两栖绞吸式清淤机自行式定位系统及其作用力

两栖绞吸式清淤机-自行式定位系统及其一作用力水利电力部长春机械研究所张迅前言清淤机的绞吸装置根部设有摆动架,作业两栖绞吸式清淤机于1969年首先由日本设时通过摆动架的摆动实现绞刀头的横扫绞吸计制造,国内已由水电部长春机械研究所与江(如本机绞刀架摆角士36。,最大作业挖宽5.6m),苏水总船厂共同研制,首台样机于198啤10月故作业中整机的工作移动一般为平动。通过部局鉴评。适用于中小型内河航道、沟渠(一)系统结构的清淤治理,湖泊鱼塘扩挖及沼泽地开发等作外挂六、诊雇交报断亩图2图1、SLxQY一40型液压两栖绞吸式清淤机业。填补了国内空白。两栖绞吸式清淤机采用了大浮箱链式履带行走机构,能够自行出入水域和沼泽,可绕行桥杨闸门,既能进行水下开挖,也可在沼泽水潭中绞吸作业,不会发生搁浅。而挖泥船则要求作业区域具有较大的水深,以保证工程船的航行。该机还采用了自行式定位系统,作业时不必一定要抛锚,从而废除了笨重的抛锚作业,在作业中可自行工作移动。而目前一般绞吸式清淤机的工作移动靠抛锚后利用定位桩用绞车牵引前进,而耳整体式定位桩的长度很大,对于车辆型施工机械很不适宜。一、自行式定位系统方案及其探讨图3移动桩台车结构自行式定位系统包括两移动桩和两固定桩,均采用伸缩式结构,桩内双作用油缸推拉钢桩伸缩动作,实现进桩和提桩〔如图2)。一移动桩设有台车,为一焊接箱形结构,外桩套与台车固联,台车由双作用油缸与机体相联(如图3),台车上设置横向和竖向滚轮,·13·均在两浮箱内侧的两横截面开口相对的槽形轨道内滚动。移动桩受力分析如图4所示:艺MA=0即T·e+RI一NI=0七nl,、,,甲一有R=宁(NI一Te)显见;台车油缸编置,即保持一定的e值,可使滚轮与轨道之间的作用力R和R`减小,受力情况得以改善。(二)总体布置及动作设计如图4、台车油缸动作使移动桩相对车体沿整机纵向前后平动,当移动桩进桩定位时,台车油缸无需杆腔进油就推动整机前移,移动桩的平动设计为对称于整机重心的铅垂线(按整机总体设计,也是整机浮心的铅垂线),以避免移动桩定位并推动整机移动时,造成机体较大的纵倾。当清淤机在作业中需前进时,固定桩在油缸作用下提起,移动桩在内油缸作用下进桩定位;移动桩台车油缸驱动,使机体前移(移动距离按工作要求定);台车行程走完,固定桩纂真反司币初叨血丽瀚甘图少进桩定位;再提起移动桩,移动桩台车回程,移动桩回到最前位置。如此顺序循环,实现连续绞吸开挖。定位系统液压传动要保证:a、固定桩提起后,移动桩台车油缸方可动作,且同种桩两油缸同步;b、固定桩可同步,亦可分动,以便单桩定位,机体做工作转向。_机上绞车仍可保留,用子进出水域或爬越陡坡时的辅助牵引,以提高行驶和爬坡能力。当清淤机在沼泽水潭泥泞地带由于附着力不够,发生严重滑转或陷入泥中不能正常行驶(而且常常不便设置绞车牵引)时,还可用移动桩进·14·桩后台车油缸驱动来推动机子驶出,当在硬地面检修履带等零、部件时,还可由绞刀臂助力用四桩将整机抬起一定高度。自行式定位系统同以往的固定式双桩相比,具有下列优点:1.废除了笨重的抛锚作业,省去了抛锚艇具,减少作业人员3一5人;2.采用液压先导控制,操纵方便可靠,可根据不同土质,调整进桩深度,获得满意的定位强度;3.步移距离合理均匀,避免了重挖、漏挖,保证了开挖质量;4.在前后二个方向定位可靠(抛锚牵引一般要逆风、顶水绞吸,日本目前为前后二个方向定位,采用三锚或四锚);5.不需要停挖起锚移锚,节省了辅助工作时间,提高了实际生产率,使整机性能大大改善。在实现全部动作液压传动后,就可在开挖—移位自动化程序、反馈、调整和监测方面不断改善和提高。二、自行式定位系统的作用力及计算计算工况:a、固定桩抬起,移动桩定位,台车油缸动作,推动整机工作移动;b、固定桩定位;c、四桩进桩定位。如图5、上部机体传来载荷通过桩与机体的联接结构传给桩,力图改变桩在水平方向的位置,翅桩承受着相当大的泥土水平抗力N,上部结构传来载荷将力图使系统相对定位桩端部转动。但这将受到机体浮力的阻碍,在不是很大的情况下,事实上微小吃水增加所产生的反力矩平衡由于N力所产生的力矩,而只剩下N,故认为:1.桩顶相当于固定支座;2.桩插入深度不很大,桩尖简化为铰支座。N是绞吸开挖泥土`反作用力及风力、`水流作用和排泥管两力作用传给桩而产生的泥土反作用力的合力。(一)绞吸开挖中泥土反作用力的确定-横扫绞吸过程中,泥土反作用力主要地表ù⑥ō目日日曰l一非七粤一冬,}l工~了、、吻今}。,)当Tl一定时,由予力架摆动角度哟改里六溉护;杯N份1随之变化,NTl(,份i)二侧二衬曲线瀚留二祷显然,口=o时,有NTI。。:和N今1二二`,芍(二)风力和水流作用力fT和毛引越桩受力Nf和Ns当风力和水流作用力同向时,最为不利。(三)由于排泥管受力