体缸度所需的基本厚度尺寸,直接设计制图,然后进行强度校核.这样做在一般的情况下,均可满足强度要求.而对于高压的液压缸或铸铁材料的缸体、缸壁的强度估算是必要的这样可以避免结构设计图的返工和修改。对于缸盖，活塞杆联接件，鉴于与上相同的原因，强度计算一般可以放在结构设计后的强度校核中进行。3.3完成液压缸的结构设计和部分零件图。液压缸的活塞宽度，一般可取 b≥0.4D,同时应该考虑密封圈安装时的必要几何尺寸,缸盖应该考虑到进油及加工工艺要求 ,缸体连接处应考虑必要的导向与支撑的结构尺寸。小型定位， 夹紧传动液压缸与传动液压缸在结构与安装方法上不尽相同 ,总12半自动化液压专用铣床液压系统设计之要使结构设计达到结构简单、工艺性好、安装方便、取材便利、强度足够、要求输出力、位移和功率,也要能达到设计要求。根据上述液压缸的结构特点及内径、 杆径、行程等要求，液压缸的结构设计。图3-1定位液压缸结构图图3-2夹紧液压缸结构图13半自动化液压专用铣床液压系统设计图3-3工作台进给液压缸结构图3.4选择装配方案选择装配方案主要指的是阀块各部件的装配方案。目前较多的是采用液压集成块组合方法。然而在某些场合，设计人员手头集成块的资料不完善或根本没有，所需的集成块一时亦不能买到，这时可以根据集成块的设计原理与方法自行设计与制造。在某些简单的系统中，因为元件数量不多，压力亦不很高（Pn≤6.3Mpa），采用阀板式的装配方案也是很适用的。它具有设计简单、制造方便、安装与维修简单、投产快的特点，对于小型机械厂的设备改造尤为适用，因此这种装配方式至今仍有很大的实用意义。阀板组合部件设计时，一般应注意以下几点：2的。面积过大，重量与尺寸太大，阀板的加工与安装会产生困难。如果元件数量较多，可以分为几个阀板（或阀块）其间用管道相连，组成完整的装配部件。②阀板一般分为两层，后层为固定管接头用，前层为固定液压元件与加工连通管道用。二板的结合面与元件的安装面应该磨削平整，连接、紧固螺钉的数量与分布应该根据板受到的液压力的大小来决定，应做到数量充分，分布合理，以保证阀板在工作时不漏油。③阀板必须有一定的厚度，以保证必要的螺孔深度。前板厚度一般在20～40mm之间，后板的厚度一般在25～35mm之间。如果二板间要安装自制的单向阀时，厚度可以适当增加。14半自动化液压专用铣床液压系统设计④板内的通油腔道之间必须保持一定的距离。一般高、低压通油腔道之间的密封宽度不能小于5mm。当必须产生交叉通道时，可以选择其中一根作为外接通道，由后板处接出，再用管子连接。版内槽的深度比约在 1.2～0.8之间。⑤一般压力表可以直接安装在板的最高处或其他便于观察的地方。压力表开关的使用较为困难，但必要时也可以安装，此时测压可以直接用管子连接到测压点上。如果仅需测两个点的压力，可以直接用两个压力表，这样反而更为方便和经济。⑥阀板后的管接头安装位置，在分布时应考虑到接管子的方便性，接头之间应允许扳手放入与扳动时必须的空间尺寸。⑦阀板必须与油箱或机架连接可靠。不许有松动或悬吊的情况产生，以免产生振动或损坏管子或管接头的现象，使系统不能正常工作。3.5绘制部件装配图本设计主要是根据机床改造要求，对加工机床的进给运动和工件的夹紧等部件进行设计，主要系统的液压原理和各工作缸的设计与计算。液压系统的验算4.1执行元件输出力或力矩及最低最高速度的校核现选工作台液压缸最低要求速度为例进行校核：工作台液压缸有效作用面积为A2D2d23.146.322228.0cm344式中：A2-----液压缸作用面积，mm2D-----液压缸内径，mmd-----活塞杆直径，mm由产品样本查得调速阀最小稳定流量为1.17cm3/s,如不考虑二位二通电磁阀内部的泄露流量，工作台液压缸运动的最低速度为Qmin1.17vmin0.042cm/s0.025m/minA28.0而设计要求的工作台最低运动速度为0.035m/min,所以液压缸最低运动速度能达到预定要求。当此条件不能满足时，可以改用流量规格较小的调速阀或增大液压缸直径重新设计计算，直到满足设计要求为止。4.2管路系统压力损失计算由于定位夹紧回路在夹紧后的流量几乎为零，所以管路系统的压力损失主要应在工作台液压缸回路中进行估算。为可靠起见，按快进时最大流量来估算压力损失。15半自动化液压专用铣床液压系统设计即以Q3=16.8l/min来考虑(如用泵的额定流量 Q=25l/min来考虑也可以)总的压力损失为：p p沿 P局式中： p沿——为管路中沿程阻力损失之和；p局——为管路中得局部阻力损失与各阀类元件的阻力损失之和 （其中阀类元件在额定流量下的压力损失可由产品品说明书中查得）。一般计算求得的 p值与系统调整压力 pn相比，在简单的低压金属切削机床（非高速运动机械） 液压系统中，其值是不会很大的。一般按经验可以为0.1~0.3）pn。4.3压力阀调整压力的确定可取py 1.1pn 1.11.5 1.65MPa由于系统压力在初步设计时一般取在泵的额定压力的50%~70%之间，目的是为了延长泵的寿命，减小噪音，所以泵源总有一定的压力能力储备，系统的调整压力可以在试车阶段进一步调节。顺序阀的控制压力可以选择在先动液压港最大起动压力值的150%~200%处；而必须比系统调整压力低。在本例中，顺序阀的控制压力可调在0.6~0.7MPa之间，可以在试车时调定。压力继电器发讯时的压力可以调整在系统额定压力值的附近，但必须比额定压力值小一些，这样才能发出讯号来。在本例中压力继电器的发讯压力可调在1.4~1.5MPa之间。4.4系统热平衡计算与油箱容积的验算系统的发热量可以由功能守恒、 平均有效功率的概念出发简捷求得。 在本设计中因为定位、夹紧液压缸消耗的功率很小， 所以可以略去不计。对于工作台液压缸的每一工作阶段输出的功率及工作阶段时间可以列表如下，如表 4-1所示。16半自动化液压专用铣床液压系统设计工作循环时间：T t快进 t工进 t快退 t装拆 3.25 137 4.05 20 164.3s发热率表4-1 工作台液压缸的输出功率和工作阶段时间工作阶段快进工进快退装拆工件停留时间时间功率3.25s137s4.05s20s名称0.079kw0.0014kw0.0079kw0液压缸输出功率液压泵输出功率0.087kw0.84kw0.087kw0.085kw系统总效率0.90.00170.90860nNi1it1HTi18600.087(10.9)3.250.8410.00171370.08710.94.050.85(10)20164.3692kCa/h散热量HOKAT按油箱设计资料，在通风良好的条件下取K15KCal/m2hC。油箱散热面积约为A0.0653V20.065310021.4m2。取温升极限T35C,代入H2计算式可得：H0151.435735KCal/hH所以油箱容量符合要求。17半自动化液压专用铣床液压系统设计结论经过近六个月的紧张的工作和设计，终于已全部结束，这次设计是我们基础理论知识，专业理论知识等知识综合应用的实践训练，也为我们以后走上岗位实习奠定一定的理论基础。通过这次的毕业设计，深深体会到了做任何事情都必须有耐心，细致。在毕业设计的过程中，许多的计算，查表，绘图及工艺参数的确定使我了解了对卧式双面多轴组合钻床液压系统的工作原理，对液压缸设计的基本步骤有了更全面的了解，在设计过程中，我学会了独立的思考，学会了假设法，学会了精益求精，寻求最好的设计方案，从实际出发，设计的联系实际的使用要求，由于自己的知识水平有限，有些问题考虑比较片面，但经过指导老师的耐心的指导，我又再一次的豁然开朗，通过这次的毕业设计，不禁时刻提醒自己，一定要养成一种高度负责的，一丝不苟的良好习惯。这次的毕业设计使我的工作作风，团队精神等方面得到了一次难得的锻炼。18半自动化液压专用铣床液压系统设计致谢在这次的毕业设计中，首先要感谢的是我的指导老师，感谢他对我们的悉心指导，同时感谢学校对我们的教育和培养，感谢我的指导老师，感谢他在我设计期间给予的种种指导；感谢我的班主任，在我学习与生活中给与的帮助；感谢我的所有老师，感谢他们在我学习中给与的教导；感谢我的学校，感谢他提供的各种图书资料；感谢我的工作单位，感谢他提供的工作设计环境。毕业设计已经接近尾声，人生道路又将开始新的里程，告别学校的生活，踏上工作的岗位，但我会依旧怀念这段生活，怀念这次与众不同的毕业设计，虽然每学期都安排了课程设计或者实习，但是没有一次像这样的课程设计能与此次相比，设计限定了时间长，而且是一人一个课题要求更为严格，任务更加繁多、细致、要求更加严格、设计要求的独立性更加高。要我们充分利用在校期间所学的课程的专业知识理解、掌握和实际运用的灵活度。在对设计的态度上的态度上是认真的积极的。从开始选题到最终完成的那一刹那，心中有中如释重负的感觉，想想只有经过自己双手做出来的，才是最有价值的，一份耕耘、一份可谓我最大的收获！谢谢所有帮助过我的你们，感谢你们的指导和教诲。我将带着你们的教诲走向新的路程。最后，向给过我帮助的所有人致谢！19半自动化液压专用铣床液压系统设计参考文献[1] 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).1992李文忠.数控机床原理及应用[M].北京:高等教育出版社,2002.MennesmannRexro.Proportional.High-responseandServo-valves.ElectricComponentsandSystems.MennesmannRexroGmbh.RE29003/03.4OptimaldesignofStewartplatformsbasedonexpandingthecontrolbandwidthwhileconsideringthehydraulicsystemdesign2008（4）Developmentofamanagementinformationsystemasknowledgebasemodelformachiningprocesscharacterization200620半自动化液压专用铣床液压系统设计附录1海底液压装置控制系统发明者:詹姆斯.布鲁格曼;胡本特.埃尔金，金伍德;马克.梅里特,来自德克萨斯州（美国）代理: 瓦勒构.夏福尔, 休斯顿，德克萨斯州（美国）专利号：US6192680B1专利授权日期：2001-02-2744图110—海底液压控制系统 12，14—液压流储存器 13，15—密封箱16，20—活塞18，22—绝缘装置24，26—液压流28，38，42，44，46，50，54，55，56，60，62—液压流管道30，72—液压泵31—蓄电池32，48—减压阀36，40，70—单向阀34—二位二通电磁换向阀56，58—二位三通电磁换向阀80—电子控制系统74—水下电机21半自动化液压专用铣床液压系统设计图2摘要：海底液压控制系统 10是通过液压流来控制水下作业装置， 它通常是会有一个开启端口和一个闭合端口的防喷器，海底液压控制系统包括一个储存定量的液压流的液体储存器12和一个将海水与经过加压后和静水压头相同压力的液压流分离的液体分隔器16。液压流供应管道42连接着液体储存器和水下作业装置，液体排出管道44连接着水下作业装置和液压流储存器14。排放管道38从液体储存器一直延伸到作业系统外表面。深海液压泵定期的从液体储存器中抽出液体到水中。这样的一种发明的方法给水下作业装置提供了一个可靠的驱动作业并且适合在超过六千英尺的深海下控制水下作业装置。关键词：海底液压控制系统;水下液压源;液体储存器;水下作业装置;静水压头海底液压控制系统发明涉及领域这个发明是与水下作业装置有关的液压控制系统。更确切的说，该发明是在六千英尺或者更深的深海下控制水下作业装置的液压控制系统。 该液压控制系统能够为水下作业装置提供开启端口启动压力或闭合端口的闭合压力。发明背景22半自动化液压专用铣床液压系统设计那些从事在碳氢化合物勘探行业的人们意识到在离岸深海矿井中发现碳氢化合物的比例正在上升，包括哪些在位于离海面六千英尺或者是更深的深海矿井。海底防喷器(BOPS)和相关的控制设备依靠的是一个液压源来驱动水下作业装置。因为很多这种设备都必须在两个方向上动作，所以这种设备由液压流提供启动或者闭合装置的压力来控制操作。在紧急情况下，用液压控制系统来操作设备是很重要的，特别是在设备需要开启或闭合动作的紧急情况下。当水下作业装置处于相对浅水区2000或3000英尺深的海水下，运作水下作业装置的可靠动力源通常是由一组蓄电池来提供，这些蓄电池通常是用氮气提前充电。每个蓄电池是一个密封的容器，里面充满加压封装的氮气，这样的一组蓄电池里的液体相互流通为运作水下作业装置提供能量源。一旦加压的液流被从系统表面的其他动力源抽进蓄电池之后，氮气就成为可用的动力源运作水下作业装置。一旦水下蓄电池开始启用，额外的液压流就通过细软管和相对较窄的管道流动，为水下作业装置运转提供动力源。当像上面讨论的蓄电池系统在陆地合一下相对较浅的海域使用中有很好的功用，但是在深于6000英尺的深海下，使用这样的蓄电池就会遇到很大的问题。氮气的充电电压压力必须增加到能够克服静水压头的压力影响。和其他气体一样，氮气在因高度增加其所受压力也增加的情况下扩散能力减弱。另外，在一万海里或者更深的的水下作业装置的内部就会温度降低，在低温和高压下氮气氮气趋于饱和，所以氮气将失去扩散性和对设备的作用压力。其结果就是，大量的蓄电池就被用在一万英尺的深海处提供较强的液流给海底防喷器，尽管在海面或者浅海海底防喷器可能是用较少的蓄电池来供能。在深海，储存在蓄电池里的液压能源再加上来自周围海水的静水压头的压力值可能在几千个大气压。例如，在一万英尺的深海下，储存的压力可能是5000个大气压，加上4450个大气压的静水压头的压力值，总共是9450个大气压。在这样的高压下，蓄电池里的氮气就会变得很低效，因为氮气的流动性变得很差。由于运作设备的的液压流的容量的要求，所需的蓄电池数量就会显著增加。大量的蓄电池就需要更多的液压流来运作水下作业装置，同时也意味着总共所需的碳氢化合物的数量的增加。本文所阐述的发明可以弥补之前的一些发明的缺点，本文也会揭露一种经过优化设计的水下作业装置的深海液压装置控制系统。23半自动化液压专用铣床液压系统设计发明综述一个靠液体压力来时水下作业装置运作的系统时使用这个系统周围海水提供的静水压头来操作的。深海液体储存器是用来储存一定量的液压流，其储存的液压流有可能高于80加仑。活塞或者其他一个靠液压压力来使水下井口装置运作的系统是使用这个系统周围的海水提供的静水压头来操作的。深海液压液体流存储器是用来存储一定数量的液压液流，其存储的液压流有可能高于80加仑。活塞或者其他的液体分隔器将存储器里的液压流和海水分离开来，同时给液体加压为了抵消因深度增加而给通常应用于6000英尺以下的液体分隔器带来的压力增加值。液压流供应管道连接着液体存储器和整个水下作业装置的第一个以及第二个液体供应口。液压流储存器是用来储存从设备中流入的液压流， 液体排出口联结着设备和液压流储存器。排放管道从液压流储存器一直延伸到系统的外表面 ,作为一个暂时的存储器来存储从装置中排出的没有通过静水压头加压的液压流。深海液压泵从液压流储存器中抽出液流。从更恰当的意义上讲，液压流是一个以水为基础的液体流，而深海液压泵把液压流储存器中的液体直接抽到海水中。深海液压装置电子控制系统将会用来有选择性的控制液压流从储存器中流向第一和第二液体供应口。深海装置调节器将会被用来沿着液体供应管道调节从贮存器中流向水下作业装置的液压流的压力。液体供应管道将从装置外表面一直延伸到液体储存器中，它为液体储存器提供液压流的供应与补给。根据此发明方法，一定数量的液压流被储存在液体储存器中，而这部分的液压流和海水分开了，并且会被自动加压以抵消海水的静水压头的压力。液体储存器和装置的第一和第二个液体输入口相连，一旦驱动装置，液压流就会被输送到液体储存器中。排放管道是用来把液流从储存器中排放到海水中。而在储存器中的液体会被定期的抽出，这些液体会被的直接抽到水中是因为液压流是以水为主，在紧急情况下，被海水的静水压头加过压的液压流存储装置的能源，可以驱动包含输送管道和剪切锤等水下作业装置。为使用海水的静水压头来为液压流提供能源的此类装置提供靠给液体流加压来操作水下作业装置的液压能源是此类发明的目标之一。其另一个目标就是设计出一个深海液压装置，此装置使用液压储存器和从储存器一直延伸到装置外表面海水中的排放管道。 当控制系统开始运作，液压流24半自动化液压专用铣床液压系统设计就会因为海水的压力为被压到水下作业装置中，再从水下作业装置中被送到储存器中，当储存器中被注满液压流之后，深海液压泵就会把液压流又重新抽到海水中。液压流就会沿着从装置表面到储水槽的供应管道被重新输送到储存器中。此发明的第一个特征是该控制系统被用在深海六千英尺甚至更深的海中。此深海液压装置控制系统在深海中其并没有受静水压头的影响，与此相反静水压头却被用作为液压流提供能量。另一个相关的是此控制系统并没有受深海下六千英尺低温的影响。其第二个特征是液压流对水下作业装置的压力可以很容易的被调节器控制。电子控制系统被用来控制液流从储存器到水下作业装置和从水下作业装置到液压流储存器的各种压力阀。其第三个特征是海水的静水压头可以被用来运作水下作业装置。其第四个特征是从液压流储存器被抽出的液体可能会被输入到储存器中，这样就可以避免占用液压流供应管道。此深海液压装置控制系统可以被同时用来为打开和闭合的，位于深海六千英尺甚至更深的水下作业装置提供液流压力是此发明最显著的优势。并且与之前的设备相比其消耗又显著减少。其另一个显著的优势就是此深海液压装置控制系统又可以很容易的被重现设计，因而不仅仅是液压流，海水都可以被用来为水下作业装置提供液压，这样可以很大程度的减少储水槽和从海水表面到储水槽的供应管道。其第三优势是此深海液压装置控制系统可以很可靠地用的来运作水下作业装置，甚至在用控制系统到装置外表面的流送管没有连接好的紧急情况下。以上和其他更多的此发明的目标，特征和优势将会在以下的细节说明中变得更加清晰明显，对于附图中的数字将会有详细的解释说明。对于附图的简要说明图1是根据此发明而画的水下作业装置的简草图。图2是对于在图1中出现的在水下作业装置被驱动闭合的情况下的控制系统局部简图。附图的详细说明25半自动化液压专用铣床液压系统设计图1是一个深海液压装置控制系统根据此发明为了运作水下作业装置的一个具体情况的简图。在以下讨论的具体模型中，假设水下作业装置是一个被置于深海一万英尺的一个海底防喷器。此发明中的控制系统将会被用来操作不同类型的水下作业装置，包括输送管道和剪切锤，环形海底防喷器，水栈上的各种阀,浅水升降器 和通断器。正如图1中所示，水下作业装置模型被简单的展示为一个可移动的活塞P在一个凹箱H中。凹箱包括了一个闭合的端口CP线和一个开启的端口OP线.支杆R从凹箱中伸出连接着活塞。根据发明，闭合端口中的液压流把活塞由图1中所示的位置一直推到图2中所示的右边位置，这样把支杆R置于一个闭合的状态。打开端口中的被加压的液体流把活塞由图2中所示的位置一直推会到图1中所示的左边位置，这样把支杆R置于一个打开的状态。控制系统10包含液体储存器12和液压流储存器14。如图1中所示的应用情况，首先假设的液体储存器12和液压流储存器14都处于相同的一万英尺的深度。液体储存器12包含可以在在凹箱里活动的活塞或者其他的液体分隔器。常规绝缘装置18为移动的活塞和凹箱的内侧提供不间断的密封绝缘接合。如图1所示，凹箱的上端是打开的，因此活塞16受海水的静水压头作用，该静水压头在一万英尺的深度下大概是4450个大气压。活塞16将在液体储存器中的液流和海水隔开，同时将静水压头的压力转化为为液体流的压力。液压流将在水下作业装置被驱动后先后两次通过液体供应管道 28 供应到液体储存器12中。普通的液压泵将会在海水表面使用高于 4450个大气压强的压力通过体供应管道 28 把液体抽到液体储存器 12中。如图中 31所示安装在装置外表面的蓄电池，能够不断为液体储存器 12的液流提供供应与补给。沿着供应管道28的液体压力将会被减压阀 32降低。图1中所示的二位二通电磁换向阀34是在关闭状态，当被一种来自MUX电控系统的电控信号驱动时，控制阀将按顺序切换到打开状态，为储存器12提供高压液压流。在二位二通电磁换向阀34和储存器12之间安装的普通的单向阀 36是为了确保液压流一旦充满储存器12，将不会经供应管道 28流到装置外表面。密封箱 13必须把海水与液压流 24密封好，尽管当密封箱内部的液体与外面液体的压力相同时管道 38在正常情况下与外界不会有很大的压力差。另一方面，包括密封箱15的水下液压储存器 14必须能够承受海水静压头和26半自动化液压专用铣床液压系统设计储存器14内压力较低的液压流的压力差。如图1所示，密封箱15是完全密封的，因此压力不会等于水下液压流的压力。一条排放管道38从液体储存器14延伸到装置外表面，单向阀40是为确保液压流沿着排放管道38从液体储器14流向装置外面。在装置外表面的排放管道38与大气相连，因此，液体储存器14上端的压力大致是0个大气压。另外一种液体分隔器，如活塞 20就是用来将密封箱 15底部的液压流26与密封箱15上部的空气隔开。密封装置 22在保证活塞在密封箱15内壁来回移动的密封良好。在另一种系统设计中，活塞 20可能用不到。压力在4450个大气压的液压流24沿着连接着液体储存器 12于水下作业装置的液体供应管道42不间断的向系统供应。在4450个大气压的这种液压流将会流进选择控制减压阀48，然后，液体储存器14的深度将上升到高于液体储存器12的高度之上，这样流经管道46的流体静压头的液压流将通过减压阀48。但是，如图1所示的应用系统中，管道46和减压阀48之间是0个大气压，因此，流体流出的时候压力相同，而且压力将保持在任意一个定值到静水压头的压力值4450个大气压之间。该高压液压流也被输送到管道50和二位三通电磁换向阀56，然后经管道54到水下作业装置关闭端口CP线。如此高的压力从而驱动活塞P运动到图1所示的位置，使液体通过开启端口OP线，沿着管道55，通过二位三通电磁换向阀58，经过换向阀58，再经管道60，最后经输送管道输送到液体储存器14中。当上述设计的系统用来控制水下作业装置时，电子控制系统 80，如来自瓦勒构.夏福尔公司的MUX控制系统，将会用来驱动换向阀 56置于如图1所示的打开状态，同时使换向阀 58置如图1所示的排液状态。对于图2，一旦液压控制系统使水下作业装置处于关闭状态时， 液体储存器12的液体容量将会很快下降，同时液体储存器14中的液体容量将会很快上升。也就是说，直到活塞20通过排放管道完全与大气接触时，液体储存器14中的液体将不在加压。一旦液压控制系统被驱动置如图2所示的位置时，电子控制系统80将会驱动电机74带动液压泵72运转，这样就会从液体储存器14中抽取液流，被抽取的液流再经过单向阀70。因为液流具有水一样的流动性，液流就会被液压泵直接抽入海水中。同时，也是比较重要的是，液流将会重新补给到液体储存器27半自动化液压专用铣床液压系统设计12中，这样，大量的液压流就会重新驱动水下作业装置。同样，液压泵30是用来供应液压流的。通过管道28到液体储存器12中去。活塞16上升，这样按照设定量的液压流重新被储存在液体储存器12中，而当活塞20运动到最低位时，液压泵72将不再继续工作。这样导致大量的液流被系统10再次的从水下作业装置抽进液体储存器14中去。发明的另外一种系统是从液压泵72抽出的液体直接输送到液体储存器12中活塞16的下面部分，而不是直接将液流排入海水中。这种设计在控制系统工作之后，为储存器12又提供一种供应液流的所需来源。当液流从储存器14中被抽出去时，液压泵在设计上要大于静压头的压力，使活塞上升，因此，需要一条液流供应管道连接着储存器12来供应液压流，但是，这样从装置外面将会造成液流的泄漏。在液压控制系统10工作期间，MUX系统80就会按照设计的那样，驱动换向阀58置流通状态，然后液压阀置排液状态，如图2所示。液压流就会经过减压阀48，再经管道55流到开启端口OP线，然后使活塞P退回到如图1所示的开启位置。在水下作业装置启动期间，液流被排放到关闭端口 CP线，经换向阀56，通过管道60和62，再经输送管道 44，最后流进液体储存器 14中去。储存器14中的液流被抽出，来驱动液压泵72工作，同时，按照上面讨论的，抽出来的液压流通过连接储存器12和液压泵输出端的供应管道供应给储存器12。28半自动化液压专用铣床液压系统设计附录2外 文 来 源 于 James D.Brugman ， Spring and HubertL.Elkins,Kongwood .SUBSEAHYDRAULICONTROLSYSTEM[P].US，US6192680B1，2001-02-27。United States Patent Brugmanetal.SUBSEAHYDRAULICCONTROLSYSTEMInventors: James D.Brugman ,Spring;HubertL.Elkins,Kongwood;MarkA,Merit,Spring,allofTX （US）Assignee: VarcoShaffer,Inc., Houston,TX （US）PatentNo.: US6192680B1DateofPatent:2001-02-27ABSTRACT:Asubseahydrauliccontrolsystem10supplieshydraulicfluidtooperatesubseaequipmentSE,whichinexemplaryapplicationmaybeablowoutpreventerhavinganopeningportandaclosingport.Ahydrauliccontrolsystemincludesafluidstoragevessel12forstoringaselectedquantityofhydraulicfluid,andaseparationmember16separatingsubseawaterfromhydraulicfluidwhilepressurizingthehydraulicfluidinresponsetothehydraulicheadofthewater.Afluidsupplyline42interconnectsthefluidstoragevesselandthesubseaequipment,andafluidexhaustline44interconnectsthesubseaequipmentwithasubseahydraulicfluidreservoirvessel14.Aventline38extendsfromthefluidreservoirvesseltothesurface.Asubseapumpperiodicallyexhaustsfluidfromthefluidstoragevesseltothewater.Themethodoftheinventionprovidesreliableactuationofsubseaequipment,andisparticularlywellsuitedforoperatingsubseaequipmentindeepwateratdepthinexcessof6,000feet.Keyword：subseahydrauliccontrolsystem;hydraulicpowersource;fluidstoragevessel;subseaequipment;hydraulicheadofthewater29半自动化液压专用铣床液压系统设计FIG.1SUBSEA HYDRAULICCONTROLSYSTEMFIELDOFTHEINVENTIONThe present invention relates to ahydraulic control system foroperatingsubseaequipment.30半自动化液压专用铣床液压系统设计Moreparticularly,thisinventionrelatestoahydrauliccontrolsystemforoperatingsubseaequipmentatrelativelydeepwaterdepthsof6,000feetormore.Thehydrauliccontrolsystemiscapableofsupplyingeitheranopeningpressureoraclosingpressuretothesubseaequipment.BACKGROUNDOFTHEINVENTIONThoseskilledinthehydrocarbonrecovryindustryrecognizethatanincreasingpercentageofhydrocarbonsarebeingrecoveredfromoffshorewells,includingwellswhereinthesubseawellheadislocatedinverydeepwaterof6,000feetormorebelowtheoceansurface.Subseablowoutpreventers(BOPs)andrelatedproductioncontrolequipmentrelyuponasourceofpressurizedfluidtoactuatethesubseaequipment.Muchofthisequipmentmustbeactuatableinatleasttwodirectionsandthusisoperatedbysupplyingahydraulicfluidpressuretoeither“open”or“close”theequipment.Areliablehydrauliccontrolsystemtooperatetheequipmentisparticularlyimportantinemergencyapplicationswhereintheequipmentmustbeautuatedtoeithertheclosedortheopenedpositioninanemergency.Whensubseaequipmentispositionedinrelativelyshallowwateroftwothousandorthreethousandfeet,areliablepressuresourcetooperatethesubseaequipmentcommonlyisprovidedbyabankofaccumulatorbottles(accumulators),whichareconventionallyprechargedwithnitrogen.Eachaccumulatoristhusasealedcontainerwhichhousespressurizednitrogen,andabankofsuchaccumulatorsmaybefluidinterconnectedtoprovidethepowersourceforoperatingthesubseaequipment.Thenitrogenthusactsasanavailablespringforcetooperatethesubseaequipmentoncehydraulicfluidunderpressureispumpedintotheaccumulatorsfromanexternalsourceatthesurface.Oncethesubseaaccumulatorareactivated,additionalhydraulicfluidisconventionallytransmittedfromthesurfacetothesubseaaccumulatorsthroughhoseambilicalsorrelativelysmallconduitfilllines.Whiletheaccumulatorsystemasdiscussedaboveperformswellonlandoperations,significantproblemsareencounteredusingthisaccumulatorsystematwaterdepthsofmorethan6,000feet.Thenitrogenprechargepressuremustbeincreasedtoovercometheeffectsofthecontrolsystem.Nitrogen,likeothergases,hasareducedexpansionasthepressuretowhichitissubjectedgetshigher.Moreover,subseaequipmentat10,000feetormoreisinherentlycool,andthecombinationofthecooledandhighpress