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1、机电工程学院毕业设计方案论证报告设计题目: WNC500挖泥船台车液压系统设计 学生姓名： 学 号： 200948050227 专业班级： 机制F0902 指导教师： 王彦林 2013年 3月 18日目录第一节 前言21.1 挖泥船工作原理简介21.2 挖泥船现状及发展21.3 挖泥船的分类31.3.1 绞吸式挖泥船31.3.2 耙吸式挖泥船31.3.3 链斗式挖泥船31.3.4 抓斗式挖泥船31.3.5 铲扬式挖泥船3第一节 方案对比4 2.1 活塞式液压缸4 2.2柱塞式液压缸5第三节 论证结果5第四节 参考资料6第一节 前言1.1 挖泥船工作原理简介绞吸式挖泥船主要由绞刀、泥泵、动力系统
2、、定位装置、船体、吸泥排泥系统等组成。如图1，绞吸式挖泥船有两根重型定位钢桩，施工挖泥时，利用定位钢桩保持船位为保持作业船位，其中一根钢桩总是下放在泥里，有的绞吸式挖泥船，在挖泥船中部，配置有定位桩台车，台车上的那根定位钢桩为挖泥时的主定位桩利用台车可挖泥前移，而不需移动主定位桩的位置，在短时间内，亦可下放另一根辅定位桩代替主定位桩。绞吸式挖泥船绞刀通过绞刀架与船体相连接，利用桥架和绞车系统来下放和提升。在泥泵舱室安装若干台泥泵，绞吸式挖泥船在绞刀架上安装水下泥泵，水下泥泵尽可能靠近吸管的吸泥口端。绞刀安装在吸管吸泥口处，由安装在绞刀架上端的电动机通过传动轴驱动，或直接由水下电动机驱动。而运用
3、交流变频传动取代液力传动驱动各种绞车是目前世界和中国船舶甲板机械驱动技术的主流和发展趋势。1.2 挖泥船现状及发展进入21世纪以来,国内外疏浚装备和技术不断取得了飞速的发展。国外疏浚设备不断向着大型化，多功能化，高度智能化，节能化，高效化的方向发展。而国内疏浚技术则相对西方落后很多，但随着近年中国经济的跨越式发展，国内改革步伐不断加大, 特别是几千公里海岸线的沿海经济高速发展, 建设大量深水港口、 大量的围海造地工程需要疏浚, 这样大型挖泥船越来越受到广大用户的青睐。南水北调工程、 京杭运河整治, 内河水利工程逐渐受到重视, 内河小型挖泥船同样有很好的前景。相对其他船舶来说, 工程船舶特别是挖
4、泥船在设计和建造上多年来相对较弱, 但近年有所提高。近年来, 我国在挖泥船的建设方面取得了重大突破, 大大缩小了同国外的差距。然而, 国产中小型挖泥船主要技术性能参数指标仍普遍低下, 动力配置上的差距更为明显, 航行比功率几乎都在0 . 0 5以上。有人拿国产 中型耙 吸船与 国外品 牌作 了比较, 其单方土的成本竟高出国外 50 % 以上!世界挖泥船虽然在向大型化方面发展, 但世界疏浚市场终究是中小型居多, 中小型挖泥船依然是主体。当务之急，借鉴国外先进经验，采取有效措施，加速我国中小型挖泥船的发展, 理应成为政府和相关企业的一项紧迫任务。1.3 挖泥船的分类随着国内疏浚业的不断发展和科学技
5、术的进步，为了适应各种不同运行工况的需要和满足挖泥施工的要求，挖泥船的类型日益繁多。目前挖泥船主要有绞吸挖泥船 ( 斗轮挖泥船 )、耙吸挖泥船、 链斗挖泥船、 抓斗挖泥船、 铲扬式挖泥船等。1.3.1 绞吸式挖泥船绞吸式挖泥船装有泥泵和吸泥装置, 挖泥时用绞刀绞松河底泥土, 再用泥泵将泥浆从吸泥管吸入,经过排泥管送到岸上或排入泥驳运走。绞吸式挖泥船一般为非机动的, 多用于吹填工程, 适宜于开挖沙质土、 淤泥等土质较松的河底。采用有齿绞刀的挖泥船也可挖较硬的砾石粘土。1.3.2 耙吸式挖泥船耙吸式挖泥船是吸扬式中的一种。它通过置于船体两舷或尾部的耙头吸入泥浆, 以边吸泥、 边航行的方式工作。耙吸
6、式挖泥船机动灵活, 效率高, 抗风浪力强, 适宜在沿海港口、 宽阔的江面湖面作业。1.3.3 链斗式挖泥船链斗式挖泥船是利用一连串带有挖斗的斗链,借上导轮的带动, 在斗桥上连续转动, 使泥斗在水下挖泥并提升至水面以上, 同进收放前、 后、 左、 右所抛的锚缆, 使船体 前移或左右摆 动来进行挖泥工 作。挖取的泥土, 提升至斗塔顶部, 倒入泥阱, 经溜泥槽卸入停靠在挖泥船旁的泥驳, 然后用托轮将泥驳拖至卸泥地区卸掉。链斗式挖泥船对土质的适应能力较强, 可挖除岩石以外的各种泥土, 且挖掘能力强,挖槽截面规则, 误差极小, 最适用港口码头泊位。1.3.4 抓斗式挖泥船抓斗式挖泥船是利用旋转式挖泥机的
7、吊杆及钢索来悬挂泥斗; 在抓斗本身重量的作用下, 放入海底抓取泥土。然后开动斗索绞车, 吊斗索即通过吊杆顶端的滑轮, 将抓斗关闭, 升起, 再转动挖泥机到预定点 ( 如泥驳 ) 将泥卸掉。挖泥机又转回挖掘地点, 进行挖泥, 如此循环作业。抓斗式挖泥船主要用于挖取粘土、 淤泥、卵石, 宜抓取细砂、粉砂。1.3.5 铲扬式挖泥船铲扬式挖泥船是一种单斗式挖泥船, 它可以将大部分功率集中在一个铲斗上, 进行切削挖掘。它利用吊杆及斗柄将铲斗伸入水中, 推压斗柄, 拉紧钢缆使铲斗切入水底进行挖掘, 然后由绞车牵引钢缆将铲斗吊离水面至适当高度, 由旋回装置转至卸泥处或泥驳上, 拉开斗底门卸泥, 如此循环作业
8、。第二节 方案对比在液压系统中，液压缸作为执行元件，将液体的压力能转换为机械能，驱动工作部件直线运动或往复运动，在生产实际中对各种运动进行控制一般需要准确的把握力,速度，甚至位移。因而了解液压缸的工作原理并正确选择液压缸的类型对于液压系统的设计具有十分重要的作用。2.1 活塞式液压缸图2.1 活塞式液压缸在液压系统的设计中，常采用两个活塞式液压缸组成一个组合式液压缸：其中一个活塞式液压缸的活塞杆为另一个活塞式液压缸的缸体，即双杆活塞式液压缸。这种类型的液压缸的活塞两侧都装有活塞杆由于两腔的有效面积相等，故活塞往返的作用力和运动速度都相等。此种液压缸具有以下优点（1）工作可靠，性能稳定，结构简单
9、，可实现多个压力腔的组合；（2）便于实现速度控制，特别是能够满足钻机、修井机的大钩的各种速度要求。广泛适用与液压蓄能石油钻机、液压蓄能石油修井机等大型液压设备用组合式液压缸。为液压蓄能石油钻机及液压蓄能石油修井机等大型液压设备提供一种便于加工、维修和控制的组合式液压缸。但同时它的缺点是：不具备大型液压缸，长行程等液压缸等的作用。适合小动力，短行程等动力和动作需求。2.2 柱塞式液压缸柱塞式液压缸基本上有缸筒和缸盖，活塞和活塞杆，密封装置，缓冲装置与排气装置组成。缓冲装置和排气装置视具体情况应用场合而定，其它装置则必不可少。 柱塞式液压缸是一种单作用式液压缸，靠液压力只能实现一个方向的运动，柱塞
10、回程要靠其它外力或柱塞的自重；柱塞只靠缸套支承而不与缸套接触，这样缸套极易加工，故适于做长行程液压缸；工作时柱塞总受压，因而它必须有足够的刚度；柱塞重量往往较大，水平放置时容易因自重而下垂，造成密封件和导向单边磨损，故其垂直使用更有利。柱塞缸结构简单，制造方便，常用于长行程机床，如龙门刨，导轨磨，大型拉床等。第三节 论证结果 挖泥船作为水下土方石的施工的大型机械，要求其设计经济，性能稳定，行程速度便于控制，且制造方便。活塞式液压缸能满足结构和速度方面的要求，是一种便于加工，维修和控制的大型液压系统用液压缸。且其活塞往返均由液压驱动。而柱塞缸虽然能实现液压驱动功能，但其只能在压力油作用下产生单向
11、运动，回程需借助于运动件的自重或外力的作用。且因柱塞重量较大，水平放置时容易因自重而下垂，造成密封件和导向单边磨损，不宜水平放置。综上论述，挖泥船台车液压系统中的液压缸我们选用活塞式液压缸比较合适。第四节 参考资料1 路甬祥.液压气动技术手册.北京：机械工业出版社，2002.2 姜继海，宋锦春，高常识.液压与气压传动.北京：高等教育出版社，2003.3 成大先.机械设计手册.北京：化学工业出版社，2000.4 蔡远，陈杰.200m3/h全液压斗轮挖泥船设计.江苏船舶，1999（3）：155 周士昌. 液压系统图集. 北京: 机械工业出版社, 2003.6唐银启.工程机械液压与液力与液力技术.北京：人民交通出版社，2003.7左健民.液压与气压传动. 北京：机械工业出版社，2007.