绞吸挖泥船大功率挖岩绞刀的荷载分析

发布时间：2024-05-29 01:52

　　针对绞吸挖泥船在挖岩施工过程中绞刀荷载难以定量确定的问题,建立刀齿的坐标模型,根据施工参数判定刀齿大圈切削状态,利用单齿切削岩石的荷载模型建立绞刀整体的荷载分析模型,计算绞刀在不同转动速度、横移速度、姿态角度和岩层厚度等工况下的横向力、竖向力、纵向力以及绞刀功率情况,每种工况以正刀和反刀两种姿态进行分析。结果表明,无论正刀还是反刀施工,绞刀的转动速度和横移速度都对绞刀的功率消耗产生正相关影响,绞刀的姿态和泥层切削厚度对绞刀荷载的影响最大。

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【部分图文】：

图1绞刀坐标系和刀齿坐标系

坐标系用于准确地描述绞刀齿的位置变化，通过坐标变换的方式得到任意时刻所有刀齿三维坐标。以绞刀齿为研究对象，建立绞刀坐标系oxyz和刀齿坐标系o"-τna(图1)。坐标系o-xyz满足右手直角坐标系，其原点为绞刀大圈上平面和绞刀轴线的交点，x轴沿横移方向(正方向朝右)，y轴沿着竖向....

图2绞刀切削岩石

式中:κi为第i号刀齿的齿型弧度角;θit为第i个刀齿t时刻转过的角度;n为铰刀转速;其他参数同前。用Fτit、Fait和Fnit分别表示被切削岩石对刀齿的作用力，分别为第i个刀齿t时刻在绞刀随动坐标系下n、τ和a轴方向的受力，其表达形式为:

图3反刀-不同转速绞刀各参数曲线

反刀作用下不同转速的绞刀参数曲线如图3所示。不同绞刀转速的绞刀功率均呈现相同的周期性波动，变化趋势一致，绞刀转速越高，绞刀功率越大。绞刀转速为30r?min时，功率范围在3～4MW，峰值达到4.2MW。随着绞刀转速的增加，横向力和竖向力均减小，而纵向力稍有增加。绞刀的3个方....

图5反刀-不同横移速度绞刀功率和横向力曲线

反刀作用下不同横移速度的绞刀功率和横向力曲线如图5所示。不同的绞刀横移速度，绞刀功率均呈现相同的周期性波动，变化趋势一致，绞刀转速越高，绞刀功率消耗越大。绞刀横移速度为10m?min时，功率范围在3.0～4.2MW。而当绞刀的横移速度达到15m?min时，功率范围在3.5～....

本文编号：3983909