【正文】 節(jié) 擬定液壓系統(tǒng)原理圖 17第四節(jié) 選擇液壓元件 17第五節(jié) 液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算 23結(jié) 論 26參 考 文 獻(xiàn) 27致 謝 28附 錄 29緒 論第一節(jié) 疏浚工程及絞吸式挖泥船的重要性及意義一、疏浚工程疏浚工程是應(yīng)用水力或機(jī)械的方法，挖掘水下的土石方并進(jìn)行輸移處理的工程稱為疏浚工程?，F(xiàn)今機(jī)械方式通常使用挖泥船。疏浚工程對(duì)人類(lèi)社會(huì)進(jìn)步、環(huán)境改善及經(jīng)濟(jì)發(fā)展的作用非常重大。疏浚土歷來(lái)主要是采取廢棄或傾倒于工程附近水域的方式進(jìn)行處理的。疏浚工程還擴(kuò)展到開(kāi)挖河底或海底開(kāi)槽以埋設(shè)過(guò)河或跨海管道(水管、油管、輸電電纜、通訊電纜等)；挖除水下軟土置換承載能力強(qiáng)的沙、石作水工建筑物基礎(chǔ)；吹沙養(yǎng)護(hù)海灘等等。 　　由此可見(jiàn)，疏浚工程對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，特別是對(duì)水上交通、水利防洪、工業(yè)發(fā)展和城市建設(shè)、海上能源產(chǎn)業(yè)等的作用是很重大的，是必不可少的二、絞吸式挖泥船（一）絞吸式挖泥船具有良好的性能 　　(1)絞吸式挖泥船用途廣泛，可以在江河湖海中作業(yè)，用以清淤，航道挖掘，吹填造地。 　　(2)絞吸式挖泥船工作效率高，產(chǎn)量大，泵距遠(yuǎn)。 　　(3)絞吸式挖泥船操作簡(jiǎn)單，易于控制。挖泥船的步進(jìn)是由兩根樁交替運(yùn)動(dòng)，邁步向前。中小型挖泥船多為無(wú)自航系統(tǒng)，靠拖船拖行。 　　(5)絞吸式挖泥船經(jīng)濟(jì)性好。相對(duì)工程成本較低。隨著我國(guó)沿海航道疏浚、吹填、港口工程規(guī)模的擴(kuò)大，挖泥船日趨大型化，并且變得越來(lái)越先進(jìn)。開(kāi)發(fā)國(guó)產(chǎn)新型挖泥船就顯得十分迫切。但它系統(tǒng)復(fù)雜、技術(shù)含量高，存在大量的設(shè)計(jì)關(guān)鍵技術(shù)和難點(diǎn)，其中定位樁系統(tǒng)是此類(lèi)挖泥船的關(guān)鍵系統(tǒng)之一，值得深入研究。機(jī)艙和泵艙位于主甲板以下。采用定位樁與臺(tái)車(chē)相結(jié)合的形式挖泥。右舷末端設(shè)輔定位樁系統(tǒng)。挖泥船主尺度和挖泥性能如下：總長(zhǎng)：108m(絞刀橋架脫離水面以上)；船長(zhǎng)：82．6m；型寬：；型深：；設(shè)計(jì)吃水：；最大挖深：25m(橋架與水平夾角為50度)：最小挖深：5m；名義最大生產(chǎn)能力：3000 m3/h；設(shè)計(jì)最大排泥距離：6000mm。錨絞車(chē)定位是依靠四只定位錨中的首尾錨移位，主錨牽引，邊錨調(diào)整來(lái)進(jìn)行的。定位樁臺(tái)車(chē)定位有主、副二根樁，主樁在臺(tái)車(chē)上，臺(tái)車(chē)借助油缸推動(dòng)進(jìn)行移位。因此，“天獅號(hào)”絞吸挖泥船的工作定位選擇了定位樁臺(tái)車(chē)定位的方式。定位樁臺(tái)車(chē)為全焊接結(jié)構(gòu)。臺(tái)車(chē)分行走、提升、抱樁和斜樁4個(gè)子系統(tǒng)。在倒樁前，需打開(kāi)抱箍門(mén)，使定位樁完全處于倒樁狀態(tài)。四、定位樁系統(tǒng)聯(lián)鎖控制定位樁系統(tǒng)工作通過(guò)操縱臺(tái)自動(dòng)控制實(shí)現(xiàn)，而相互動(dòng)作有聯(lián)鎖要求，各動(dòng)作通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)傳感器傳至PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行判斷控制，如有誤操作發(fā)生，則動(dòng)作不能執(zhí)行。2)定位樁高、低壓信號(hào)2點(diǎn)。4)抱箍上下位各2點(diǎn)，共4點(diǎn)。6)蓄能器高、低壓信號(hào)(壓力傳感器)共2點(diǎn)(蓄能器用于夾緊油缸保壓)。8)定位樁快放油箱高低位各共4點(diǎn)。則表明雖然顯示松開(kāi)到位，但抱箍機(jī)構(gòu)還是處于夾緊狀態(tài)隨定位樁上升，此時(shí)起樁動(dòng)作自動(dòng)停止，以免抱箍提升釀成不良后果，提升油缸到位后起樁自動(dòng)停止。按鈕按下后。3)夾緊油缸松開(kāi)：定位樁低壓力信號(hào)無(wú)輸出時(shí)，不能進(jìn)行松開(kāi)動(dòng)作，因此時(shí)定位樁起樁鋼絲繩還未受力，抱箍松開(kāi)導(dǎo)致提升裝置承受沖擊力。5)臺(tái)車(chē)伸到頭、縮到位。6)定位樁油箱高位時(shí)．駁油泵啟動(dòng)。低位時(shí)駁油泵停止工作。8)倒樁到位后自動(dòng)停止動(dòng)作。五、設(shè)計(jì)研究中的幾個(gè)細(xì)節(jié)問(wèn)題在“天獅號(hào)”絞吸挖泥船定位樁系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究中。并著重對(duì)這些問(wèn)題作了深入研究，改進(jìn)了傳統(tǒng)的做法?；顒?dòng)滑塊結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是使臺(tái)車(chē)及同定在臺(tái)車(chē)上的設(shè)備的重量均勻作用于四個(gè)滑塊，并且由于是四個(gè)滑塊同時(shí)接觸于滑軌而非點(diǎn)接觸，使滑塊與滑軌磨損大大減小。維修周期和費(fèi)用都很小?；瑝K能自行調(diào)節(jié)受力面，使臺(tái)車(chē)結(jié)構(gòu)不至于承受扭力。使用周期長(zhǎng)、安裝拆卸方便、易保養(yǎng)和維修。安裝這么多的摩擦片的目的是增加與定位樁的接觸點(diǎn)，增大摩擦力，與定位樁抱得更緊，拔樁時(shí)不易打滑。只要拆去一兩片壓條就可以更換需要更換的部位，更換時(shí)間一般不超過(guò)二十分鐘。使用周期長(zhǎng)。插銷(xiāo)：改變插銷(xiāo)上下直徑不變的傳統(tǒng)做法，將插銷(xiāo)設(shè)計(jì)成上大下小的錐形，相應(yīng)地將抱孔也設(shè)計(jì)成上大下小，使拔銷(xiāo)更容易，便于外抱的開(kāi)合。提升油缸抱緊箍：提升油缸抱緊箍?jī)?nèi)圈的30ram厚氯丁橡膠采用與抱緊嘲預(yù)制而成，形成整體結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)的用橡膠板繞在油缸上再用抱緊箍固定的做法不一樣。使樁插銷(xiāo)更易插入或拔出，避免因?yàn)榭撞煌氖箻?、倒樁鉤、插銷(xiāo)之間出現(xiàn)咬死現(xiàn)象。油管采用硬管，并能自由擺動(dòng)，減少酒缸和油管之間的受力．增加了油管使用壽命，從而消除了傳統(tǒng)的軟油管與油缸用固定接頭連接，靠軟油管自身的軟性調(diào)整位置，軟油管因疲勞而常常破裂的狀況。集成塊設(shè)計(jì)中考慮換向緩沖，可避免換向沖擊。第三節(jié) 設(shè)計(jì)方法及章節(jié)安排本設(shè)計(jì)以《液壓傳動(dòng)》教材中液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算章節(jié)為主要設(shè)計(jì)方法和依據(jù)，計(jì)算方法來(lái)源于教材不同章節(jié)和參考書(shū)及互聯(lián)網(wǎng)。在吸泥過(guò)程中，絞吸式挖泥船是以定位樁為中心通過(guò)固定在側(cè)邊絞盤(pán)上的錨纜按圓弧形旋轉(zhuǎn)，如圖2所示。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。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他靜止型挖泥船較重。但也有某些絞吸式挖泥船配套有駁船卸泥系統(tǒng)。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，也可置于其后靠近定位樁處。然后支臂向下轉(zhuǎn)動(dòng)直到絞刀頭接觸河床，或直到其最大挖深處。這些錨纜由靠近絞刀頭的滑輪與甲板上的絞盤(pán)（靠近挖泥一側(cè)的絞盤(pán)）連接。絞刀頭的旋轉(zhuǎn)方向相對(duì)于其橫移運(yùn)動(dòng)的方向有時(shí)相同，有時(shí)相反。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。絞刀頭到邊纜的距離越近，所需的橫移力越??；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)一次擺動(dòng)后沒(méi)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)。大多數(shù)絞吸式挖泥船的地位樁放置在可移動(dòng)鋼樁臺(tái)車(chē)上。鋼樁臺(tái)車(chē)?yán)靡簤焊卓梢苿?dòng)4~6m的距離。絞刀頭的尺寸和土壤硬度決定了鋼樁臺(tái)車(chē)移動(dòng)的步長(zhǎng)。圖2 步長(zhǎng)和切層支臂每向前一步，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(zhǎng)的增加而增加，如圖3所示。在步進(jìn)前，絞刀頭移動(dòng)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(chē)。挖泥船就又可以開(kāi)始工作了。圖3 絞吸式挖泥船的工作方式第二章 工作鋼樁的工作原理第一節(jié) 定位樁裝置及起落方式定位樁的起落裝置及連接、起升形式如圖4所示1一定位樁柱；2一起樁油缸組合體；3一起樁鋼繩；4一船體圖4 定位樁的起落裝置絞吸式挖泥船上所用的定位樁柱，其作用主要有兩個(gè)：一個(gè)是以其中之一為主樁。液壓缸的作用主要是依靠其推桿外伸時(shí)的強(qiáng)大擴(kuò)張力，通過(guò)一鋼繩傳遞拉力把定位樁柱從泥層中撥出，以便自如地將其固定到船艉專(zhuān)用支架上或從支架上卸下使其靠自重下落插入泥土中。第四節(jié) 定位樁液壓缸及液壓系統(tǒng)工作原理當(dāng)需要操作定位樁時(shí)(將其從土層中撥起)，只要將三位四通手動(dòng)換向閥6置于右位，然后再操作手動(dòng)換向閥6a或6b，使液壓缸10或l0a推桿外伸即可實(shí)現(xiàn)。當(dāng)定位樁柱被提升到一定的高度，達(dá)到了操作的要求時(shí)，就應(yīng)立刻將手動(dòng)換向閥6a置于中位，就可使撥升運(yùn)動(dòng)立即停止，此時(shí)可用銷(xiāo)軸插入定位樁孔中，使其固定在船艉專(zhuān)用支架上。對(duì)液壓缸l0a的操作，是與液壓缸10的操作方法大同小異，不再贅述。它動(dòng)作頻繁，技術(shù)要求較高。①水流阻力： C——流力系數(shù)，根據(jù)流向角、水深吃水比及船艏形狀?。篊= ——水密度（kN/s2*m4）； 水溫20℃時(shí)，= ——船舶吃水范圍內(nèi)的平均流速（m/s），這里?。? T——平均吃水（m），根據(jù)天獅號(hào)的設(shè)計(jì)，吃水?。篢= L——船體長(zhǎng)度（m），L=108m則：水流阻力F1=1/2***（）2 **108=320kN②風(fēng)壓阻力：由于受風(fēng)面積較小。③機(jī)械摩擦阻力：主要考慮臺(tái)車(chē)及固定在臺(tái)車(chē)上的設(shè)備的重量，設(shè)臺(tái)車(chē)及設(shè)備總重為G，則： 查表得=，G根據(jù)經(jīng)驗(yàn)?。海?7000+5000）*=7056kN ,則f=*7056=1023kN從以上可知，油缸推力為：Q= F1+f=320+1023=1343kN（二）最大拔樁力的計(jì)算定位樁外徑1．6 m，樁長(zhǎng)42 m，壁厚沿樁長(zhǎng)的分布如表31所示：表31定位樁壁厚沿樁長(zhǎng)的分布（mm）樁段長(zhǎng)度9000400035003500800040008000壁厚25304050604025樁側(cè)總摩擦力隨樁頂位移的關(guān)系如圖2所示。縱坐標(biāo)表示參考點(diǎn)RP一1的反力(這里即是由樁周土產(chǎn)生的總的摩擦力)。隨著定位樁的拔出，樁—土接觸面積變小，總摩擦力也隨之變小。(2)定位樁自重約為67 t，因此數(shù)值分析得到的總摩擦力與定位樁自重之和即是拔樁力：F2=W+=l 由此可以得出液壓缸在各個(gè)工作階段的負(fù)載如表32示：表32 液壓缸在各工作階段的負(fù)載值工況液壓缸10液壓缸10a總負(fù)載拔樁F1=0F0=快進(jìn)0Q=1343kNF0=1343kN挖泥00F0=0工進(jìn)0Q=1343kNF0=1343kN三、確定主要參數(shù)這里指確定液壓執(zhí)行元件的工作壓力和最大流量