绞吸式挖泥船的工作原理利用装在绞刀架前端绞刀将水底泥石绞碎

1、绞吸式挖泥船的工作原理利用装在绞刀架前端绞刀将水底泥石绞碎，形成泥水混合物（泥浆）后，通过离心式泥泵将水底泥浆从绞刀架前端吸泥头处吸入，经船内吸管、泥泵、排泥管（船内部分和船外部分）排至卸泥地点，从而完成挖泥作业。1绞吸式挖泥船的基本结构和工作原理1.1 基本结构和工作原理绞吸式挖泥船多为非自航式，采用定位桩和锚缆定位及位移，从而形成挖掘轨迹。绞吸式挖泥船的特点是挖运卸可以一次性完成，能够连续不断的进行工作，效率高经济性好，它适用于各种形式的土质。对于开河筑港、填土造陆、开挖码头与船坞、浚深航道、抽水抗旱、吹填堤坝等任务均能胜任。因此，它是现代挖掘船的主力之一。非自航绞吸式挖泥船船体一般呈长方

2、形，艏部有一短短的开槽，槽内安装有绞刀架。大部分绞吸式挖泥船以柴油机为原动力，通过离合器、安全联轴节直接（或经减速机构）驱动泥泵。大型船上也有用柴油机驱动发电机，然后利用电动机再驱动泥泵，或采用蒸汽（或燃气）轮机通过离合器、安全联轴节驱动泥泵。主机和泥泵可以同时布置在同一机舱内，一些大型船上也有将泥泵单独放在一个水密泵舱内，以防止一旦吸入爆炸物时，造成过大的损失。绞吸式挖泥船的其他工作设备如绞刀、定位桩、绞车等，可以用电力或液压驱动。在小型船上也可由主柴油机通过机械传动装置来直接传动。目前疏浚行业广泛采用绞吸式挖泥船，是因为它具有以下优点：一、对土质适应性强。绞吸式挖泥船几乎对所有土质都可以施

3、工。例如松软流动的淤泥，略有缝隙就会漏掉的粉砂，附着力很强的粘土，坚硬的石质土，绞吸式挖泥船都可以对其进行绞吸作业。二、施工质量优良。绞吸式挖泥船施工后的漕底比其他形式挖泥船施工后平整，一般不易产生漏挖或超挖。必要时可以排泥上岸，而且当排泥距离不远，对扬程要求不高时，不必增加其它辅助设备。三、挖泥时间利用率高。在正常施工情况下，绞吸船停车辅助作业的时间比较少。近代绞吸式挖泥船都装有移锚杆，可以不停车移锚，时间利用率就更高了。四、节约能源。泥泵是机械效率比较高的设备，同样生产率的其它挖泥船所消耗的功率要比绞吸式大得多。五、工作流程连续。从挖泥到运泥、卸泥，所有工序都由一条挖泥船的少数工作人员完成

4、，不像其它形式挖泥船需要拖轮、泥驳等辅助船舶的配合。六、环境污染较少。泥土在水下进入密闭管路，直接通往卸泥区，对水源污染影响较小。绞吸船外部没有过多的敞开摩擦部分，施工噪音污染也很小。但这种船舶也有自己的缺点：一是施工时占据水域面积较大。摆动锚、排泥管、排泥管锚都占据了面积，使得施工和航行之间发生矛盾。如果不能封闭航道施工，还要兼顾航行方便，施工时就要有航政单位规定开放航行时间和有关安全避让的措施。这些都要占用一部分生产时间；另一个缺点是调迁比较困难。这种挖泥船多半是非自航的，调迁时需拖带大批浮排泥管和岸排泥管，因此不得不雇用拖轮、驳船或者起重设备来协助工作。此外，排泥区受排泥管长度和泥泵功率

5、的限制，不能超过一定距离范围。1.2主要系统 1.2.1 吸排系统 从绞刀架前端吸泥头开始到船尾排出口和船外排泥系统一起，称为绞吸式挖泥船的吸排系统。吸排系统包括：吸泥头、绞刀架上吸泥管、挠性连接船内吸泥管、泥泵、船内排泥管、水上排泥管及陆上排泥管等。 吸排系统是泥浆的通道，设计中应尽可能减少阻力并保证整个管道的气密性，这是吸排系统正常工作达到理想的挖掘生产率的重要条件。 吸管直径通常等于或略大于排管直径，这是因为泥浆在吸管中沉淀的可能性要比排管小，为了降低吸管的摩擦阻力因而将吸泥管直径加大些。 绞刀架上吸管与船内吸管间用挠性接头连接。该挠性接头大多采用夹布橡胶制成，在其管壁内铸有钢环以增加它

6、的刚度。由于这种结构具有加工简单、安装方便、气密性好、阻力小等优点，因而老式的金属球型接头已被淘汰。 船上排泥管从泥泵处接出后，直接升高到甲板室顶部，然后水平的通向船尾，再沿甲板室后壁向下弯曲与水上排泥管相接。这种布置的目的是，使泥泵造成的速度头几乎全部转化为泥泵的位能，以增加排泥时的静压头，而且检修方便。 水上排泥管由许多搁在两个连接浮筒上带法兰的钢管组成，中间以橡皮接头相连。水上排泥管的长度由施工现场的需要而定。浮筒的形式很多，其中以船型浮筒性能为佳，因其水阻力小拖拽灵便，近年来采用注塑工艺，对称地夹在管子外径上成为自浮体。 1.2.2 绞刀传动系统 绞刀是绞吸式挖泥船的切削工具，刀呈螺旋

7、片状，一般是3至6片，分为开式、闭式、齿式三种。小型挖泥船一般仅装设有一把良好的闭式绞刀就可以应付自如了。大型挖泥船趋向于刀片与叶架分开，用各种形式的高合金钢刀齿镶在刀片上，并采用可拆卸的形式，以适应不同土质的需要。 绞刀转速通常为1235转分钟，功率约占泥泵功率的2040左右。驱动绞刀的动力可以是机械、电力及液压等，目前以液压马达直接或通过齿轮箱传动为主。齿轮箱及液压马达设置在绞刀架上，采用专门的轴封装置，使油压始终保持高于周围水压，防止泥沙进入。 1.2.3定位横移系统 绞刀每次切削厚度约为四分之一绞刀直径，每次切削宽度为三分之二绞刀直径。对于小型船舶而言，若绞刀直径为800mm左右，则每

8、次切削厚度和宽的分别为200mm和500mm左右，可见绞吸式挖泥船的精确定位是很有必要的，只有精确定位才能保证切削轨迹，避免重挖或漏挖，这一方面通常用定位桩并辅以龙须缆来得以实现。 定位桩又称铅笔桩或钢桩，装在船尾端壁两侧的卡箍或凹槽之内，下端装有锥形铸钢桩头，整个桩体由钢板弯成，有的中部尚需灌注水泥以增加重量，从而可使定位桩插入泥土后定住船舶。定位桩在船上的支承有多种型式，一般有固定架式、活动吊杆架式及液压柱塞式三种。目前，定位桩系统通常采用拖架式定位桩，目的在于提高工作效率。绞吸式挖泥船的挖掘作业是有两桩交替实现定位和行走的，每挖一个扇形面积，便需暂停挖泥，等待钢桩行走重新定位后，才能继续

9、挖泥。从这样的操作过程看，如能尽量压缩行走和插桩时间，就可以提高挖泥生产率。从图中可见定位桩固定在拖架中，拖架设在挖泥船尾部的拖架槽中，用油缸前后拖动，从而改变定位桩与船体的相对位置，亦即改变了定位桩与绞刀之间的距离。拖架的全行程通常为绞刀长度的五倍，挖掘作业时，当定位桩插入水底不动，仅用油缸将拖架向船尾推动，挖泥船便相应向前，每次前进一个切削长度。这样，只是在绞刀连续进位多次后，当其进位总和等于拖架全行程之后，才需要利用一次副定位桩。这和固定式双柱相比，大大缩小了辅助时间，又避免了重挖和漏挖，既提高了效率又提高了挖掘质量。 移锚长杆是近代绞吸式挖泥船的一种新装置，用于移横锚时可减少移锚时间，

10、因其可自行移锚而不需要借助于抛锚艇，从而可做到不停车移锚，大大提高工作效率。移锚长杆大多为2040米，装在船首两侧，向外倾斜成45并用后牵索系于吊架上，吊锚钢索通过吊杆上部滑轮及甲板上的导向滑轮引到绞车上，当起锚后，在起升分力作用下，长杆自动向前转动，将锚抛向前方后长杆又自动复位。这种装置在浅水区或潮差较小的浅滩工作时最为适宜。 1.3 绞刀架 绞刀架是绞吸式挖泥船的主要构架，它一般由型钢及钢板焊接成桁架结构或箱型结构。它的后端支承在船体开槽的两侧壁上，有的中小型船则支承在船首壁上。此外，绞刀架可绕此支承座上下转动。绞刀架的前端通过拉杆、滑轮、钢索悬吊在船首部的绞刀吊架上。钢索通向绞车，由绞车来控制绞刀架的起落，从而可调节挖深。在小型挖泥船上，亦可采用液压双作用油缸顶推的方法来起落绞刀架。这种方法的优点是，液压油缸可给绞刀一个附加力，使绞刀工作时处于强制挖掘状态，保证切削效果，不会造成小型船常常出现的“滚刀”（即打滑）现象，从而提高了功效。 绞刀架要保证具有足够的强度和刚度，以使它在受力时仅具有极小的挠度。这样，工作时绞刀传动轴磨损较小。绞刀架还要具有一定的重量，以保证绞刀切泥时的压力需要。如果绞刀架太轻，挖泥时容易产生跳动现象，绞刀在泥面上打滚而切不进泥，即上述的“滚刀”现象。经验公式表明，绞刀架重量与绞刀头的水平投影面积之比应大于10t/m2时，方可避