基于黏土挖掘的绞刀模型试验研究

针对我国疏浚技术基础理论研究落后,数值模拟绞刀挖掘黏土不准确等问题,通过理论研究、小规模试制的方法,制备了目标试验用黏土,并研制了一款适用于实验室使用的模型黏土绞刀。在此基础上开展了模型绞刀挖掘黏土的实验室研究,分析绞刀转速、横移速度、泥层厚度、前移距等工艺参数对挖掘试验泥浆浓度的影响规律。得出其选取原则:选择中等绞刀转速,适当降低横移速度,以及在确保桥架前端不阻碍横摆的条件下,优先选用增加前移距的方法提高挖掘断面面积。该研究成果可为黏土挖掘工艺参数的选取提供参考。

基于SolidWorks的疏浚绞刀主体参数化设计

绞吸挖泥船作为疏浚行业的一种挖泥利器,其绞刀对挖泥船的挖泥能力影响巨大。目前设计绞刀时多以手动方式进行主体建模,其刀臂、大环和轮毂作为绞刀的主体结构,建模中存在参数较多、建模繁琐、精度不高的问题。为了缩短建模周期、提高建模精度,提出了一种参数化绞刀主体建模方法,并采用C#编程语言对SolidWorks进行二次开发,通过调用内置的API接口实现了绞刀主体三维模型的参数化、自动化生成。结合面向对象编程理念,开发了基于SolidWorks平台的绞刀主体建模软件,实现绞刀参数建模和绞刀性能计算的融合,提供了绞刀标准化、参数化创建方式。研究成果可为绞刀主体的性能优化提供参考方向。

挖泥船绞刀参数化三维建模

绞刀是绞吸式挖泥船的关键机具,对提高挖掘功效具有决定性作用。根据现有土壤切削理论和疏浚施工实践,分别建立了绞刀结构形状与不同类型土质的关系,绞刀切削动力特性与土质特性关系的数学模型,以及各种绞刀刀齿模型库。在VB语言环境下对三维建模软件SolidWorks进行二次开发,实现了绞刀参数化三维建模。设计者输入土质、产量或功率等参数即可得到相应的三维绞刀。这种参数化三维建模的方法使用简便、立体感强,既缩短了设计周期,又提高了设计的精度,更便于绞刀的应力分析和优化设计。

基于计算机辅助技术的船舶型线设计

船舶型线设计是船舶设计的重要环节,它决定了船舶的外形、性能和航行特性。传统的船舶型线设计存在设计周期长、效率低、精度不高等问题。近年来,随着计算机辅助技术的发展,船舶型线设计逐渐引入了计算机辅助设计(CAD),利用CAD软件进行船舶型线的参数化设计和三维建模,能够显著提升船舶设计和优化的效率。通过数值模拟和优化算法,设计师可以对船舶的流体力学特性进行分析和优化,以提高船舶的性能和航行特性。本文介绍NURBS曲线拟合的基本原理,并以船舶的阻力特性为设计约束条件,研究计算机辅助的船舶型线设计,具有实际应用价值。

绞吸挖泥船泥泵组合及转速匹配

对于相同的输送工况,泥泵的数量及各泵之间不同转速组合可能对泥泵效率、燃油成本产生影响,这种情况对于转速调节范围更大的变频电机驱动泥泵尤为明显。针对此问题,分析泥泵的相关特性以及泥泵组合和转速匹配原理,并以燃油消耗率为参考基准,对特定工况条件下泥泵组合和转速匹配案例进行深入研究。结果表明,在某特定工况条件下,必然存在一种最佳的泥泵数量和泥泵转速组合方案,可达到节省燃油的目的。

连云港赣榆港区一期工程绞吸船施工工艺优化

连云港赣榆港区一期工程土质为5、6级黏土,绞吸船在施工该土质时受黏土黏性的影响,容易糊绞刀且输送极为困难,施工流速、浓度控制不好就会存在堵管的风险,严重影响船舶正常施工。重点对绞吸船的挖掘方式和输送理论进行研究,通过改变切泥厚度、进尺、浓度、流速等参数,解决上述问题。

耙吸挖泥船在不同工况下的经济航速

随着世界疏浚业和环保要求的发展,耙吸船未来将面临更多长运距、深远海的工程。针对此类工程中运载航行成本大幅提高的问题,以“通途”轮为例,依据绝对经济航速和相对经济航速的理论,采用柴油机负荷特性曲线和耙吸船的施工特点,分析运载航行过程中负荷、油耗量、产值、成本等多项指标之间的关系,依托关系曲线形成耙吸船在不同工况下运载航行时的实船计算模型。结果表明,计算模型有利于更好地发挥耙吸船在长运距、深远海工程中的经济性,提高工程效益。

大型绞吸挖泥船挖岩绞刀切削数值模拟

针对绞刀切削岩石的特点,建立了考虑步进距离和切层厚度的绞刀受力模型,然后分别建立5 000 kW绞刀物理模型和有限元模型。分析了在反刀切削岩石时绞刀的受力情况,绞刀在最大功率时的应力和变形。计算表明,5 000 kW绞刀在设计工况下,最大变形为1.84 mm,最大应力为140.5 MPa,分别满足刚度要求和强度要求,验证了绞刀设计的合理性。

绞吸式挖泥船产量优化研究

在总结绞吸式挖泥船产量影响因素的基础上,通过分析绞吸式挖泥船实际作业的大量数据,探讨了一种施工经验与施工数据分析相结合的产量优化方法。经过实际工程检验,该方法具有较大的应用价值。

天津港30万吨级航道耙吸船施工工艺优化

为提高耙吸船施工生产率、降低施工成本,分析耙吸船施工数据,机具性能,进行土质采样试验,深入研究并优化耙吸船施工工艺。新的施工工艺实施后,天津港30万吨级航道耙吸船施工生产率提高了37%,加快了施工进度,节约了施工成本。

绞吸挖泥船大功率挖岩绞刀的荷载分析

针对绞吸挖泥船在挖岩施工过程中绞刀荷载难以定量确定的问题,建立刀齿的坐标模型,根据施工参数判定刀齿大圈切削状态,利用单齿切削岩石的荷载模型建立绞刀整体的荷载分析模型,计算绞刀在不同转动速度、横移速度、姿态角度和岩层厚度等工况下的横向力、竖向力、纵向力以及绞刀功率情况,每种工况以正刀和反刀两种姿态进行分析。结果表明,无论正刀还是反刀施工,绞刀的转动速度和横移速度都对绞刀的功率消耗产生正相关影响,绞刀的姿态和泥层切削厚度对绞刀荷载的影响最大。

滨州港3万吨级航道工程绞吸船施工问题的排除与工艺优化

滨州港3万吨级航道工程土质具有颗粒细、密实、极硬等特点,绞吸船施工该土质时,存在绞刀电机电流波动幅度大、正刀施工容易跑刀、横移锚容易走锚、生产率较低等问题。为有效解决上述问题,通过对比分析绞吸船不同绞刀形式、调整挖掘进尺、优化施工关键参数、查找排泥管线额外阻力等方法,使绞吸船绞刀电机电流波动幅度下降,改善了正刀施工容易跑刀现象,横移锚不再走锚,生产率提高了约15%,节约施工成本的同时也缩短了工期。

现代耙吸挖泥船节能减排技术的发展与应用

耙吸挖泥船是高能耗的施工船舶,研究和应用节能减排技术降低能耗,不仅可以为疏浚企业节省燃油费用,还可以减少船舶造成的环境污染,获得经济和环保双重效益。介绍挖泥船节能减排的含义和评价指标,从船型设计、推进动力系统优化、疏浚机械和集成监控系统开发及设计建造单耙挖泥船等方面讨论耙吸挖泥船节能减排技术的发展及应用现状。

绞吸船在软土地质下横移锚抓地力计算方法

大型绞吸船采用三角宽鳍锚作为横移挖掘的定位锚,针对横移锚在软土地质条件下锚抓力受限的问题,采用土体的极限平衡原理进行横移锚受力分析,建立三角宽鳍横移锚抓地力计算方法。经计算分析,在软土地质条件下,影响横移锚抓地力的主要因素为锚冠入土深度、土楔破坏角和锚杆角度。结果表明,锚冠入土越深,锚抓地力越大;锚杆与水平面夹角越小,锚抓地力越大;随土楔破坏角逐步增加,锚抓地力呈先减小、后变大的趋势;土楔破坏角在20°~25°时,横移锚抓地力最小,锚抓力系数为14左右。

基于清水流量测验法的绞吸挖泥船吹填效率的计算分析

以清水流量测验法为基础、通过水力学理论计算并结合相关规范可以对绞吸挖泥船的吹填效率进行定量计算分析,具体了解在不同吹距和疏浚土质的影响下挖泥船的吹填效率变化。工程实践表明,计算结果作为相关规范关于疏浚岩土管道输送适宜性的量化体现,可以为工程决策提供直观、具体的数据依据。

挖泥船绞刀挖岩的离散单元法数值模拟

对挖泥船绞刀挖岩的三维离散单元法数值仿真过程进行了研究,使用离散元软件EDEM通过虚拟休止角试验标定了颗粒及边界的摩擦系数,通过虚拟单轴压缩试验和虚拟巴西圆盘劈裂试验标定了接触模型微观参数,并完成了绞刀挖岩的离散元动态切削仿真。结果显示切削形貌与实际基本相符,扭矩平均值与实验值以及有限元仿真值基本相符,进而验证参数标定的可靠性,对预测绞刀受力具有参考意义;同时不同于有限元仿真,材料破碎后碎屑颗粒依然保持运动,为进一步研究碎屑的导送提供可能。

绞吸挖泥船挖掘黏土混粗砂的绞刀齿磨损试验

针对绞吸挖泥船在疏浚工程中刀齿磨损严重的问题,对绞刀齿的硬质合金材料进行热处理,并在日照港"天凤"绞吸挖泥船上进行了刀齿磨损试验。试验土质为黏土混粗砂,布置方式为3在用刀齿+3新刀齿。利用磨损长度和磨损质量两个指标判定刀齿的耐磨性能,提出了考虑价格因素的刀齿耐磨综合性价比模型。试验结果表明:在该土质下,新型刀齿的耐磨性能约为原齿的87%。

基于三维切削理论的绞刀载荷分析

绞吸挖泥船在作业过程中,绞刀载荷对施工影响显著。由于刀具作用于岩石和土壤的过程是三维的,针对传统的二维切削理论在绞刀载荷分析上的不足,研究了适用于绞刀的三维切削理论。研究二维切削情况下绞刀齿和被切削岩土块的力学平衡方程,提出了用于绞刀载荷分析的力学模型。在绞刀齿的三维坐标矩阵的基础上,进行载荷的坐标变换,给出绞刀的横移载荷、对地载荷和顶推载荷的表达方式。实例计算表明,所提出的绞刀的力学模型可以用于绞刀载荷的计算和分析,对于绞刀的设计和绞吸挖泥船的安全施工具有一定的指导价值。

广西内河航道疏浚工程船的发展趋势

实施“水电航运相结合,水电养航”战略,将会使广西境内的航道呈库区化发展,为适应这种趋势,现有的工程船也会更新换代。本文试对内河航道疏浚工程船的发展趋势进行探讨。

绞吸挖泥船环保清淤功能的研发

针对绞吸挖泥船在清淤过程中挖深不足的问题和环保施工的要求,对绞吸挖泥船进行适应性改造,具体为将绞吸挖泥船前端绞刀挖掘设备更换为环保清淤设备,实现了绞吸挖泥船的环保清淤功能。为了增加清淤设备的灵活操作性能,开发了一种新型清淤设备,位于桥架和清淤吸头之间。针对水平悬挂、36 m挖深和40 m挖深3种工况,对清淤设备关键部件进行强度分析。结果表明,关键部件最大应力为84.2 MPa、最大变形为2.5 mm,满足强度和刚度要求,优化后关键部件符合施工要求。