Ngăn chặn rò rỉ trong trục động cơ cho bot dưới nước

Bất cứ khi nào xây dựng một bot thủy sản, chúng tôi luôn phải cẩn thận để ngăn chặn rò rỉ, vì những lý do rõ ràng. Bây giờ, lỗ cho dây có thể được làm kín nước dễ dàng - nhưng còn động cơ thì sao? Chúng ta có thể dễ dàng bịt kín vỏ tại chỗ (và điền vào bất kỳ lỗ nào trong vỏ), nhưng phần mà trục gặp vỏ vẫn không được bảo vệ.

Nước rò rỉ vào xe máy vẫn còn khá tệ. Tôi nghi ngờ có bất kỳ cách nào để niêm phong khu vực này một cách chính xác, vì bất kỳ con dấu rắn nào sẽ không cho phép trục di chuyển, và bất kỳ con dấu chất lỏng nào (hoặc một cái gì đó như dầu mỡ) cuối cùng sẽ bị xóa.

Tôi đã nghĩ đến việc đặt một vỏ thứ hai xung quanh động cơ, có thể với một lỗ cao su tùy chỉnh cho trục. Một cái gì đó như (tha thứ cho bản vẽ xấu, không được sử dụng để GIMP):

Điều này có thể sẽ ngăn chặn rò rỉ, nhưng sẽ làm giảm đáng kể mô-men xoắn / vòng / phút thông qua ma sát.

Vậy, làm thế nào để ngăn nước rò rỉ vào động cơ mà không ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất của động cơ?

(Để làm rõ, tôi không muốn mua một động cơ dưới nước đặc biệt, tôi thích cách làm cho động cơ của mình kín nước hơn)

Tôi không chắc chắn nếu một 'aquabot' là một phương tiện chìm hoàn toàn, hay là một bề mặt.

Nếu đó là một chiếc xe bề mặt, thì bạn chỉ cần nhìn vào những chiếc thuyền RC. Họ đã giải quyết vấn đề này khá tốt.

Con dấu ngăn nước vào thuyền được gọi là hộp nhồi (4 trên sơ đồ). Nó chỉ đơn giản là một ống nhồi dầu mỡ. Mỡ ngăn chặn bất kỳ nước rò rỉ vào thuyền giữa ống và trục chân vịt. Thông thường có khoảng cách 1mm hoặc hơn giữa trục và bên trong ống, để nó có thể chứa nhiều dầu mỡ. Các đầu của ống có ống lót lỏng được trang bị mà hầu như không đóng góp bất kỳ ma sát nào, nhưng ngăn chặn dầu mỡ thoát ra.

Điều này có thể sẽ hoạt động tốt ngay cả đối với các phương tiện chìm hoàn toàn, miễn là chúng không đi quá sâu. Khi bạn đi sâu hơn, áp lực sẽ bắt đầu đẩy nước lên ống, đẩy dầu mỡ ra ngoài và cuối cùng cho nước vào thuyền.

Một cách để chống lại điều này là chỉ cần đẩy lùi. Tăng áp suất không khí ở đầu kia của hộp nhồi để mọi thứ được cân bằng. Một cách để làm điều này là đặt động cơ và đầu bên trong của ống bên trong một hộp kín nhỏ. Sử dụng một máy bơm nhỏ để tạo áp lực cho hộp phù hợp với áp lực nước.

Ngoài ra, tại sao không để nước làm việc cho bạn? Bịt kín động cơ bên trong bàng quang cao su và đặt nó bên ngoài thuyền. Áp lực nước sẽ nén bàng quang để áp suất không khí bên trong luôn khớp với áp suất bên ngoài một cách hoàn hảo.

Đề nghị cuối cùng của tôi tương tự như của Mark Booth . Tại sao không chế tạo một động cơ có thể vượt qua thân xe. Đặt nam châm của động cơ bên ngoài và giữ cho cuộn dây bên trong nơi khô ráo. Những gì bạn sẽ làm ở đây về cơ bản là một Brushless Motor:

Bạn có thể xây dựng nó thành một cái gì đó giống như một chiếc quạt gió.

Bạn có thể muốn xem xét một ổ đĩa kết hợp từ tính . Sử dụng một động cơ tiêu chuẩn với khớp nối từ tính để truyền mô-men xoắn đến chỗ dựa của bạn.

Điều này sẽ cho phép động cơ của bạn được niêm phong hoàn toàn bên trong xe của bạn:

^{Từ bài viết của Eric Stackpole đã đề cập ở trên. Hình ảnh được sử dụng mà không được phép, nhưng có ghi công.}

Tuy nhiên, giải pháp này có thể phù hợp hoặc không phù hợp, tùy thuộc vào mô-men xoắn bạn cần truyền, nhưng đối với việc sử dụng nước mở có ưu điểm khác biệt là hạn chế mô-men xoắn. Nói cách khác, nếu prop của bạn bị kẹt và bạn đã chọn mô-tơ và khớp nối phù hợp thì khớp nối sẽ trượt trước khi động cơ của bạn bị cháy.

Tôi đặc biệt thích giải pháp Erics vì nó đồng thời truyền mô-men xoắn tới chân vịt, tập trung lực đẩy vào trục và đặt trục dọc theo trục. Một mảnh thanh lịch của thiết kế mà giải quyết một số vấn đề cùng một lúc.

Nếu bạn đang tìm kiếm một cách rất rẻ để làm điều đó (như trong ngân sách giáo dục giá rẻ), hãy xem hướng dẫn xây dựng ROV của Sea Perch .

Tiết lộ đầy đủ, tôi từng làm việc tại phòng thí nghiệm MIT đứng đầu chương trình giáo dục này.

Trên trang 9 của bản PDF đó, nó bắt đầu nói về cách chống thấm động cơ sở thích bằng hộp đựng phim và sáp vệ sinh. Toàn bộ nhà ở vẫn ngập nước và chúng tôi đã đưa nó xuống độ sâu 20 hoặc 30 feet trong một số trường hợp.

Việc xây dựng thực sự khá đơn giản; chúng tôi giúp đỡ rất nhiều học sinh trung học cơ sở và trung học phổ thông thực hiện những điều này và tôi không thể nhớ một sự cố mà con dấu hóa ra không đáng tin cậy.

Tất cả các con dấu bị rò rỉ. Nếu bạn có thể đóng kín động cơ để trục là điểm thoát duy nhất, hãy đổ đầy động cơ bằng một loại dầu không dẫn điện có độ nhớt thấp như dầu khoáng. Điều này làm giảm đáng kể sự chênh lệch áp suất trên con dấu.

Hãy xem nó có giá trị gì, tôi đã ở bên cạnh gian hàng OpenROV tại Maker Faire và câu trả lời của họ là 'hãy để nó bị rò rỉ và làm khô nó sau'. Họ nói rằng họ rất ngạc nhiên khi nước vào trong xe máy không gây ra vấn đề gì cho họ.

'Tất nhiên tôi đã không cố gắng này bản thân mình và tôi có thể nghe nhầm họ - hoặc có lẽ đã không có gì thất bại đối với họ chưa :-)

Có thể đáng để bắt đầu với động cơ giá rẻ và xem liệu trải nghiệm của bạn có phù hợp với ...

Trên một trong những chiếc thuyền được điều khiển từ xa của tôi, tôi đã sử dụng thiết kế này ...

Các đĩa màu xanh là bánh đà. Chúng được gắn vào các thanh màu xanh lá cây được móc vào cả hai mặt của một màng chống thấm linh hoạt. Màng được cố định vào cả hai mặt của vỏ nên nó sẽ truyền chuyển động, nhưng nó sẽ không cho nước đi qua.

Tôi đã đi qua tất cả các đề xuất trong các bài viết khác. Tôi không hiểu tại sao mọi người lại đề xuất các giải pháp phức tạp và đắt tiền mà cũng không khả thi.

Một con dấu cơ học là câu trả lời đơn giản nhất để niêm phong động cơ hoặc làm cho nó là IP 68. Chúng ta có thể sử dụng động cơ này đến độ sâu 20 m trong nước biển.

Việc xây dựng giống như một hố WET.

Những loại động cơ như vậy được sử dụng trong máy bơm chìm nước thải hoạt động đến độ sâu 20 m trong nước.

Chi phí của một con dấu như vậy cũng rất thấp.

Tôi hiểu chính xác những gì bạn đang nói về. Tôi đang phát triển ROV của riêng mình sẽ có hệ thống theo dõi và bò trên đáy biển. Nếu tôi có thể đề nghị đặt động cơ của bạn ở một điểm cao trong ROV của bạn với ổ bánh răng gần phía dưới, bạn có thể cài đặt một hệ thống không khí điều áp sẽ cho phép không khí vào buồng khi ROV đi sâu hơn. Hãy nghĩ về nó giống như một cái bồn cầu ngoại trừ nó cho phép không khí vào khi mực nước dâng cao. Tôi đã nghĩ về vấn đề tương tự và đây là những gì tôi đã đưa ra. Sử dụng hộp mực CO2 từ súng hơi và van điều áp tự chế (ý tưởng từ bồn cầu) càng đi sâu, càng nén không khí cho phép nước vào buồng. Với van được lắp đặt, nó sẽ đưa thêm không khí, giữ nước tránh xa động cơ điện.

Động cơ DC đơn giản được cài đặt trong Robot dưới nước của tôi vẫn đang chạy (với tiếng ồn lớn hơn một chút), từ một năm, không có con dấu BẤT K ..

Điện áp của 12V không quá nhiều, vì vậy ngay cả khi các đầu nối nguồn được nhúng trong nước, nước sẽ không dẫn nhiều dòng qua chính nó, trừ khi nó bị mặn.

Khi dòng điện chạy qua đường có điện trở nhỏ nhất có thể, phần lớn dòng điện sẽ vẫn đi qua cuộn dây động cơ, tuy nhiên sự hiện diện của nước gây ra rỉ sét sẽ làm hỏng bàn chải của động cơ và do đó nhiều tiếng ồn và ma sát hơn.

Để mở rộng câu trả lời Tracked-ROV / toilet-bát, có thể đạt được điều tương tự mà không cần độ phức tạp của hộp súng hơi, nếu động cơ được đặt đủ cao trong buồng: Khi nước vào, nó sẽ nén không khí bị kẹt ở trên, tùy thuộc vào trên chiều cao của buồng, độ sâu của ROV (và mật độ của chất lỏng), tại một số điểm, áp suất sẽ cân bằng và ngăn chặn sự xâm nhập của chất lỏng hơn nữa.

Tôi muốn tạo ra một máy bơm nước ngập trong dự án khoa học của trường. Tôi thực sự đã có một thời gian khó khăn trong việc chế tạo một động cơ DC bình thường và trục của nó trong việc chống nước. Tôi thất bại thảm hại. Sau đó tôi đã đưa ra một ý tưởng. Tôi tháo trục và nam châm ra khỏi động cơ. i đã tháo cuộn dây và nam châm gắn trong trục. sử dụng một mảnh ống nhựa PVC nhỏ và cuộn nó. giữ trục bên trong ống nhựa PVC cuộn. Bây giờ khi bạn truyền dòng điện xoay chiều trong cuộn dây, trục sẽ quay. Vì vậy, bây giờ bạn không phải chống nước cho trục quay nhưng các lỗ dây được làm trên tường rất dễ dàng.

Bây giờ cuộn dây là bằng chứng nước và trục không có bất kỳ cuộn dây và mạch điện để có được ngắn. chỉ là trường phóng đại dưới nước.