疏浚抓斗挖掘特性和平挖策略的研究.pdf

1、運(yùn)輸船舶的大型化促進(jìn)了深水港的建設(shè)和航道的疏浚，這使得大、中型挖泥船越來越受歡迎。抓斗挖泥船作為挖泥船的一員，具有開挖深度大、靈活性高、與通航矛盾小等諸多優(yōu)點(diǎn)，所以其在疏浚領(lǐng)域有更廣闊的發(fā)展前景。為了更進(jìn)一步提高其挖掘性能，本文圍繞疏浚抓斗的挖掘特性和平挖策略展開研究工作，采用理論分析、仿真分析、試驗(yàn)相結(jié)合的研究方法，首先對(duì)疏浚抓斗的挖掘特性進(jìn)行理論研究，然后對(duì)抓斗實(shí)現(xiàn)平挖挖掘作業(yè)的可行性及策略進(jìn)行研究，并仿真研究了示例抓斗的挖掘特性，

2、最后對(duì)其進(jìn)行了平面上挖掘、斜面上挖掘及挖掘時(shí)受力情況的試驗(yàn)研究，均取得了一系列成果。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴對(duì)抓斗的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)參數(shù)、運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系進(jìn)行分析，得到了抓斗的運(yùn)動(dòng)學(xué)方程及底刃的運(yùn)動(dòng)學(xué)表達(dá)式，并分析了抓斗挖掘狀態(tài)及性能表征參量的計(jì)算過程。通過MATLAB軟件對(duì)抓斗的挖掘狀態(tài)進(jìn)行仿真，以上、下承梁同時(shí)運(yùn)動(dòng)的距離占總行程的比例或挖掘深度作為控制條件，完成了對(duì)抓斗進(jìn)行不同工況下普通挖掘作業(yè)的仿真研究，得到了較優(yōu)挖掘性能時(shí)的作業(yè)條件

3、及挖掘曲線隨控制條件變化的規(guī)律。⑵結(jié)合現(xiàn)有疏浚抓斗的受力理論及土力學(xué)中相關(guān)理論，得到了疏浚抓斗作業(yè)時(shí)所受阻力的計(jì)算公式，并仿真分析了平挖與普通挖掘時(shí)受到的8個(gè)阻力在挖掘過程中的變化規(guī)律。⑶提出以上承梁的反向補(bǔ)償來實(shí)現(xiàn)抓斗平挖的理論，通過仿真探索了實(shí)現(xiàn)平挖較為合理的操作方式，上、下承梁同時(shí)運(yùn)動(dòng)的比例相同時(shí)，挖掘曲線隨著挖掘深度的變化而變化的規(guī)律，同時(shí)研究了上、下承梁同時(shí)運(yùn)動(dòng)的比例不同時(shí)，挖掘相同的平挖深度，各工況的挖掘曲線、挖掘性能參量呈

4、現(xiàn)的特點(diǎn)。研究了當(dāng)挖掘?qū)ο蟊砻娴姆植记闆r為平面或斜面時(shí)，實(shí)現(xiàn)平挖作業(yè)的策略，并以0.2m3長(zhǎng)撐桿雙顎板抓斗為例，闡明了挖掘策略的應(yīng)用方法。⑷通過進(jìn)行平面上抓斗挖掘的試驗(yàn)，獲得了上、下承梁在挖掘過程中運(yùn)動(dòng)關(guān)系和挖掘曲線的特點(diǎn)，研究了抓斗在斜面上挖掘時(shí)挖掘曲線的特點(diǎn)，并通過試驗(yàn)測(cè)量了抓斗在平面上挖掘時(shí)關(guān)鍵部位的作用力。各試驗(yàn)獲得的結(jié)果與仿真得到的結(jié)果基本一致。最后，以0.2m3長(zhǎng)撐桿雙顎板抓斗在平面上和斜面上的平挖挖掘試驗(yàn)及16m3疏浚抓斗