【正文】 殊設(shè)計的船體上 ,如 下 圖所示： 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） 6 圖 本船挖掘機(jī)采用整體式上船 ,挖掘機(jī)可自岸邊自行上船 ,并通過索具與船舶有效固定 ,以保證使用安全 ,具體方式如圖 所示。 由于挖泥船整體設(shè)計的工作量較大，一個人很難獨立完成，所以我畢業(yè)設(shè)計 的課題主要是此次挖泥船液壓系統(tǒng)的設(shè)計?？紤]到 此次設(shè)計的挖泥船用于烏梁素海的湖泊中進(jìn)行挖泥， 由于烏梁素海的環(huán)境條件以及經(jīng)濟(jì)條件等原因，挖泥工作所需的船舶適合設(shè)計為結(jié)構(gòu)簡單的、價格低廉的、能夠基本完成各項挖泥工作的船舶。 不少濱海城市填海造地建設(shè)新城區(qū) ， 這些都給疏浚吹填行業(yè)提供了廣闊市場和發(fā) 展機(jī)會 ， 使得我國疏浚行業(yè)進(jìn)入前所未有的 黃金時期 。多年來從國外整船引進(jìn)挖泥船，雖可以較快地裝備，迅速提高國內(nèi)挖泥船裝備水平并投入使用，然而這種引進(jìn)基本是一種單一的設(shè)備選型，而挖 泥船原則上屬于非標(biāo)設(shè)備，對適用型、用戶型、尤其是對專用型挖泥船，更好的方式是中外高層次的國際合作，強(qiáng)強(qiáng)結(jié)合，共同依據(jù)中國國情工況開發(fā)研設(shè)創(chuàng)新適用設(shè)備及相應(yīng)的施工運(yùn)用技術(shù)，不僅能提高挖泥船的實用性和適用性，同時在拉動國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的同時，推動提高中國挖泥船及施工設(shè)備的設(shè)計技術(shù)水平、中國船舶工業(yè)相關(guān)配套業(yè)制造水平和疏浚施工技術(shù)水平。水電十三局為完成北京六海清淤任務(wù) ,于1998 年將 2 艘海貍 600 型絞吸式挖泥船調(diào)回國內(nèi)投入施工 ； 隨后又根據(jù)環(huán)保工程的需要 ,新購和自制了 3條海貍 1200 型絞吸式挖泥船 ,并從荷蘭 IHC 公司引進(jìn)了環(huán)保絞刀頭用于環(huán)保疏浚施工。 上世紀(jì) 90 年以來 ,以城鄉(xiāng)河、湖水資源治理為目的的環(huán)保疏浚工程蓬勃興起 ,各級政府紛紛投入巨資對重點水污染區(qū)域進(jìn)行綜合治理 ,如北京的六海、安徽的巢湖、江浙的太湖、昆明的滇池等 ,從而促進(jìn)了我國對環(huán)保挖泥船和環(huán)保疏浚技內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） 4 術(shù)的研究。珠江流域和河口地區(qū)歷史上河道疏浚的文獻(xiàn)記載較少 ,改革開放以來 ,珠江口各航道進(jìn)行了多次疏挖和治理 。 1993 年太湖治理工程上馬 ,水電十三工程局、浙江省疏浚處等多家疏浚企業(yè)自籌資金再次從荷蘭等國進(jìn)口了多艘海貍 3800 型、海貍 1600 型、海貍 750 型等大中型絞吸、斗輪挖泥船 ,集中用于太湖入海水道的治理工程。此后沿江各省疏浚工程處和船隊陸續(xù)引進(jìn)了一批中小型挖泥船 ,大大增強(qiáng)了沿江疏浚與吹填固堤的能力。 長江各險工段的江堤解放后陸續(xù)進(jìn)行了整修 ,但每到汛期 ,險情仍頻頻發(fā)生。 1996 年黃河中游的三門峽庫區(qū)潼關(guān)河段開展了機(jī)械射流清淤試驗工程 ,通過 5 年多的持續(xù)試驗 ,取得了一定的成效。與此同時 ,河南、山東、江蘇、浙江內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） 3 等一些省市也陸續(xù)成立了機(jī)械疏浚隊伍 ,對淤積嚴(yán)重河道和湖泊開始進(jìn)行初步治理 ,從而也帶動了我國挖泥船等工程船舶制 造業(yè)的發(fā)展。這是新中國成立以來首個大規(guī)模的河道整治 與疏浚工程。 水利疏浚業(yè)在解放后也得到較快的發(fā)展 ,安徽、湖南、黑龍江等省率先成立了河道疏浚處 ,分別對淮河、洞庭湖入湖支流、黑龍江支流等進(jìn)行的初步治理和疏浚。同時在日本建造了 46 艘不同類型的挖泥船、打樁船、起重船 ,在較短時期內(nèi)使得我國沿海港口碼頭和長江等內(nèi)河航道的疏浚能力得到顯著提高。 新中國成立后 ,我國的港航疏浚業(yè)得到了快速發(fā)展 , 1953 年成立交通部航務(wù)工程總局疏浚公司 ,這是新中國成立后 第一個全國性的專業(yè)疏浚公司 ,負(fù)責(zé)全國港口航道和水利工程的疏浚。光緒十五年 (1889 年 ),山東巡撫訂購了 2條法國制造的 “ 鐵管挖泥船 ” ,雖然試挖沒有成功 ,卻開了黃河流域采用機(jī)械挖泥船的先例。宋神宗熙寧六年 (1073 年 )朝廷設(shè)置“疏浚黃河司” ,才正式有了黃河疏浚的文獻(xiàn)記載 ,發(fā)明了 “ 鐵龍爪 ” 、 “ 浚川耙 ” 等河道疏浚工具對黃河進(jìn)行治理 。 全套圖紙，加 153893706 我國河道疏浚歷史已有千余年的記載 ,相傳大禹治水就把疏導(dǎo)作為治河的重要措施 ,曾有“鯀治水以障之 ,禹治水以行之”的傳說 。根據(jù)我國河流的淤泥量大，且多為水下方，清淤工作必須用挖泥船來完成 。清淤疏浚是提高江、河、湖、庫防洪及通航能力行之有效的工程措施。 隨著社會發(fā)展，我國越來越多的河流遭受嚴(yán)重污染，環(huán)境惡化導(dǎo)致河道 泥沙淤積嚴(yán)重。內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） 1 第一章 緒論 河道是人類賴以生存和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的最基本要素，與我們的生產(chǎn)、生活休戚相關(guān)，具有不可替代的防洪、行洪、排澇、引水、灌溉、供水、凈化污水和保持生態(tài)平衡等綜合功能。河道的疏浚整治工作是有效恢復(fù)河道功能、改善水生態(tài)環(huán)境、加快建設(shè)社會主義新農(nóng)村的重大舉措。 我國江河湖庫眾多，泥沙淤積嚴(yán)重。解決江河湖庫泥沙淤泥的有效方法是使用挖泥船對現(xiàn)有河道進(jìn)行疏浚清淤 。 我 國江河湖汊眾多，海域遼闊，且南方多水北方少水，因此水利、河道、航道及海域施工量大，疏浚吹填施工中各類挖泥船均有應(yīng)用，挖泥船作為用于水利清淤、河道治理、航道疏浚、環(huán)保清污、水域吹填、島嶼建設(shè)及市政建設(shè)等水下開挖輸送施工、水域工程的外科手術(shù)式治理的主要設(shè)備，具有廣闊的市場。秦漢時期也有利用疏浚、內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） 2 筑堤等措施用以行洪排澇的記載。隨后的元、明 、清歷代都有關(guān)于黃河疏浚的完整記載 ,采用的疏浚工具比較典型的有 “ 撩清夫 ” 、 “ 混江龍 ” 、 “ 鐵掃帚 ” 、“翻泥車”、 “ 九齒耙 ” 、 “ 空心锨 ” 等。 我國近代河道疏浚業(yè)的發(fā)展應(yīng)起源于 19 世紀(jì)末到建國前夕 ,由于戰(zhàn)亂 ,河道疏浚與整治的文獻(xiàn)報道少 ,只有上海黃浦江及其支流上有挖泥船疏浚航道的記載。 1973 年 ,周總理作出 “ 三年改變港口面貌 ” 的指示 ,國家交通部投入巨資在荷蘭、日本建造各種類型的大型挖泥船 ,先后兩次從荷蘭IHC 公司進(jìn)口 39艘大中型現(xiàn)代挖泥船 ,包括大型絞吸船 16艘、大中型耙吸船 14艘 。據(jù)有關(guān)資料報告 ,經(jīng)過 30 多年的發(fā)展 ,中港集團(tuán)四大航道局擁有各種類挖泥船和輔助船舶430 余艘 ,整個交通航道系統(tǒng)的年疏浚能力達(dá) 到 2. 45 億 3m 左右。 1962 年根據(jù)中央“一定要根治海河”的部署 ,水利電力部抽調(diào)部分水電建設(shè)的骨干力量組建了馬頰河工程局和衛(wèi)河工程局 (現(xiàn)在水電十三局的前身 ),從1963年開始這支水利專業(yè)化機(jī)械疏浚隊伍在馬頰河 150 多 km的河道上進(jìn)行了持續(xù)數(shù)年的疏浚會戰(zhàn) ,當(dāng)時投入不少疏浚設(shè)備。 70 年代后 ,水電十三局一部分南下進(jìn)入淮河流域南四湖、洪澤湖 ,從事南四湖東股引河、西股引河、洪澤湖入海水道的開挖疏浚 ； 另一部分北上承擔(dān)了海河流域永定河、薊運(yùn)河、潮白河、北運(yùn)河以及雙龍河的疏浚任務(wù) ,曾創(chuàng)造了 2 條 350 3m /h挖泥船日產(chǎn) 3萬 3m 的歷史最好記錄。 黃河下游從上世紀(jì) 70年代就開始采用簡易吸泥船進(jìn)行淤背固堤試驗 ； 80年代 ,又開展了黃河河口綜合治理的研究 ,包括挖除河道內(nèi)中心灘、拖淤降低河床、打通攔門沙和修建導(dǎo)流堤等措施 ,取得了較好的效果 ； 90 年代初國家重點科技攻關(guān)項目 “ 黃河治理與水資源開發(fā)利用 ” 對黃河下游艾山以下河道機(jī)淤抽沙淤背淤灘的效果進(jìn)行了綜合分析與總結(jié)。 20 世紀(jì)末到本世紀(jì)初 ,山東黃河河務(wù)局再次在河口段組織實施了挖河疏浚、淤背固堤工程 ,并開展了相關(guān)技術(shù)研究 ,取得了較為豐富的經(jīng)驗。1978 年水利部適時從荷蘭 IHC 公司引進(jìn)了 4 艘 4600 型大型絞吸式挖泥船 ,分別由水電十三局和湖北省水利船隊管理 ,重點用于荊江、同馬和無為大堤險工段江堤的吹填加固工程 ,取得明顯效果。上世紀(jì) 90 年代 ,湖南省在國家支持下 ,先后從荷蘭引進(jìn) 8 艘大中型絞吸式挖泥船 ,同時還在國內(nèi)建造和自制了 50 多條中小型挖泥船 ,重點用于洞庭湖的清淤及環(huán)湖各河道的疏浚。 1999 年啟動的“百船工程”又先后為全國各有關(guān)省、市水利系統(tǒng)提供了 53 艘不同型號和類別絞吸式挖泥船 ,從而進(jìn)一步提高了各省市水利疏浚隊伍的疏浚能力。 2021 年再次對橫門 北汊、磨刀門主干道及洪奇門水道等水域進(jìn)行大規(guī)模全面整治 ,工程中采用 河道疏浚、導(dǎo)堤修筑及拆除外圍堰等措施 ,大大改善了河口地區(qū)水道的暢通 ,取得良好的工程效果。水電十三局、安徽疏?？偣尽⒑纤杩９?、浙江水利疏浚公司等多家疏浚企業(yè)先后引進(jìn)或研制了帶有環(huán)保絞刀頭的環(huán)保型挖泥船 ,對太湖流域的部 分地段實施了環(huán)保疏浚工程。 目前中國的改革開放趨于成熟，經(jīng)濟(jì)保持穩(wěn)定增長，投資環(huán)境繼續(xù)改善，中國已進(jìn)入 WTO，中國的技術(shù)經(jīng)濟(jì)合作國際化，船舶工業(yè)和疏浚施工勢必進(jìn)一步開放。 近年來由于國家對外貿(mào)易快速增長 ， 對港口航道等水上基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)投資不斷增加；沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展 ， 城市規(guī)模不斷擴(kuò)大 。 以上是挖泥船在我國疏浚業(yè)廣泛應(yīng)用的事例。故該挖泥船擬采用結(jié)構(gòu)簡單的抓斗式液壓挖泥船，抓斗采用支架支撐， 抓斗的上升過程、下降過程、抓斗的張合控制，以及放泥箱的排放淤泥運(yùn)動等 都用液壓驅(qū)動控制 。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） 5 第二章方案選擇 由于所設(shè)計的抓斗式挖泥船用于烏梁 素 海的湖泊中進(jìn)行挖泥作業(yè)，液壓系統(tǒng)包括抓斗的上升和下降過程，抓斗的張合控制，以及挖泥船放泥箱的排放淤泥運(yùn)動等。挖掘機(jī)上船前 ,船舶應(yīng)?？看a頭 ,并用系船索將船舶與碼頭有效系結(jié) ,船頭應(yīng)與碼頭基本平齊 ,否則應(yīng)采用挖掘機(jī)鏟斗壓船頭挖掘機(jī)上船過程中 ,船頭下沉?xí)r應(yīng)及時通過適當(dāng)加尾壓載水以調(diào)整縱傾。值得注意的事，這兩個輔助液壓缸在工作過程中一定要同步， 否則挖泥船的效率將受到影響，并且挖泥不能保證裝滿抓斗。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） 7 綜合比較以上兩種方案可知，方案一 為 船與挖掘機(jī)的組合，屬于一種新型的多功能挖泥船，它既能挖泥又能充當(dāng)運(yùn)輸船使用，但不言而喻，這種多功能挖泥船造價高維護(hù)費用昂貴。考慮 到烏梁 素 海的經(jīng)濟(jì)條件以及湖內(nèi)淤泥量不是很大等因素，決定采用方案二 設(shè)計挖泥船及其液壓系統(tǒng)。 執(zhí)行 此方案需要三個液壓缸和一個液壓馬達(dá)配合工作來完成一個循環(huán)作業(yè)， 其中一個主液壓缸固定在支架上，其作用為控制抓斗的上下運(yùn)動將抓斗送至水下工作面；另外兩個液壓缸為輔助液壓缸，其作用為控制抓斗的張合，當(dāng)主液壓缸將抓斗送到水下工作面時兩個輔助液壓缸開始工作，控制抓斗挖泥。液壓馬達(dá)的主要作用是通過帶動卷筒轉(zhuǎn)動，從而控制放泥箱的排放淤泥 運(yùn)動。 平衡回路 為了防止豎直放置的主液壓缸在抓斗自重作用下超速下降，即在下行運(yùn)動中由于速度超過液壓泵供油所能達(dá)到的速度而使工作腔中出現(xiàn)真空，并使其在任意位置上鎖緊，故需要設(shè)置平衡回路。當(dāng)換向閥切換到左位時液壓缸 3的活塞向下運(yùn)動，缸下 腔 的油液經(jīng)平衡閥 2中的順序閥流回油箱。在下行工況時，限速作用由平衡閥所形成的節(jié)流縫隙來實現(xiàn)。 三位四通換向閥 3切換至左位時回油路上的單向節(jié)流閥 4 處與調(diào)速狀態(tài)。換向閥處于中位時液壓缸進(jìn)出口被封死活塞可停止運(yùn)動。方案二適合于功率不大或功率雖然較大但工作不頻繁的油路中， 一般常用于貨輪艙口蓋的啟用，裝載機(jī)的升降、電梯及升降平臺的升降等液壓系統(tǒng)中。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書（畢業(yè)論文） 10 同步回路 同步回路是實現(xiàn)多個執(zhí)行元件同步運(yùn)動的 回路 ，由于控制抓斗開合的兩個輔助液壓缸必須同步工作 ， 故系統(tǒng)需要設(shè)置同步回路。在各液壓缸的回油路上裝單向節(jié)流閥，調(diào)節(jié)節(jié)流閥的流量以達(dá)到近似的速度同步。 方案二：如圖 所示，為用分流集流閥即同步伐的同步回路?；芈分袉蜗蚬?jié)流閥用 來控制活塞的下降速度，液控單向閥是防止活塞停止時因兩缸負(fù)載不同而通過分流集流閥內(nèi)節(jié)流孔竄油。方案二，分流集流閥使兩液壓缸在承受不同負(fù)載時仍能獲得相等的流量而實現(xiàn)同步，其液壓系統(tǒng)也比較簡單。 保壓 泄壓 回路 保壓回路的功用是在液壓執(zhí)行器停止工作或僅有工件變形所產(chǎn)生微小位移的情況下，使系統(tǒng)壓力基本保持不變。 由于抓斗在工作過程要受到湖泊中泥沙的反作用力，故而控制抓斗開合的兩輔助液壓缸需要保壓。而通常只要系統(tǒng)有保壓回路就應(yīng)設(shè)置 泄壓 回路。當(dāng)電磁鐵2YT 通電使換向 閥 3切換至右位，液壓缸 6上腔壓力上升到電接點壓力表 5的上限值時， 壓力表高壓觸點通電視電磁鐵 2YT 斷電，換向閥復(fù)至中位，液壓泵經(jīng)閥2的 M型中位卸荷，液壓缸由液控單向閥 4保壓。 泄壓 時由帶有卸載閥芯的復(fù)式液控單向閥 4 完成。 泄壓 壓力和回程壓力 ，均由順序閥控制。當(dāng)上腔壓力降低至低于順序閥 5的調(diào)定壓力（一般調(diào)至 2～ 4MPa），順序閥 5 關(guān)閉，切斷了泵的低壓循環(huán)，泵 1