绞吸挖泥船环保清淤功能的研发

发布时间：2021-10-20 10:19

　　针对绞吸挖泥船在清淤过程中挖深不足的问题和环保施工的要求,对绞吸挖泥船进行适应性改造,具体为将绞吸挖泥船前端绞刀挖掘设备更换为环保清淤设备,实现了绞吸挖泥船的环保清淤功能。为了增加清淤设备的灵活操作性能,开发了一种新型清淤设备,位于桥架和清淤吸头之间。针对水平悬挂、36 m挖深和40 m挖深3种工况,对清淤设备关键部件进行强度分析。结果表明,关键部件最大应力为84.2 MPa、最大变形为2.5 mm,满足强度和刚度要求,优化后关键部件符合施工要求。 

【文章来源】：水运工程. 2020,(S1)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

改造前的绞吸挖泥船

如图2所示，按照某海底隧道工程的要求，需要清理36 m深度的隧道基槽的淤泥，设计目标定为额定清淤深度36 m和最大清淤深度40 m。根据“滨海型”的现有条件进行改造和设计，将原船桥架前端的绞刀挖掘设备去掉，设计一段新的桥架加长结构，连接清淤吸头。新的桥架加长结构为铰接连接的两段结构，通过两个调节液压缸可以完成清淤吸头的方向调节。新增加的结构与吸头的总长度约19.7 m，在桥架下放45°的情况下，调节吸头角度后，能够满足36 m的清淤深度。设计桥架下放角度最大可达为50°，则最大挖深可以达到40 m，对挖深在40 m以内工程满足施工要求。新设计的桥架前端结构应满足结构强度的要求，能够支撑排泥管的重力，同时还应满足桥架主体结构的承重要求。2 清淤设备结构形式

如图3所示，设计的清淤设备与桥架的端部连接。在清淤设备和桥架之间增加一个关键部件，连接清淤吸头。完整的加长结构是由桥架前段结构与关键部件通过铰点和液压缸连接，关键部件前面再通过法兰连接清淤吸头。在桥架耳轴处设置有角度传感器和液压控制器。当船舶在风浪作用下吸头触底压力增大后，通过液压控制器的作用即可完成角度的调整，从而减小对基槽的破坏。连接用的液压缸的行程为3.5 m，需要的拉力应不小于100 k N。可以通过液压缸的行程来控制清淤吸头的吸泥方向，能够使桥架系统在不同的挖深状态下都始终保持清淤吸头为最佳的竖直方向的清淤角度，满足工程清淤需要。加长结构通过自动化控制实现在不同挖深情况下，自动调整桥架下放角度与清淤吸头角度来实现清淤最佳角度。这种旋转形式的加长段结构设计，不但可以在满足挖深的情况下缩短加长段结构的长度，又能通过两次下放来精确控制挖深和防止吸头触底压力。

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
[1]射流清淤船关键技术研究[D]. 王楠.上海交通大学 2013
[2]绞吸式挖泥船环保清淤刀具的设计与模拟实验研究[D]. 张建专.哈尔滨工程大学 2007



本文编号：3446734