试述绞吸船的绞刀及其工作方式PPT课件

1、关键词：绞吸船、铰刀功率、铰刀关键词：绞吸船、铰刀功率、铰刀效率效率内容简介绞吸船适应的土质简介铰刀简述绞刀头切土时的反作用力铰刀类型铰刀产量试述绞吸船的铰刀及工作方式第1页/共21页一、绞吸船适应的土质简介 绞吸船的疏浚几乎可以处理从淤泥到岩石的所有土质，当然这受限于绞吸船其所装配的绞刀的功率，现代的绞吸船最大绞刀装配功率到达6000kw，一般我们认为可以处理石灰岩的绞刀功率在2000kw以上。试述绞吸船的铰刀及工作方式第2页/共21页一、绞吸船适应的土质简介 如何根据土质资料判断现有设备是否适应项目的需要可以处理较硬的疏浚土及我们对其产量的评估是相当复杂且广泛的课题。试述绞吸船的铰刀及工作

2、方式第3页/共21页一、绞吸船适应的土质简介 绞刀头实际工作时其破土的线切割力与其功率及尺寸、切割厚度、高度、步进是紧密相连的。试述绞吸船的铰刀及工作方式第4页/共21页二、绞刀简述 绞刀是绞吸船最重要的部件，特别是在不同土质施工时合适 绞刀选配对产量的影响是最大的因素。我们知道影响绞刀产量的因素有：摆动拉力、绞刀容量（尺寸）、扭矩（功率）、绞刀转速、桥梁重量、桥梁下水角度等。试述绞吸船的铰刀及工作方式第5页/共21页二、绞刀简述 绞刀功率： 绞刀在切割特定的土质时所需要的功率取决于土质的比能SPE单位体积所消耗的能量（N/m2），假设绞刀消耗功率为P（W）,产率为Q（m3/s），则： P=Q

3、SPE试述绞吸船的铰刀及工作方式第6页/共21页二、绞刀简述绞刀转速： 对应于岩石土质我们通常采用的绞刀转速为30rpm，如果采用低于常速的转速会导致切入较大的石块，虽然泥泵旋转产生的离心力较小，但需要较大的扭矩和切割力，也就是我们通常在实际应用时硬土质采用较高转速、较软土质采用较低转速，这也是是绞刀功率较大的绞吸船在挖掘岩石时换用尺寸较小的软岩绞刀的原因之一试述绞吸船的铰刀及工作方式第7页/共21页二、绞刀简述 绞吸船的疏浚几乎可以处理从淤泥到岩石的所有土质，当然这受限于绞吸船其所装配的绞刀的功率，现代的绞吸船最大绞刀装配功率到达6000kw，一般我们认为可以处理石灰岩的绞刀功率在2000k

4、w以上。试述绞吸船的铰刀及工作方式第8页/共21页二、绞刀简述 绞刀转速的高低及泥泵的性能对绞刀散落（已被破碎的土质但未被泥泵吸入的部分）,由于绞刀旋转会产生离心力，太高的转速会造成吸入性能变差，故绞刀的最大旋转速度： 63.7d(绞刀直径)rpm。试述绞吸船的铰刀及工作方式第9页/共21页三、绞刀切土时的反作用力试述绞吸船的铰刀及工作方式第10页/共21页三、绞刀切土时的反作用力绞吸船工作时的作用力图如上所示。所有绞刀头工作的反作用力转化到桥梁、边摆、钢桩、船体。以坐标来分的话可分为水平作用力、垂直作用力和轴向作用力。水平反作用力作用在摆动钢丝上及钢桩上，垂直反作用力作用在桥梁、船体上，轴向

5、反作用力作用在钢桩上。在实际施工中，特别是硬土质的开挖中，这些反作用力是限制绞吸船施工效率的重要因素，常出现绞吸船装配的绞刀头功率足够大，但实际发挥不出其绞刀大功率优势的情况。试述绞吸船的铰刀及工作方式第11页/共21页三、绞刀切土时的反作用力自航绞吸船“芭坦安耐”绞刀装配功率为1800千瓦，在沙特咋瓦尔和巴基斯坦卡西姆港调头圆施工时在这方面有典型的反应。咋瓦尔外航道在-15米水深处有一层约1米至1.5米厚度的砂岩，由于“芭坦安耐”自身桥梁重量（340吨）不够克服绞刀破岩时的垂直反作用力，绞刀功率发挥不足400千瓦，破岩厚度半米左右。而其在巴基斯坦卡西姆港施工时，对于SPT强度到达50击及以上

6、的密实沙硕其绞刀功率可发挥到1200千瓦，这是因为密实砂厚度为2米左右，下层为粘土，施工工艺选择在绞刀头下部放在粘土层，结果其垂直反作用力不是太大，不会因为桥梁重量不够而发挥不出绞刀功率。水平反作用力较大，“芭坦安耐”摆动拉力较大（600KN）可以克服，轴向反作用力在步进时较大，采用边摆动边步进的方式待步进到位后方正常摆动的方法施工。试述绞吸船的铰刀及工作方式第12页/共21页四、绞刀类型对应于不同的土质选用不同类型的绞刀。其特性分别如下：硬土绞刀：因需要承受作用在绞刀齿上的冲击力，绞刀轮廓较小且坚实牢固，绞刀本体、绞刀齿及齿座需要用耐磨材料，绞刀齿定位要精确以确保绞刀齿入土角度是90，破碎的

7、进入泥泵的碎块尺寸不可超过泥泵的最小流道。沙土绞刀：应适合获取高产率的吸入，宽且扁平的轮廓，耐磨的绞刀齿，当然精确的绞刀齿座定位同样需要。粘土绞刀：主要防止绞刀被黏住，一般采用五臂绞刀（比其他类型绞刀少一臂），轮毂开放，绞刀齿装配数量增加但尺村相对较小少。试述绞吸船的铰刀及工作方式第13页/共21页四、绞刀类型试述绞吸船的铰刀及工作方式第14页/共21页四、绞刀类型试述绞吸船的铰刀及工作方式 绞刀齿： 绞刀齿应该满足下列特性： 吃的齿可合适地将切割力传个绞刀臂； 绞刀齿座的定位安装可使绞刀臂的磨损最少化； 切割出来的土质颗粒状态满足优化施工。第15页/共21页四、绞刀类型试述绞吸船的铰刀及工作

8、方式下面图示是现在广泛使用的三种绞刀齿品牌：ESCO、FLORIDA、VOSTA。VOSTA第16页/共21页五、绞刀产量试述绞吸船的铰刀及工作方式 绞刀功率与产率关系的公式如下： Pc：绞刀绞刀产率； W：工作常数（岩石0.5-6.5，沙0.65-0.8，粘土0.8-0.9）； Nc：绞刀功率； ES：土质比能。第17页/共21页五、绞刀产量试述绞吸船的铰刀及工作方式 从以上公式我们可得知：如果各知道类型土质比能（可查相关资料），那么对应于一个给定功率的绞刀头我们对其绞刀产率的期望可以得知。右表是各类土质切割所需的相关因子：土质土质粒径粒径(mm) )抗剪强度抗剪强度(N/cm2) )线切割力线切割力(N/cm) )砾石混砂(松散)0.2-20-200-500砂(一般密实度)0.06-2-300-800淤泥混砂(密实)0.006-0.2-400-1000软粘土(非常软)-小于 1.7100-200软粘土-1.7-4.5200-500一般粘土-4.5-9.0500-1000硬粘土-9.0-13.41000-1500硬粘土(非常硬)-大于13.4大于1500混合土质(如石灰岩、砂岩)-大于2000第18页/共21页五、绞刀产量试述绞吸船的铰刀及工作方式 比能与线切割力是单次方线性关系，所以我们可知道对一个挖松散沙产率3000方的绞刀功率，挖中分化岩时时其产率可能在300方以下。当然