路径: 主页 > GB/T > 第748页 > GB/T 47539-2026 | 标准编号 | GB/T 47539-2026 (GB/T47539-2026) | | 中文名称 | 潜水器液压装置设计规范 | | 英文名称 | Design specification of hydraulic equipment for submersible | | 行业 | 国家标准 (推荐) | | 中标分类 | U57 | | 国际标准分类 | 47.020.05 | | 字数估计 | 18,171 | | 发布日期 | 2026-04-30 | | 实施日期 | 2026-11-01 | | 发布机构 | 国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会 | GB/T 47539-2026: 潜水器液压装置设计规范
GB/T 47539-2026 英文版: Design specification of hydraulic equipment for submersible
ICS 47.020.05
CCSU57
中华人民共和国国家标准
潜水器液压装置设计规范
2026-04-30发布
2026-11-01实施
国 家 市 场 监 督 管 理 总 局
国 家 标 准 化 管 理 委 员 会 发 布
前言
本文件按照GB/T 1.1-2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定
起草。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。
本文件由全国潜水器标准化技术委员会(SAC/TC306)提出并归口。
本文件起草单位:中国船舶科学研究中心、中国科学院沈阳自动化研究所、浙江大学、华中科技
大学。
本文件主要起草人:陈志达、李玲珑、叶聪、胡震、李智刚、吴世军、刘银水、王璇、杨申申、刘帅、
赵晓宇、张磊、吴德发、马云祥、古浪。
潜水器液压装置设计规范
1 范围
本文件规定了潜水器液压装置的设计依据、设计准则、设计程序、设计要求、设计计算和设计验证。
本文件适用于潜水器液压装置的设计。
4 设计依据
4.1 功能和组成
4.1.1 功能
潜水器液压装置的核心是为实现潜水器复杂水下作业任务提供可靠、精准的动力执行与保障功能。
它利用液压油作为工作介质,通过动力单元、管路、控制单元为潜水器各类液压用户的执行单元(液压缸
或液压马达)提供所需的液压能,驱动执行单元完成特定的动作。
4.1.2 组成
潜水器液压装置主要由动力单元、控制单元、补偿单元、执行单元、辅助设备及元件、传感器监测元
件等组成,其中:
a) 动力单元为液压泵源;
b) 控制单元为液压控制阀箱,包括方向控制阀、压力控制阀、流量控制阀等;
c) 补偿单元为压力补偿器;
d) 执行单元为液压缸、液压马达等液压执行机构;
e) 辅助设备及元件包括补偿式油箱、过滤器、管路附件等;
f) 建议配置传感器监测元件,主要包括油箱液位传感器、漏水报警传感器、油温监测传感器和压
力传感器等。
典型的潜水器液压装置组成原理示意图如图1所示。
4.2 设计条件
液压装置设计应包含潜水器对液压装置的以下要求:
a) 工作条件要求,包括工作深度、温度、振动、噪声、腐蚀和泄漏等要求;
b) 性能要求,包括运行功率/供油压力和流量要求;
c) 控制特性要求,包括执行元件的工作时序和协调控制;
d) 接口要求,包括电气接口、通信接口、液压接口和机械安装接口要求。
5 设计准则
设计准则应包括下列内容:
a) 液压装置中压力等级的选择,应满足各类液压用户的使用需要,推荐使用10 MPa和
21MPa,同时液压冲击载荷条件下总压力不大于额定压力的1.5倍;
b) 液压装置的吸油管路、压力管路和回油管路中油液的流速应符合GB/T 3766-2015中5.4.6
的要求;
c) 液压装置液压油的最小动力黏度值和最大动力黏度值应在液压元件工作的许用黏度范围内;
d) 液压装置外接补偿器,补偿压力应高于外部工作环境压力0.02MPa~0.04MPa;
e) 油箱应采用压力补偿结构,集成液位、漏水、温度和压力传感器,便于水下状态监测和故障
检测;
f) 液压装置中的所有设备和附件与海水接触的部位应选用防腐材料;
g) 液压执行机构前端应设置单向节流阀,便于装置的拆装维护;
h) 液压泵源应设置放气口和油液取样口,便于油液取样用于油液清洁度检测;
i) 液压装置中进回油路上应设置过滤器;
j) 液压装置应遵循通用化、系列化、标准化(“三化”)的设计原则,设计过程中应积极采用成熟的
标准件、通用件及模块化单元,以提高设计效率、保证质量一致性、降低制造与维护成本;
k) 液压装置设计应遵循经济性设计原则,设计阶段应充分考量全生命周期成本,涵盖采购、运
行、维护及报废等各环节的成本管控;
l) 液压装置设计应遵循可生产性设计原则,结构设计应便于加工、装配与检测,零部件加工工艺
成熟,关键工序具备可检测性,检测设备与方法应符合行业相关标准;
m) 液压装置应遵循减振降噪设计原则,优先选用低噪声液压元件,通过优化管路布局、采用柔性
连接和设置减振支架等技术手段,抑制振动产生及噪声传播;
n) 液压装置设计应遵循抗振抗冲击设计原则,应满足液压装置日常使用的抗振抗冲击要求,确
保装置在运行过程中无结构损坏、零部件松动等情况发生;
o) 液压装置设计应遵循可靠性设计准则,设计过程中应采用功能冗余与降额设计、环境适应性
设计、故障安全与容错设计及稳健性设计,以提高任务可靠性与系统安全性为首要目标;
p) 液压装置设计应遵循维修性设计准则,设计过程中应采用模块化与可达性设计、状态监测与
故障诊断设计、标准化与互换性设计及人性化与防差错设计,以确保装置在生命周期内可高
效维护。
6 设计程序
设计程序框图见图2。
图2 设计程序框图
7 设计要求
7.1 液压回路设计
7.1.1 通用设计要求
液压回路设计应符合GB/T 3766-2015的要求,确保回路在额定工况下稳定运行,且具备过载保
护、压力补偿和应急卸压等基础功能。
7.1.2 泵控回路设计
泵控回路设计应根据执行元件的运动特性(恒速、变速、往复运动等)选择适配的控制方式,核心指
标与设计要求如下。
a) 变量泵控制回路应具备排量连续调节功能,调节范围不小于额定排量的10%~100%;采用恒
功率控制时,恒功率双曲线应与负载需求匹配,避免系统冗余能耗。
b) 定量泵+溢流阀回路中溢流阀的设定压力,应高于系统最大工作压力10%~15%,且具备防
误调锁定功能;回路应设置压力缓冲装置,抑制泵启动时的压力冲击,冲击压力峰值不超过设
计压力的1.2倍。
c) 多泵联合控制回路应配置压力同步控制模块,各泵设定输出压力差应不超过系统工作压力
的±5%;当单泵故障时,回路应能切断故障泵并切换至备用泵,切换过程中系统压力波动不超
过系统额定工作压力的10%~15%。
7.1.3 阀控回路设计
阀控回路应根据控制精度、响应速度、负载特性选择适配的液压阀(节流阀、比例阀、伺服阀等),具
体设计要求如下。
a) 节流调速回路,节流阀流量调节范围应覆盖执行元件额定流量的5%~100%。
b) 电液比例/伺服控制回路,阀的输入信号应与控制器输出信号匹配,应配置信号隔离与抗干扰
装置。
c) 方向控制回路,换向阀通径应根据回路最大工作流量及允许压降选取,换向冲击压力峰值不超
过额定压力的1.2倍;多执行元件换向若存在干扰,回路应设置互锁装置,避免动作干涉。
d) 安全保护配置,阀控回路应设置独立安全阀,安全阀设定压力为系统设计压力的1.1~1.25倍,安
全阀应与回路主油路并联布置,确保故障时能快速卸压。
7.2 压力和流量设计
液压装置压力和流量设计要求如下:
液压泵源的最高工作压力不小于公式(1)的计算值,应满足液压用户最大外载荷的压力需求。
7.3 耐外压设计
液压装置耐外压设计应采用压力补偿技术,实现液压装置的回油压力与海水压力相等,并随海水深
度变化自动变化。
7.4 密封设计
液压装置水下密封设计要求如下:
a) 密封结构设计应根据内外环境压力选用正确的材料、形式和尺寸;
b) 设计应避免密封件发生永久变形、间隙咬伤、磨粒磨损、扭曲等现象,引起密封失效。
7.5 防腐蚀设计
液压装置中所有设备和附件与海水接触的部位,材料防腐设计要求如下:
a) 应选用防腐蚀性能良好的材料,且不会和液压油发生化学反应造成污染;
b) 若选用其他耐海水腐蚀较差的材料,通常进行表面处理提高防腐性能或者增加牺牲阳极;
c) 装置安装连接面母材不一致时,应采取隔离措施,减少电化学腐蚀。
7.6 装置配置
7.6.1 液压油的选用
液压油的选用按以下要求选择:
a) 液压油应具备液压系统液压油的基本性能,还应具备抗磨性能、润滑性能,与密封材料、液压元
件、金属材料和非金属材料相容性好等要求;
b) 液压油的选用应满足海上及水下使用温度要求,主要为海上高温常压和水下低温高压这两种
工况;
c) 液压油在水下工作时的最小黏度和最大黏度,应符合第5章c)的规定。
7.6.2 液压泵源
液压泵源的设计要求如下:
a) 液压泵的压力和流量的选择,应满足最高工作压力和最大流量的要求;
b) 液压泵的出口应设有防止泵超压的安全装置;
c) 液压泵源的工作温度应不超过60℃。
7.6.3 液压控制阀箱
液压控制阀箱包括方向控制阀、压力控制阀、流量控制阀等,其设计要求如下:
a) 液压控制阀的压力和流量的选择,应满足相应工作压力和工作流量的要求;
b) 液压换向阀在中位机能时,液压执行机构进回油腔体应采用压力补偿,使用Y型中位机能电
磁或电液换向阀;
c) 电磁阀中电磁铁应采用湿式电磁线圈;
d) 若采用板式阀时应对其进行封装,封装壳体内应充满液压油对其进行补偿,实现内外压平衡;
e) 安全阀的开启压力应不大于额定工作压力的110%。
7.6.4 液压执行机构
液压执行机构的设计要求如下:
a) 液压缸应设置内部缓冲或阻尼设施;
b) 液压马达壳体内采用压力补偿设计,应外接压力补偿器。
7.6.5 压力补偿器
压力补偿器的设计要求如下:
a) 压力补偿器结构形式应采用皮囊式、金属薄膜式、波纹管式和活塞式;
b) 压力补偿器应设置充油口和放气口,并配置液位传感器;
c) 压力补偿器的补偿容积应按公式(3)进行补偿容积校核。
7.6.6 液压油箱
液压油箱的设计要求如下:
a) 考虑到液压装置轻量化和小型化,油箱的有效容积应不小于所供液压泵每分钟流量的1倍,若
执行元件复杂的系统,应对油箱进行发热和散热计算评估;
b) 油箱采用封闭式结构,应考虑补偿设计,其结构腔体设计应符合第5章e)的规定,一般分为油
箱补偿器一体化结构和油箱连接外置补偿器结构两种形式,如图3所示;
7.6.7 过滤器
过滤器的设计要求如下:
a) 液压装置的压力管路和回油管路上应布置过滤器;
b) 过滤器的过滤精度应满足液压装置的工作要求,根据系统要求选择压力总管和回油总管过滤
器的过滤精度;
c) 吸入滤器应满足液压泵吸入性能,并应保证液压泵冷态条件下启动。
7.6.8 管路附件及布置
液压管路附件及布置设计要求如下:
a) 管接头应选用不锈钢或者钛合金等耐腐蚀材料;
b) 硬管应选用不锈钢无缝钢管;
c) 软管的选用应符合《潜水系统与潜水器入级规范》(2018)中第9章第2节的规定;
d) 管路进行敷设时,整个管线应短,转弯处少,平滑过渡;
e) 管路走线整齐一致,应避免管路交叉;
f) 管路的走向和布置应减少弯头和接头的数量;
g) 管路布置应便于装拆、检修,以及设备运转、维护,又不影响其他管路;
h) 管路不应用来支承设备或液压阀块。
8 设计计算
8.1 设计输入
依据4.2设计条件确定液压装置的基本设计参数。
8.2 设计内容
液压装置的设计内容如下:
a) 液压装置额定工作压力和最大流量的确定;
b) 根据各执行元件工作要求,绘制液压原理图;
c) 液压泵选型、泵源计算及设计,计算方法按附录A;
d) 液压阀选型及控制阀箱设计;
e) 压力补偿器容积计算及设计,计算方法按公式(3);
f) 油箱容积计算及设计;
g) 液压管路的计算及设计,计算方法按附录A;
h) 液压泵吸入管路阻力计算,计算方法按附录A;
i) 主要液压用户管路流阻计算,计算方法按附录A;
j) 液压装置发热功率及散热计算,计算方法按附录A;
k) 液压装置接口设计,包括电气接口、通信接口、液压接口和机械安装接口设计;
l) 液压装置管路安装设计;
m) 液压装置设备安装设计。
8.3 设计输出
液压装置的设计结果输出形式:
a) 液压装置原理图;
b) 液压装置总图及零件图;
c) 液压管路图;
d) 液压装置设计报告;
e) 液压装置测试试验方法;
f) 管系安装图及安装技术要求;
g) 设备安装图;
h) 附件的施工图;
i) 设备、附件、材料清单;
j) 备品、备件清单;
k) 液压装置操作使用维护说明书。
9 设计验证
9.1 仿真验证
液压回路设计完成后宜开展仿真验证,应符合GB/T 3766-2015的要求,仿真中元件的关键性能
参数设置宜参考GB/T 7935,采用成熟的液压系统仿真软件构建全工况仿真模型,要求如下:
a) 仿真模型应准确映射回路拓扑结构;仿真工况应覆盖额定负载、极限负载、启停循环和应急切
换等典型场景。
b) 泵控回路仿真应验证排量调节响应特性、压力冲击抑制效果和多泵同步精度等指标;阀控回路
仿真宜验证流量调节线性度、换向冲击峰值和控制精度误差等。
c) 仿真过程应记录回路压力、流量、温度和执行元件运动参数等关键数据,生成仿真报告,明确仿
真结论与优化建议。
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