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一MashhourE3.1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。25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30m,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帶來障礙。某些大

2、型絞吸式挖泥船為減少被T住帕勺危險(xiǎn)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(diǎn)移動(dòng)到另一工作點(diǎn)。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(shí)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。w圖3-2SimonStevin號(hào)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。這艘絞吸式挖泥船裝有液壓絞刀頭并被用于疏

3、浚泥沙和巖石。其輸泥管直徑為500mm,泥泵葉片直徑為1.8m。其設(shè)計(jì)的主要缺點(diǎn)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(hào)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1.95m,橫梁長12m,在當(dāng)時(shí)是最大的絞吸式挖泥船。Beta號(hào)具有兩個(gè)獨(dú)立的泥泵并配有直徑為850mm的吸泥管，每個(gè)吸泥管分為三段直徑為500mm的管子。在每個(gè)管口處垂直安裝了一個(gè)直徑為1500mm的絞刀頭。絞刀頭轉(zhuǎn)數(shù)為12r/min,如圖3-4。I田IClihcihtid圖3-4Beta號(hào)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，絞刀頭被換成水激器。當(dāng)時(shí)此

4、方法在絞吸式挖泥船設(shè)計(jì)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(shí)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(shí)是由纜繩定位的，而不是定位樁定位）。圖3-5RAM號(hào)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(dòng)器和吸泥管都置于其上。對于中小型絞吸式挖泥船，一般采用A型支架，而對于大型絞吸式挖泥船，一

5、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(gè)或多個(gè)泥泵，其中一個(gè)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(dòng)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(dòng)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板上的絞盤（靠近挖泥一側(cè)的絞盤）連接。

6、放松絞盤保證兩邊纜繩的準(zhǔn)確張力，這在挖掘堅(jiān)硬巖石時(shí)尤為重要。1 .絞刀頭的旋轉(zhuǎn)方向相對于其橫移運(yùn)動(dòng)的方向有時(shí)相同，有時(shí)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(dòng)船體運(yùn)動(dòng)，因此其橫移作用力要小于第二種情況。當(dāng)絞刀頭運(yùn)動(dòng)方向與挖泥船橫移方向一致時(shí)，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(dòng)快于絞盤拉拽速度時(shí)，拉拽絞盤的纜繩將被絞刀頭卷起并剪斷，這是非常危險(xiǎn)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，所需的橫移力越小;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(dòng)一次絞刀支臂，挖泥厚度由絞刀頭直徑及土壤類型決定。

7、當(dāng)一次擺動(dòng)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(dòng)。如前所述，絞吸式挖泥船是以定位樁/工作樁為固定支點(diǎn)做圓弧形擺動(dòng)。大多數(shù)絞吸式挖泥船的定位樁放置在可移動(dòng)鋼樁臺(tái)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(tái)車?yán)靡簤焊卓梢苿?dòng)4-6m的距離。因?yàn)殇摌读⒂诤哟采希ㄟ^向船齷方向推動(dòng)鋼樁臺(tái)車即可推動(dòng)絞吸式挖泥船向前移動(dòng)。絞刀頭的尺寸和土壤硬度決定了鋼樁臺(tái)車移動(dòng)的步長。鋼樁臺(tái)車每移動(dòng)一步，在每次沿弧形擺動(dòng)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3-7所支臂每向前一步，絞刀頭以定位樁為中心繪出一個(gè)同心圓弧，其半徑隨步長的增加而

8、增加，如圖示。如果鋼樁臺(tái)車液壓缸已移到盡頭，則必須要移動(dòng)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(dòng)鋼樁臺(tái)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(gè)同心圓弧。WnrhpudinLiiTiipe3.2設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)絞吸式挖泥船時(shí),重要的設(shè)計(jì)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(jiān)硬巖石。土壤類型對絞吸式挖泥船的設(shè)計(jì)和建造有很大影響。當(dāng)挖掘巖石時(shí)會(huì)產(chǎn)生相當(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，

9、或由平底船和定位樁克服。絞吸式挖泥船的設(shè)計(jì)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(xiàng)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(jì)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(jì)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(jì)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，10Mpa巖石型絞吸式挖泥船的生產(chǎn)量是100m3/hr。生產(chǎn)量的單位被定義為m3/星期，/小時(shí)或/秒是很重要的。時(shí)間單位選擇的越小，生

10、產(chǎn)量的值越大。（因此長期平均生產(chǎn)量較?。．?dāng)根據(jù)挖掘指定的土壤類型所需生產(chǎn)量已知時(shí)，則更需關(guān)注絞刀頭切削產(chǎn)量。因?yàn)椴皇撬斜磺邢鞯耐寥蓝寄芡ㄟ^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20T0%。決定絞吸式挖泥船生產(chǎn)量時(shí)必須考慮這個(gè)因素。如上所述，時(shí)間單位較小時(shí)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(shí)產(chǎn)量通常是最高的。在切削邊角時(shí)，主要由絞刀支臂或鋼樁臺(tái)車操縱，切削產(chǎn)量較低甚至為0,在實(shí)踐中，將導(dǎo)致當(dāng)切削產(chǎn)量單位為m3/sec時(shí)的值比以m3/h為單位時(shí)的值高20-30%。為提高實(shí)用性，絞吸式挖泥船設(shè)計(jì)用于挖掘巖石時(shí)，應(yīng)同樣適于挖掘其它類型的

11、土壤。這意味著，被設(shè)計(jì)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(jì)絞吸式挖泥船時(shí)，需考慮最大和最小挖泥深度，因?yàn)檫@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(shí)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(gè)重要的設(shè)計(jì)參數(shù)。因?yàn)樵诮g吸式挖泥船中，平底船和定位樁將絞刀頭挖掘土壤時(shí)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，不僅船體變得更大更寬（為了提高船體的穩(wěn)定性），因此船體結(jié)構(gòu)會(huì)更重。此外挖泥深度對絞刀支臂

12、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(gè)水下泵會(huì)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(shí)，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(gè)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

13、結(jié)構(gòu)決定。很明顯即使在最小挖泥深度施工時(shí)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(jì)必須適合阻止泥土從底部進(jìn)入。BS32E-HKH3EEflEmGbttarviiHrM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(shí)，則必須選擇合適的絞刀支臂形狀，否則會(huì)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50,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(shí)獲得更高的吸入率，絞刀頭的軸線應(yīng)與水平線間存在一傾

14、斜角度。絞刀頭的挖掘量由斜坡傾斜度0和絞刀支臂角。之和（9+融定。圖3-11斜坡傾斜度和絞刀支臂角之和。+徉900時(shí)，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。c>rtcrt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船腦倒角的平底船圖3-14切削寬度的計(jì)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)邊絞盤的

15、工作效率，最大橫移角度應(yīng)限制在45o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?yàn)榍邢鲗挾容^大時(shí)，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(shí)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(jì)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，隨著泥土混合物濃度的升高，則

16、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?yàn)檫\(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(shí)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3-15MarcoPolo號(hào)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(shí)需考慮的因素是在駁船裝載時(shí)僅此泥泵在工作。管道系統(tǒng)和閥門的設(shè)計(jì)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的水下泵輸泥。在卸

17、料和輸泥時(shí)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25-30bar。六、挖泥裝置設(shè)計(jì)挖泥裝置時(shí)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(dòng)9. 水泵、10. 定位樁系統(tǒng)1.切削功率切削功率由設(shè)計(jì)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，因止匕:所以切削功率為:N/m2(3-1)W(3-2）當(dāng)切削土壤時(shí)切削力基本不是常數(shù)，所以使用了切削力比平均切削力大2倍。-平均切削力懷口-最大切削力帕勺概念。切削巖石的最大以下為可用的經(jīng)驗(yàn)值:巖

18、石；取決于切削過程是塑性切削還是拉力切削”=1.25-1.5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(jì)算時(shí)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(shí)通常使用的額定轉(zhuǎn)數(shù)是30轉(zhuǎn)/分鐘。因?yàn)殡S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(jì)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(huì)大量增加。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.船艄

19、側(cè)邊絞盤功率.&RER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3人一定時(shí)，朋7,和KR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?yàn)橥ㄟ^絞刀頭軸線時(shí)切削力水平分量的方向是變化的。水平分力6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:2開網(wǎng)凡K£6(f二k瓷及I(3-3)其中，。=切削功率KWP=橫移功率KW4=切向力N耳=橫移力NA=轉(zhuǎn)速r/min4=絞刀半徑m，=橫移速度m/s若絞

20、吸式挖泥船絞刀頭半徑為1m,橫移速度為20m/min(0.333m/s)，切削速度為30r/min,下式給出了功率間的關(guān)系：E)mR.30n1=9.4耳30Vl300,333(3-4)當(dāng)絞刀頭半徑為0.5m時(shí)，功率的關(guān)系表達(dá)式為:此E)mRf30-jt0.5_L=_J_=_47(3-5)耳30Vl300,333這里假設(shè)兩種絞刀頭相對切削厚度3R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(dòng)力，橫移速度不等于側(cè)絞盤速度。gCOS支4&#

21、39;N因此側(cè)絞盤功率為：.(3-6)口口焉一圖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挖泥船橫移所須功率取決于絞刀支臂的角度aa,見圖3-18o挖泥船的橫移力矩為:(3-7)另外，挖泥船橫移所須功率也取決于絞刀支臂的角度此=耳.冬-叫.疝a*平是定位樁與工作點(diǎn)£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(3-8)v%作用在絞刀支臂上側(cè)絞盤滑輪處，相對帶速勺與側(cè)絞盤滑輪在橫移方向上的速度F之比等于:(3-9)切削巖石時(shí)最大帶速是2025m/min。切削沙礫時(shí)為3035m/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

22、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 .絞刀支臂絞車功率10若絞吸式挖泥船完全自動(dòng)化在挖掘斜坡時(shí)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(shí)，生產(chǎn)量會(huì)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m/min。5 .驅(qū)動(dòng)器指絞刀頭，側(cè)絞盤和支臂絞盤的驅(qū)動(dòng)器?？蔀殡妱?dòng)驅(qū)動(dòng)或液壓驅(qū)動(dòng)。以前支臂絞盤和側(cè)絞盤常組合一體并使用一個(gè)驅(qū)動(dòng)器，這使得同時(shí)地操縱支臂絞盤和側(cè)絞

23、盤不可能實(shí)現(xiàn)。對于液壓系統(tǒng)，各種驅(qū)動(dòng)器能作用在同一液壓油路上，因此不能同時(shí)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。1）絞刀頭驅(qū)動(dòng)器絞刀頭驅(qū)動(dòng)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(shí)，驅(qū)動(dòng)器和變速箱在水上,第二種情況時(shí)它們可置于水下盒子里。如果絞刀頭驅(qū)動(dòng)器安裝在絞鏈邊上，因?yàn)楦咿D(zhuǎn)矩軸必須長且重，長軸需安裝幾個(gè)支臂軸承。當(dāng)驅(qū)動(dòng)器安裝在絞刀頭附近時(shí)，改變絞刀頭角度方向很自由，特別是在淺水中挖掘時(shí)。選擇液壓或電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器主要取決于平均載荷和最大載荷間的關(guān)系。電動(dòng)驅(qū)動(dòng)特別適合驅(qū)動(dòng)絞刀頭，因?yàn)樗苓^載150%而不停轉(zhuǎn)。這可能是因?yàn)榭焖傩D(zhuǎn)的電

24、動(dòng)機(jī)有相當(dāng)大的旋轉(zhuǎn)能量。因此飛輪效應(yīng)就會(huì)產(chǎn)生。長傳動(dòng)軸也是一個(gè)影響因素。液壓驅(qū)動(dòng)時(shí)扭矩取決于液壓缸容積（或活塞位移）、發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)量和系統(tǒng)壓力。當(dāng)過載出現(xiàn)時(shí)，安全閥可限制運(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%o液壓驅(qū)動(dòng)的優(yōu)勢在于其防水性和不需變速箱即可直接驅(qū)動(dòng)絞刀頭。通常幾個(gè)液壓驅(qū)動(dòng)器同時(shí)為絞刀頭提供所需動(dòng)力。2）側(cè)絞盤驅(qū)動(dòng)器同樣，側(cè)絞盤驅(qū)動(dòng)器也可為液壓的或電動(dòng)的。其選擇理由與絞刀頭驅(qū)動(dòng)器相同。沒有必要當(dāng)絞刀頭驅(qū)動(dòng)器是電動(dòng)驅(qū)動(dòng)時(shí)側(cè)絞盤驅(qū)動(dòng)也必須為電動(dòng)驅(qū)動(dòng)。側(cè)絞盤所需驅(qū)動(dòng)功率大概比絞刀頭所需驅(qū)動(dòng)功率小10%,另外，標(biāo)準(zhǔn)及價(jià)格就是需參考的因素了。3）絞刀支臂驅(qū)動(dòng)器因?yàn)榻g刀頭可

25、達(dá)到的深度是由支臂絞盤設(shè)定的，所以其驅(qū)動(dòng)器必須易于調(diào)節(jié)，且當(dāng)支臂驅(qū)動(dòng)器不工作時(shí)也應(yīng)不易滑脫。后者在使用液壓驅(qū)動(dòng)器液壓油發(fā)生泄露時(shí)經(jīng)常發(fā)生，導(dǎo)致切削深度及挖泥操作發(fā)生改變。為防止這種滑脫現(xiàn)象，絞盤必須裝配一個(gè)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。P=Q2因?yàn)椋?一.(3-10)其中：P=產(chǎn)量m3/sQ=流速m3/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(dòng)以確定最小流量。因此：%尸&提2g(S*-D口(3-ii)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

26、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(dòng)水下泵常由電動(dòng)驅(qū)動(dòng)。如果必須使用駁船裝載，那么這個(gè)電動(dòng)驅(qū)動(dòng)器應(yīng)為可調(diào)式的。當(dāng)轉(zhuǎn)速不變時(shí)，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(dòng)器很適合泥泵。選擇一個(gè)或兩個(gè)泥泵取決于設(shè)計(jì)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(gè)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(shí)，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(gè)或兩個(gè)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(jì)非常重要。定位樁

27、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(tái)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(tái)車系統(tǒng)是首選。在鋼樁臺(tái)車系統(tǒng)中，工作樁置于臺(tái)車上且在液壓缸的幫助下能伸長4-6m距離，如圖3-19o圖3-19絞吸式挖泥船鋼樁臺(tái)車系統(tǒng)每輪切削的初始位置是在將鋼樁臺(tái)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(tái)車抵達(dá)液壓缸一個(gè)沖程時(shí)結(jié)束。臺(tái)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(tái)車向后移動(dòng)，最后鋼樁再次更換。當(dāng)使用固定鋼樁時(shí)，工作鋼樁和輔助鋼樁同時(shí)固定在船齷。每輪切削步進(jìn)或開始時(shí)，通過控制挖泥船從中心線

28、扭動(dòng)一個(gè)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(shí)的中心線對稱擺動(dòng)。很明顯使用固定樁步進(jìn)所需的時(shí)間比鋼樁臺(tái)車所需的時(shí)間長很多。下面以利用固定鋼樁系統(tǒng)和鋼樁臺(tái)車系統(tǒng)步進(jìn)所需有效挖掘時(shí)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(jì)算的邊界條件:切削寬度B橫移速度四步長S鋼樁臺(tái)車長度L切削屋致虞血75m15m/min時(shí)間；Q鋼樁臺(tái)車行進(jìn)2分鐘一換班2分鐘：改變橫移方向一固定鋼樁和領(lǐng)米回用距離固定鋼樁間的距離80融1om-包括支臂升降時(shí)間45秒.1)固定鋼樁系統(tǒng)每輪換樁凈橫移時(shí)間nlB/Vh=n75/15=5n卜分鐘抬升+下降支臂：(n+1)=2n?(nl+1)分鐘無挖掘橫移

29、75/15=5n分鐘換樁=22n分鐘總計(jì)=n(6.5n1+10.5)分鐘=6.5nnl+10.5n分鐘效率=5nnl/(6.5nnl+10.5n)2)鋼樁臺(tái)車系統(tǒng)步進(jìn)數(shù)n=5/1=5分鐘凈橫移時(shí)間nnlB/Vh=nnl75/15=5nnl分鐘步進(jìn)+抬升絞刀支臂n(nl+1)?=2?-nnl分鐘鋼樁臺(tái)車移動(dòng)=2分鐘換樁=2分鐘總計(jì)=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(tái)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(tái)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

30、提到的設(shè)計(jì)參數(shù)與船體穩(wěn)定性和強(qiáng)度的需求關(guān)系來設(shè)計(jì)。引擎室，泵站和機(jī)械控制室（有時(shí)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(shí)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3-200泵站直接在船前開襠后；其后是引擎室。燃料和壓載箱置于平底船船頭和船尾開襠的側(cè)邊。儲(chǔ)藏室位于平底船前開襠的兩邊。液壓驅(qū)動(dòng)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(tái)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(jì)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。

31、推進(jìn)機(jī)械置于絞刀支臂末端（金牛星座I號(hào)，-馬可波羅得，也芬奇I號(hào)絞吸式挖泥船）或置于鋼樁尾部（殳熊星座I號(hào)，噢蘭I號(hào)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(shí)是相同的。此外推進(jìn)器由主機(jī)直接驅(qū)動(dòng)。這在第一種情況下是不可能的，所以驅(qū)動(dòng)器由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。祥見設(shè)計(jì)說明。中、小型絞吸式挖泥船（3500kW）常被用于鋪設(shè)路基。為到挖沙區(qū)時(shí)陸上運(yùn)輸允許超載，這些挖泥船建成可拆卸式的。因?yàn)閺?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(gè)整體。當(dāng)設(shè)計(jì)成可拆卸式挖泥船時(shí)，必須考慮到挖泥船由公路或水路運(yùn)輸?shù)牟考Ｔ诘谝环N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

32、挖泥船的平底船可由40X20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彩侨绱耍谜竞鸵媸乙磺耙缓?，壓載箱和儲(chǔ)物室在平底船側(cè)。對于帶泥艙的挖泥船，整個(gè)船體建于泥艙外。在這種情況下泥泵和發(fā)動(dòng)機(jī)常置于甲板上的小室中。圖3-20絞吸式挖泥船總體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(dòng)說客網(wǎng)易微博開心001天涯MSN青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(shí)，耙吸

33、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。然后開到卸泥區(qū)去卸泥。耙吸式挖泥船機(jī)動(dòng)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(tái)排量為3000M3/小時(shí)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)操儂。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(tái)泥泵，雙邊耙挖泥船設(shè)兩臺(tái)泥泵，泥泵之間必