針對絞吸挖泥船在挖巖施工過程中絞刀荷載難以定量確定的問題,建立刀齒的坐標(biāo)模型,根據(jù)施工參數(shù)判定刀齒大圈切削狀態(tài),利用單齒切削巖石的荷載模型建立絞刀整體的荷載分析模型,計(jì)算絞刀在不同轉(zhuǎn)動速度、橫移速度、姿態(tài)角度和巖層厚度等工況下的橫向力、豎向力、縱向力以及絞刀功率情況,每種工況以正刀和反刀兩種姿態(tài)進(jìn)行分析。結(jié)果表明,無論正刀還是反刀施工,絞刀的轉(zhuǎn)動速度和橫移速度都對絞刀的功率消耗產(chǎn)生正相關(guān)影響,絞刀的姿態(tài)和泥層切削厚度對絞刀荷載的影響最大。

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【部分圖文】：

圖1絞刀坐標(biāo)系和刀齒坐標(biāo)系

坐標(biāo)系用于準(zhǔn)確地描述絞刀齒的位置變化，通過坐標(biāo)變換的方式得到任意時刻所有刀齒三維坐標(biāo)。以絞刀齒為研究對象，建立絞刀坐標(biāo)系oxyz和刀齒坐標(biāo)系o"-τna(圖1)。坐標(biāo)系o-xyz滿足右手直角坐標(biāo)系，其原點(diǎn)為絞刀大圈上平面和絞刀軸線的交點(diǎn)，x軸沿橫移方向(正方向朝右)，y軸沿著豎向....

圖2絞刀切削巖石

式中:κi為第i號刀齒的齒型弧度角;θit為第i個刀齒t時刻轉(zhuǎn)過的角度;n為鉸刀轉(zhuǎn)速;其他參數(shù)同前。用Fτit、Fait和Fnit分別表示被切削巖石對刀齒的作用力，分別為第i個刀齒t時刻在絞刀隨動坐標(biāo)系下n、τ和a軸方向的受力，其表達(dá)形式為:

圖3反刀-不同轉(zhuǎn)速絞刀各參數(shù)曲線

反刀作用下不同轉(zhuǎn)速的絞刀參數(shù)曲線如圖3所示。不同絞刀轉(zhuǎn)速的絞刀功率均呈現(xiàn)相同的周期性波動，變化趨勢一致，絞刀轉(zhuǎn)速越高，絞刀功率越大。絞刀轉(zhuǎn)速為30r?min時，功率范圍在3～4MW，峰值達(dá)到4.2MW。隨著絞刀轉(zhuǎn)速的增加，橫向力和豎向力均減小，而縱向力稍有增加。絞刀的3個方....

圖5反刀-不同橫移速度絞刀功率和橫向力曲線

反刀作用下不同橫移速度的絞刀功率和橫向力曲線如圖5所示。不同的絞刀橫移速度，絞刀功率均呈現(xiàn)相同的周期性波動，變化趨勢一致，絞刀轉(zhuǎn)速越高，絞刀功率消耗越大。絞刀橫移速度為10m?min時，功率范圍在3.0～4.2MW。而當(dāng)絞刀的橫移速度達(dá)到15m?min時，功率范圍在3.5～....

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