絞吸式和耙吸式挖泥船

1、第三章 絞吸式挖泥船圖3-1 目前世界上最大的絞吸式挖泥船“mashhour”號3.1 概述 一、應(yīng)用領(lǐng)域絞吸式挖泥船被廣泛應(yīng)用于港口、航道疏浚及吹填工程。絞吸式挖泥船從挖泥到排泥場的距離一般小于耙吸式挖泥船。使用絞吸式挖泥船的最大優(yōu)勢是能獲得準(zhǔn)確的挖掘輪廓。絞吸式挖泥船基本適合挖掘各種類型的土壤，當(dāng)然這也決定于切削功率的配置。絞吸式挖泥船類型和尺寸范圍很廣，絞刀頭功率最小可為20kw，最大可達(dá)約4000kw。 但挖泥深度一般較有限，最大挖深為 2530 m，最小挖泥深度通常取決于船體（平底船）的吃水深度。絞吸式挖泥船屬靜態(tài)挖泥船。至少有兩套對挖掘過程非常重要的錨纜系統(tǒng)。但錨纜卻為其它船舶航行

2、帶來障礙。某些大型絞吸式挖泥船為減少被“絆住”的危險而安裝了推進(jìn)器系統(tǒng)；推進(jìn)器系統(tǒng)可用于幫助絞吸式挖泥船離開挖掘區(qū)域，當(dāng)然也可幫助絞吸式挖泥船從一工作點移動到另一工作點。 小中型絞吸式挖泥船可制造為可拆卸式的。這種方式較適合由公路到內(nèi)陸區(qū)域而無水路時的運(yùn)輸，如，為公路鋪沙層、為建筑工程公司挖掘沙子和礫石等。安裝了波浪補(bǔ)償器的絞吸式挖泥船可在有波浪的開放水域施工，較之耙吸式挖泥船其局限性是顯而易見的。 圖3-2 simon stevin號自航式絞吸挖泥船 圖3-3 船體可升降式絞吸挖泥船二、歷史絞吸式挖泥船起源于美國。1884年第一艘絞吸式挖泥船在美國加利福尼亞州西部港市奧克蘭使用。這艘絞吸式挖

3、泥船裝有液壓絞刀頭并被用于疏浚泥沙和巖石。其輸泥管直徑為500 mm，泥泵葉片直徑為1.8 m。其設(shè)計的主要缺點是絞刀頭易被堵塞。在19世紀(jì)末20世紀(jì)初，絞吸式挖泥船得到了發(fā)展。 如，1896年beta 號絞吸式挖泥船是為美國芝加哥疏浚公司建造。這艘挖泥船吃水1.95 m，橫梁長12 m，在當(dāng)時是最大的絞吸式挖泥船。beta 號具有兩個獨立的泥泵并配有直徑為850 mm的吸泥管，每個吸泥管分為三段直徑為500 mm的管子。在每個管口處垂直安裝了一個直徑為1500 mm的絞刀頭。絞刀頭轉(zhuǎn)數(shù)為12 r/min，如圖3-4。 圖3-4 beta號絞吸式挖泥船平面布局圖此挖泥船在密西西比河上工作2年后

4、，絞刀頭被換成水激器。當(dāng)時此方法在絞吸式挖泥船設(shè)計中常被使用。絞吸式挖泥船在美國疏浚行業(yè)成為主力軍，就如同當(dāng)時的鏈斗式挖泥船在歐洲的角色一樣。三、特征絞吸式挖泥船的特性是：她屬于靜態(tài)挖泥船，安裝絞刀頭/絞刀作為挖掘工具，使泥土在切削后被吸入。在吸泥過程中，絞吸式挖泥船是以定位樁為中心通過固定在側(cè)邊絞盤上的錨纜按圓弧形旋轉(zhuǎn)，如圖 3-7所示。絞吸式挖泥船非常易于與吸揚(yáng)式挖泥船區(qū)分，因后者是沒有定位樁系統(tǒng)的（但某些絞吸式挖泥船工作時是由纜繩定位的，而不是定位樁定位）。圖3-5 “ram”號絞吸式挖泥船布局圖 絞刀支臂懸掛在支臂支架上，絞刀頭、驅(qū)動器和吸泥管都置于其上。對于中小型絞吸式挖泥船，一般采

5、用a型支架，而對于大型絞吸式挖泥船，一般支架較重。因部分切削力需由平底船及定位樁平衡，所以絞吸式挖泥船的平底型船體比其它靜止型挖泥船較重。挖掘的泥水混合物由水力式吸泥管輸送到排泥場。但也有某些絞吸式挖泥船配套有駁船卸泥系統(tǒng)。絞吸式挖泥船安裝一個或多個泥泵，其中一個放置在絞刀支臂上。自航絞吸式挖泥船的推進(jìn)器裝置既可置于挖泥船前部靠近絞刀頭處，也可置于其后部靠近定位樁處。四、工作方式在絞吸式挖泥船絞刀支臂放入水中后，泥泵開始工作，絞刀頭開始旋轉(zhuǎn)。然后支臂向下轉(zhuǎn)動直到絞刀頭接觸河床，或直到其達(dá)到最大挖深處。挖泥船繞定位樁的初始運(yùn)動是通過放松右舷錨纜、拉緊左舷錨纜完成的。這些錨纜由靠近絞刀頭的滑輪與甲

6、板上的絞盤(靠近挖泥一側(cè)的絞盤)連接。放松絞盤保證兩邊纜繩的準(zhǔn)確張力，這在挖掘堅硬巖石時尤為重要。 1. 絞刀頭的旋轉(zhuǎn)方向相對于其橫移運(yùn)動的方向有時相同，有時相反。在第一種情況下，絞刀頭作用在土壤上的反作用力帶動船體運(yùn)動，因此其橫移作用力要小于第二種情況。當(dāng)絞刀頭運(yùn)動方向與挖泥船橫移方向一致時，保證錨纜的預(yù)緊力是非常重要的。如果絞刀頭作用力推進(jìn)挖泥船移動快于絞盤拉拽速度時，拉拽絞盤的纜繩將被絞刀頭卷起并剪斷，這是非常危險的； 2. 錨的位置對挖泥船所需橫移力影響大。絞刀頭到邊纜的距離越近，所需的橫移力越?。?3. 橫移力也受外界自然條件的影響，如風(fēng)、水流及波浪等。 當(dāng)然，絞刀支臂沿弧形擺動一次

7、絞刀支臂，挖泥厚度由絞刀頭直徑及土壤類型決定。當(dāng)一次擺動后沒有達(dá)到所需的挖泥深度，絞刀支臂將被放下更深，且絞刀支臂將向相反的方向擺動。如前所述，絞吸式挖泥船是以定位樁 / 工作樁為固定支點做圓弧形擺動。大多數(shù)絞吸式挖泥船的定位樁放置在可移動鋼樁臺車上。另一只樁為輔助樁，置于中心線外，一般置于船尾右舷一側(cè)。鋼樁臺車?yán)靡簤焊卓梢苿?-6 m的距離。因為鋼樁立于河床上，通過向船艉方向推動鋼樁臺車即可推動絞吸式挖泥船向前移動。絞刀頭的尺寸和土壤硬度決定了鋼樁臺車移動的步長。鋼樁臺車每移動一步，在每次沿弧形擺動末端放低絞刀支臂，絞刀可切削一層或多層土壤。 圖3-6 步長和切層支臂每向前一步，絞刀頭以定

8、位樁為中心繪出一個同心圓弧，其半徑隨步長的增加而增加，如圖3-7所示。如果鋼樁臺車液壓缸已移到盡頭，則必須要移動鋼樁了。在步進(jìn)前，絞刀頭移到切削中心線上，放下輔助樁，抬起工作樁，向前移動鋼樁臺車。然后再次放下工作樁，抬起輔助樁。挖泥船就又可以開始工作了。步進(jìn)后的第一次切削不是一個同心圓弧。圖3-7 絞吸式挖泥船工作方式3.2 設(shè)計設(shè)計絞吸式挖泥船時，重要的設(shè)計參數(shù)包括： 1. 生產(chǎn)量 2. 挖泥深度 3. 影響挖泥船尺寸的工作條件 4. 土壤類型 5. 輸泥距離 如前所述，絞吸式挖泥船適用于挖掘各種類型的土壤，從粘土到堅硬巖石。土壤類型對絞吸式挖泥船的設(shè)計和建造有很大影響。當(dāng)挖掘巖石時會產(chǎn)生相

9、當(dāng)大的反作用力，這些力由絞刀頭產(chǎn)生，通過絞刀支臂和側(cè)邊絞盤傳到陸地，或由平底船和定位樁克服。絞吸式挖泥船的設(shè)計也由所需的切削功率決定。一、生產(chǎn)量如同其他類型的挖泥船，生產(chǎn)量由市場需求及根據(jù)具體的工程項目可使用的挖泥船決定。因許多絞吸式挖泥船要在使用年限中挖掘各類土壤，挖泥船的設(shè)計參數(shù)設(shè)定就必須得考慮其必須能夠挖掘的土壤類型。一艘設(shè)計用來挖掘巖石的絞吸式挖泥船也應(yīng)能挖掘沙，但一艘設(shè)計用來挖沙的絞吸式挖泥船則不能挖掘巖石。另外，沙型絞吸式挖泥船比巖石型的絞吸式挖泥船更便宜。換句話說，絞吸式挖泥船的生產(chǎn)量與能挖掘的土壤硬度有關(guān)。例如，10 mpa巖石型絞吸式挖泥船的生產(chǎn)量是100 m3/hr。生產(chǎn)量

10、的單位被定義為m3/星期，/小時或/秒是很重要的。時間單位選擇的越小，生產(chǎn)量的值越大。（因此長期平均生產(chǎn)量較小）。當(dāng)根據(jù)挖掘指定的土壤類型所需生產(chǎn)量已知時，則更需關(guān)注絞刀頭切削產(chǎn)量。因為不是所有被切削的土壤都能通過吸嘴吸入，所以切削產(chǎn)量遠(yuǎn)大于挖泥生產(chǎn)量。一般溢出后仍殘余2030 %。決定絞吸式挖泥船生產(chǎn)量時必須考慮這個因素。如上所述，時間單位較小時最大切削產(chǎn)量較高。對于絞吸式挖泥船這主要體現(xiàn)在工作方式上。在一次切削的中間位置時產(chǎn)量通常是最高的。在切削邊角時，主要由絞刀支臂或鋼樁臺車操縱，切削產(chǎn)量較低甚至為0，在實踐中，將導(dǎo)致當(dāng)切削產(chǎn)量單位為m3/sec時的值比以m3/h為單位時的值高20 30

11、%。為提高實用性，絞吸式挖泥船設(shè)計用于挖掘巖石時，應(yīng)同樣適于挖掘其它類型的土壤。這意味著，被設(shè)計用來挖掘巖石的切削設(shè)備，仍需適用于挖掘其它類型的土壤。二、挖泥深度當(dāng)設(shè)計絞吸式挖泥船時，需考慮最大和最小挖泥深度，因為這些都影響挖泥船的可用性。當(dāng)挖泥深度增大，導(dǎo)致平底船吃水需更深，從而最小挖泥深度將增大。這樣，挖泥深度增加可提高挖泥船的可用性，但同時最小挖泥深度將增大。同樣，市場需求決定最佳選擇。1. 最大挖泥深度最大挖泥深度是一個重要的設(shè)計參數(shù)。因為在絞吸式挖泥船中，平底船和定位樁將絞刀頭挖掘土壤時產(chǎn)生的作用力傳遞到土壤，產(chǎn)生的力矩大小和挖泥深度是成比例的。因而隨著挖泥深度的增大，不僅船體變得更

12、大更寬（為了提高船體的穩(wěn)定性），因此船體結(jié)構(gòu)會更重。此外挖泥深度對絞刀支臂結(jié)構(gòu)也有重大的影響：為了檢修，絞刀支臂必須能夠被抬出水面。圖3-8 最大挖泥深度與船自重的關(guān)系從生產(chǎn)量的角度說，為獲得所需生產(chǎn)量，吸泥深度決定是否需要安裝水下泵。很明顯，裝備一個水下泵會增大支臂重量。如果沒有水下泵，吸泥管直徑和泥泵功率必須增加以使挖掘的泥水混合物濃度減少，從而避免出現(xiàn)氣蝕現(xiàn)象。但同時，泥水混合物濃度降低是很不經(jīng)濟(jì)的。根據(jù)氣蝕公式，某一限定的空氣分離壓和最高濃度值可決定是否需要水下泵，也可決定泥泵應(yīng)放置在水下何處。當(dāng)然，仍有一個經(jīng)濟(jì)學(xué)的問題，不論水下泵是否合適，水下泵一般都很昂貴（密封性要求）。2. 最小

13、挖泥深度最小挖泥深度需根據(jù)平底船的吃水深度、冷卻水進(jìn)口的位置形狀和絞刀支臂的結(jié)構(gòu)決定。很明顯即使在最小挖泥深度施工時平底船也必須有足夠的底部間隙。對于大型絞吸式挖泥船這將導(dǎo)致船體變寬。最小挖泥深度必須比船體最大吃水至少小1m。冷卻水入口的設(shè)計必須適合阻止泥土從底部進(jìn)入。圖3-9 絞刀功率與平底船最大吃水的關(guān)系當(dāng)在最小挖泥深度挖泥，最小挖泥深度比船體吃水還淺時，則必須選擇合適的絞刀支臂形狀，否則會出現(xiàn)支臂被拖拽的現(xiàn)象。為防止拖拽現(xiàn)象的發(fā)生，支臂下邊線和水平線之間的夾角至少應(yīng)為5，見圖 3-10。圖3-10支臂下邊線和水平線之間的夾角如圖 3-11所示，為在挖掘非粘性土壤時獲得更高的吸入率，絞刀頭

14、的軸線應(yīng)與水平線間存在一傾斜角度。絞刀頭的挖掘量由斜坡傾斜度和絞刀支臂角之和(+)決定。 圖3-11斜坡傾斜度和絞刀支臂角之和+90時，吸入率達(dá)100%三、切削寬度絞吸式挖泥船的可用性也取決于設(shè)備的最小切削寬度，與其最大切削寬度關(guān)系不大。圖3-12 最小切削寬度最小切削寬度取決于平底船前部與絞刀頭或外側(cè)絞盤滑輪的外表面相交的直線，如圖3-12所示。為減小最小切削寬度，常對平底船前端兩側(cè)進(jìn)行倒角，如圖 3-13所示。絞刀頭在平底船前伸出越遠(yuǎn)，最小切削寬度越小。在美國和日本普遍使用這種解決辦法。圖3-13 船艏倒角的平底船圖3-14 切削寬度的計算鋼樁和絞刀頭間的距離決定了最大切削寬度。為確保側(cè)邊

15、絞盤的工作效率，最大橫移角度應(yīng)限制在45 以內(nèi)；所以最大切削寬度b = 2l*sin(450)， l是鋼樁和絞刀頭間的距離。l取決于水深和鋼樁位置。從生產(chǎn)的角度看，需要大的切削寬度，因為切削寬度較大時，挖掘每方土壤需步進(jìn)而停止工作、拋錨和其他操作所需的時間較短；但長的絞吸式挖泥船最小切削寬度較大。在這種情況下，要權(quán)衡利弊。四、土壤類型土壤類型對絞刀頭功率、絞刀支臂的長度、平底船和鋼樁的設(shè)計影響都很大。某種程度上，土壤類型也影響吸泥管和水力輸泥管直徑的選擇。在同樣的切削量/功率下，巖石型絞吸式挖泥船的生產(chǎn)率要低于泥沙型絞吸式挖泥船。因此，巖石型絞吸式挖泥船的輸泥管直徑應(yīng)較小。另外，隨著泥土混合物

16、濃度的升高，則效益更大。在相同的生產(chǎn)率下，通過降低泥泵的流量而增加土壤輸送濃度是可能的。因為運(yùn)送固體需較小的流速，這可由減小輸泥管的直徑達(dá)到。但必須強(qiáng)調(diào)，減小泥泵的流速可能導(dǎo)致更大的溢流量。五、輸泥距離輸泥距離與泥泵功率和是否需要駁船運(yùn)泥有關(guān)。當(dāng)輸泥距離太大而使用水力輸泥管運(yùn)輸不經(jīng)濟(jì)時需配備駁船。也有可能因妨礙航海而不必使用輸泥管。絞吸式挖泥船很少裝備駁船運(yùn)泥。圖3-15 marco polo號絞吸式挖泥船如果絞吸式挖泥船配備了水下泵，選擇水下泵的功率時需考慮的因素是在駁船裝載時僅此泥泵在工作。管道系統(tǒng)和閥門的設(shè)計也需考慮此因素。土壤顆粒尺寸和管道長度決定泥泵功率。也可選擇比使用駁船裝載功率高

17、的水下泵輸泥。在卸料和輸泥時可使用泥泵過剩的功率。挖泥船能提供的最大壓力由水下泵的軸密封性決定。通常其最大允許值為25-30 bar。六、挖泥裝置設(shè)計挖泥裝置時需考慮如下因素：1. 絞刀頭功率 2. 側(cè)邊絞盤的功率 3. 軸向切削力 4. 垂直切削力 5. 支臂絞盤功率 6. 引擎 7. 泥泵 8. 泥泵驅(qū)動 9. 水泵、 10. 定位樁系統(tǒng) 圖3-16 作用在絞吸式挖泥船上的力1. 切削功率 切削功率由設(shè)計的切削土壤類型所需比能決定。切削比能的定義是切削每方土需消耗的功或功率，因此： n/m (3-1)所以切削功率為： w (3-2) 當(dāng)切削土壤時切削力基本不是常數(shù)，所以使用了“平均切削力”

18、和“最大切削力”的概念。切削巖石的最大切削力比平均切削力大2倍。以下為可用的經(jīng)驗值： 巖石；取決于切削過程是塑性切削還是拉力切削 沙 粘土；取決于切削過程中土壤破碎形式(塑性型、裂縫型或碎斷型) 理論切削功率計算時必須乘以這些參數(shù)。絞刀頭的轉(zhuǎn)速也取決于土壤類型。切削巖石時通常使用的額定轉(zhuǎn)數(shù)是30轉(zhuǎn)/分鐘。因為隨著可被切削的巖石碎塊的增加，必須的比能減少，大型絞吸式挖泥船經(jīng)常選擇較低的絞刀額定轉(zhuǎn)數(shù)，從而導(dǎo)致轉(zhuǎn)矩變大。減小絞刀頭的直徑也能使轉(zhuǎn)矩變大。在這種情況下最大切削厚度減小，生產(chǎn)量也隨之減小。如果絞吸式挖泥船是為挖沙而特別設(shè)計的，額定轉(zhuǎn)數(shù)20轉(zhuǎn)/分鐘就足夠了。絞刀高速旋轉(zhuǎn)下，溢出量會大量增加。

19、在挖掘淤泥和粘土?xí)r在絞刀頭不被堵塞的前提下，絞刀低額定轉(zhuǎn)數(shù)就足夠了。2 船艏側(cè)邊絞盤功率三維切削力與切削功率成線性關(guān)系。因而當(dāng)土壤類型和相對切削厚度一定時，, 和 均可視為常數(shù)。相對切削厚度對橫移力的影響比對垂直和軸向切削力的影響大得多，因為通過絞刀頭軸線時切削力水平分量的方向是變化的。水平分力由側(cè)絞盤傳遞，垂直分力由絞刀支臂重量或平底船的附加裝備傳遞。軸向力由絞刀頭的推力軸承吸收并通過鋼樁傳遞給河床。如果假設(shè)絞刀扭矩和水平切削分力間的關(guān)系保持恒定，那么側(cè)絞盤功率為： (3-3)其中，= 切削功率 kw= 橫移功率 kw= 切向力 n= 橫移力 n= 轉(zhuǎn)速 r/min= 絞刀半徑 m = 橫移

20、速度 m/s若絞吸式挖泥船絞刀頭半徑為1m，橫移速度為 20 m/min (0.333m/s) ，切削速度為 30 r/min，下式給出了功率間的關(guān)系： (3-4)當(dāng)絞刀頭半徑為0.5m時，功率的關(guān)系表達(dá)式為： (3-5)這里假設(shè)兩種絞刀頭相對切削厚度 相同。這種隨著絞刀頭功率的減少側(cè)絞盤功率的相對增長還表現(xiàn)在絞吸式挖泥船裝機(jī)功率的關(guān)系上，如圖 3-17所示。除了土壤類型和絞刀頭轉(zhuǎn)速之外，側(cè)絞盤功率和轉(zhuǎn)速也由挖泥船的主尺度和錨位決定。須注意橫移功率不等于側(cè)絞盤動力，橫移速度不等于側(cè)絞盤速度。因此側(cè)絞盤功率為： (3-6)圖3-17 絞刀功率與側(cè)絞盤功率之比與絞刀功率的關(guān)系圖3-18挖泥船橫移所

21、須功率取決于絞刀支臂的角度另外，挖泥船橫移所須功率也取決于絞刀支臂的角度，見圖 3-18。挖泥船的橫移力矩為： (3-7)是定位樁與工作點的距離。可為正數(shù)也可為負(fù)數(shù)，取決于絞刀頭的旋轉(zhuǎn)方向。因此橫移功率為： (3-8)作用在絞刀支臂上側(cè)絞盤滑輪處，相對帶速與側(cè)絞盤滑輪在橫移方向上的速度之比等于： (3-9)切削巖石時最大帶速是2025 m/min。切削沙礫時為3035 m/min。3絞刀頭尺寸生產(chǎn)量不僅受到切削功率、側(cè)絞盤功率和速度的影響，也受絞刀頭直徑的影響。如側(cè)絞盤上的力、速度和切削扭矩不是限制因素。生產(chǎn)量只能通過增加切削厚度和絞刀頭直徑而增加。這也說明了以上提及的參數(shù)間的關(guān)系。4絞刀支臂

22、絞車功率若絞吸式挖泥船完全自動化在挖掘斜坡時是必要的，支臂絞盤速度必須與側(cè)絞盤額定速度保持一致。如果沒必要，則可選擇不同的支臂絞盤速度，當(dāng)支臂絞盤速度較低時，生產(chǎn)量會受到很大的影響。比如，絞刀刀齒必須經(jīng)常更換，為此就得頻繁地升起絞刀支臂。中型絞吸式挖泥船常采用的支臂絞盤速度是10 m/min。5驅(qū)動器指絞刀頭，側(cè)絞盤和支臂絞盤的驅(qū)動器。可為電動驅(qū)動或液壓驅(qū)動。以前支臂絞盤和側(cè)絞盤常組合一體并使用一個驅(qū)動器，這使得同時地操縱支臂絞盤和側(cè)絞盤不可能實現(xiàn)。對于液壓系統(tǒng)，各種驅(qū)動器能作用在同一液壓油路上，因此不能同時被使用。對于最優(yōu)地選擇可以或不可以在同一回油路上操作是很重要的，因其影響挖泥船的生產(chǎn)量

23、。1) 絞刀頭驅(qū)動器絞刀頭驅(qū)動器安裝在絞刀支臂絞鏈（耳軸）邊或靠近絞刀處。在第一種情況時，驅(qū)動器和變速箱在水上，第二種情況時它們可置于水下盒子里。如果絞刀頭驅(qū)動器安裝在絞鏈邊上，因為高轉(zhuǎn)矩軸必須長且重，長軸需安裝幾個支臂軸承。當(dāng)驅(qū)動器安裝在絞刀頭附近時，改變絞刀頭角度方向很自由，特別是在淺水中挖掘時。選擇液壓或電動驅(qū)動器主要取決于平均載荷和最大載荷間的關(guān)系。電動驅(qū)動特別適合驅(qū)動絞刀頭，因為它能過載150%而不停轉(zhuǎn)。這可能是因為快速旋轉(zhuǎn)的電動機(jī)有相當(dāng)大的旋轉(zhuǎn)能量。因此飛輪效應(yīng)就會產(chǎn)生。長傳動軸也是一個影響因素。液壓驅(qū)動時扭矩取決于液壓缸容積（或活塞位移）、發(fā)動機(jī)數(shù)量和系統(tǒng)壓力。當(dāng)過載出現(xiàn)時，安全

24、閥可限制運(yùn)轉(zhuǎn)壓力，使引擎停止工作。這意味著平均壓力通常比最高壓力低60%。液壓驅(qū)動的優(yōu)勢在于其防水性和不需變速箱即可直接驅(qū)動絞刀頭。通常幾個液壓驅(qū)動器同時為絞刀頭提供所需動力。2) 側(cè)絞盤驅(qū)動器同樣，側(cè)絞盤驅(qū)動器也可為液壓的或電動的。其選擇理由與絞刀頭驅(qū)動器相同。沒有必要當(dāng)絞刀頭驅(qū)動器是電動驅(qū)動時側(cè)絞盤驅(qū)動也必須為電動驅(qū)動。側(cè)絞盤所需驅(qū)動功率大概比絞刀頭所需驅(qū)動功率小10%，另外，標(biāo)準(zhǔn)及價格就是需參考的因素了。3) 絞刀支臂驅(qū)動器因為絞刀頭可達(dá)到的深度是由支臂絞盤設(shè)定的，所以其驅(qū)動器必須易于調(diào)節(jié)，且當(dāng)支臂驅(qū)動器不工作時也應(yīng)不易滑脫。后者在使用液壓驅(qū)動器液壓油發(fā)生泄露時經(jīng)常發(fā)生，導(dǎo)致切削深度及挖

25、泥操作發(fā)生改變。為防止這種滑脫現(xiàn)象，絞盤必須裝配一個剎車裝置或防倒轉(zhuǎn)的荊齒。6泥泵流速不同土壤的生產(chǎn)量可由以下因素決定：泥沙流速；泥沙濃度。因為： (3-10)其中： p = 產(chǎn)量 m/sq = 流速 m/sct = 輸泥濃度 -n = 孔隙數(shù) -所需 臨界速度應(yīng)能保持泥水混合物運(yùn)動以確定最小流量。因此： （3-11）其中，值由被泥泵輸送的泥水混合物決定。期望的平均輸送濃度由切削功率、側(cè)絞盤功率或側(cè)絞盤速度決定，取決于不同土壤的限制或臨界參數(shù)。如果臨界速度和平均濃度已知，泥泵流速和輸泥管直徑就可確定了。7泥泵驅(qū)動水下泵常由電動驅(qū)動。如果必須使用駁船裝載，那么這個電動驅(qū)動器應(yīng)為可調(diào)式的。當(dāng)轉(zhuǎn)速不

26、變時，因輸送的土壤濃度和顆粒尺寸不同而導(dǎo)致的流速變化非常大而影響駁船裝載效率。柴油機(jī)驅(qū)動器很適合泥泵。選擇一個或兩個泥泵取決于設(shè)計的排泥距離和柴油機(jī)引擎的可調(diào)性間的關(guān)系。很明顯，僅安裝一個大功率泥泵，這對于控制泥泵系統(tǒng)不是很有利。8水泵當(dāng)挖沙時，為加速混合物的形成，某些絞吸式挖泥船安裝了水激器。一個或兩個水激器安裝于絞刀支臂側(cè)邊靠近絞刀頭底環(huán)處。9定位樁系統(tǒng)定位樁系統(tǒng)的選擇對絞吸式挖泥船的設(shè)計非常重要。定位樁系統(tǒng)不但影響平底船平面布置，還影響絞吸式挖泥船的工作效率。最常用的系統(tǒng)是鋼樁臺車系統(tǒng)和固定鋼樁系統(tǒng)。從生產(chǎn)量的角度來說，在大多數(shù)情況下鋼樁臺車系統(tǒng)是首選。在鋼樁臺車系統(tǒng)中，工作樁置于臺車上

27、且在液壓缸的幫助下能伸長4-6m距離，如圖 3-19。圖3-19絞吸式挖泥船鋼樁臺車系統(tǒng)每輪切削的初始位置是在將鋼樁臺車向前步進(jìn)處。步進(jìn)后，絞刀頭沿著同心圓弧邊橫移邊挖掘，直到鋼樁臺車抵達(dá)液壓缸一個沖程時結(jié)束。臺車的回程通常發(fā)生在切削過程的中心軸線位置處。輔助鋼樁被放下，工作樁被抬升，臺車向后移動，最后鋼樁再次更換。當(dāng)使用固定鋼樁時，工作鋼樁和輔助鋼樁同時固定在船艉。每輪切削步進(jìn)或開始時，通過控制挖泥船從中心線扭動一個角度，然后放下輔助樁，抬升工作樁。然后挖泥船相對更換鋼樁時的中心線對稱擺動。很明顯使用固定樁步進(jìn)所需的時間比鋼樁臺車所需的時間長很多。下面以利用固定鋼樁系統(tǒng)和鋼樁臺車系統(tǒng)步進(jìn)所需

28、有效挖掘時間為例進(jìn)一步說明。假設(shè)挖泥船的尺寸和功率均相同。以下是計算的邊界條件：1) 固定鋼樁系統(tǒng)每輪換樁凈橫移時間 nlb/vh = n75/15 =5nl 分鐘抬升 +下降支臂： (n+1) = 2n (nl+1) 分鐘無挖掘橫移 75/15 = 5n 分鐘換樁 = 22n 分鐘 總計 = n(6.5nl+10.5) 分鐘 = 6.5nnl+10.5n 分鐘效率 = 5nnl/(6.5nnl+10.5n) 2)鋼樁臺車系統(tǒng)步進(jìn)數(shù) n = 5/1 = 5 分鐘凈橫移時間 nnlb/vh = nnl75/15= 5nnl 分鐘步進(jìn) + 抬升絞刀支臂n(nl+1) = 2nnl 分鐘鋼樁臺車移動

29、 = 2 分鐘換樁 = 2 分鐘 總計 = 6.5nnl+4 分鐘效率 = 5nnl/(6.5nnl+4)上面的例子很清楚地顯示了鋼樁臺車系統(tǒng)比固定鋼樁系統(tǒng)更具優(yōu)勢。3.3 總體布局基于鋼樁系統(tǒng)，船體可能是簡單 的u型平底船（裝有固定鋼樁）或h型平底船（裝有鋼樁臺車系統(tǒng)）。主要尺寸包括：長度、橫梁和平底船吃水，可根據(jù)上文提到的設(shè)計參數(shù)與船體穩(wěn)定性和強(qiáng)度的需求關(guān)系來設(shè)計。引擎室，泵站和機(jī)械控制室（有時用在大型絞吸式挖泥船）位于平底船上。小型絞吸式挖泥船上，泥泵有時直接置于引擎室內(nèi)引擎的前部，這樣安排的不利條件大家都清楚。常被使用的主布置圖如圖 3-20。泵站直接在船前開襠后；其后是引擎室。燃料和

30、壓載箱置于平底船船頭和船尾開襠的側(cè)邊。儲藏室位于平底船前開襠的兩邊。液壓驅(qū)動系統(tǒng)、車間和供應(yīng)全體船員的廚房一般置于裝有鋼樁臺車的開襠兩邊。雜物間、盥洗室和可能的船員居住場所均在甲板上。如果絞吸式挖泥船被設(shè)計在熱帶工作，那么發(fā)電機(jī)與引擎室分開，以幫助冷卻機(jī)械設(shè)備。由于有兩種工作模式：挖掘和航行，自航式絞吸式挖泥船布局更復(fù)雜。推進(jìn)機(jī)械置于絞刀支臂末端(“金牛星座”號, “馬可波羅”號, “達(dá)芬奇”號絞吸式挖泥船) 或置于鋼樁尾部(“大熊星座”號,“奧蘭”號絞吸式挖泥船)。第二種情況是挖泥船前部的絞刀支臂、左舷和右舷在挖泥和航行時是相同的。此外推進(jìn)器由主機(jī)直接驅(qū)動。這在第一種情況下是不可能的，所以驅(qū)

31、動器由電動機(jī)驅(qū)動。祥見設(shè)計說明。中、小型絞吸式挖泥船(3500 kw)常被用于鋪設(shè)路基。為到挖沙區(qū)時陸上運(yùn)輸允許超載，這些挖泥船建成可拆卸式的。因為強(qiáng)度需要，安裝柴油機(jī)和泥泵與主平底船常被建造成一個整體。當(dāng)設(shè)計成可拆卸式挖泥船時，必須考慮到挖泥船由公路或水路運(yùn)輸?shù)牟考?。在第一種情況下，平底船的最大尺寸由公路運(yùn)輸允許的最大尺寸決定。小型絞吸式挖泥船的平底船可由4020英尺的泥倉組成，而其它部件能置于在容器中攜帶?？刹鹦妒酵谀啻彩侨绱?，泵站和引擎室一前一后，壓載箱和儲物室在平底船側(cè)。對于帶泥艙的挖泥船，整個船體建于泥艙外。在這種情況下泥泵和發(fā)動機(jī)常置于甲板上的小室中。圖3-20 絞吸式挖泥船總體

32、布局圖耙吸式挖泥船編輯詞條 分享 新知社 新浪微博 人人網(wǎng) 騰訊微博 移動說客 網(wǎng)易微博 開心001 天涯 msn 請用一段簡單的話描述該詞條，馬上添加摘要。耙吸式挖泥船是一種邊走邊挖，且挖泥、裝泥和卸泥等全部工作都由自身來完成的挖泥船。耙吸船用疏浚裝艙法開挖航道，滿艙后，駛向傾倒區(qū)，在傾倒區(qū)內(nèi)把船艙的疏浚土卸入水中，然后返回挖槽，重復(fù)上一輪的工作。 挖泥時，耙吸式挖泥船把耙放置在要疏浚的港池、航道上，船往前開，耙就把泥耙起來，象牛犁田一樣。耙上裝有吸管，船上強(qiáng)有力的吸泥泵把耙起的泥連同水一起吸入它的泥艙中。在泥艙中，泥往下沉淀，水溢出泥艙，這樣連續(xù)不斷的耙吸，直到泥艙中裝滿了泥。然后開到卸泥

33、區(qū)去卸泥。耙吸式挖泥船機(jī)動靈活，效率高，抗風(fēng)浪力強(qiáng)，可以在水下挖硬土和軟土。非常適合在沿海港口、航道、寬闊的江面和船舶錨地作業(yè)。國內(nèi)的耙吸式挖泥船所配的泥泵流量大，在一艘1500m3的挖泥船上就配有兩臺排量為3000m3/小時的泥泵，可見它的效率有多高；挖深程度已達(dá)到近50米左右，國際上有些挖泥船已可達(dá)到近百米的深度。 耙吸式挖泥船是真正把所有挖泥設(shè)備集于一身的挖泥船，它的主要設(shè)備有泥耙、泥泵、閘閥、管道系統(tǒng)和泥艙組成。泥耙主要由耙頭及吸泥管組成，就其安裝的位置不同可分為尾耙、中耙、邊耙和混合耙等四種。耙頭是直接挖土的設(shè)備，由挖泥船上的起落吊架和泥耙起落機(jī)操傱。泥泵是一種低水頭大流量的離心泵，一般每一泥泵只設(shè)一臺泥泵，雙邊耙挖泥船設(shè)兩臺泥泵，泥泵之間必要時可以串聯(lián)。泥艙設(shè)在挖泥船的中前部，其容