[发明专利]一种尖脊曲面耙齿

说明书

技术领域

本发明涉及耙吸挖泥船的耙头配件，尤其是耙齿。

背景技术

耙吸挖泥船的耙头使用的耙齿有凿型齿、凿型冲水齿、尖型齿，耙齿嵌接在耙头的耙齿座上。现有的耙齿在挖掘亚粘土和粘土时会出现挖掘阻力大、入土深度浅、破土效果差、挖掘困难、施工效率低的问题。其原因是亚粘土、粘土的颗粒之间粘结紧密，粘聚力较大，抗剪强度很高，不利于耙齿贯入土壤，导致耙齿挖掘阻力的增大，增加挖掘难度。传统凿型齿的入土截面呈长方形状，挖掘时的对地压力分布在长方形齿面上，由于切削力分散，导致耙齿难以贯入土体，而耙齿贯入土体深度过浅，又容易造成耙头架空，使耙头真空度下降而降低挖掘效率；另一方面，由于凿型齿的齿面呈长方形，即便耙齿能够贯入土体一定的深度，但切削后的土体容易堆积在长方形耙齿齿面的前方，导致耙齿壅土阻力增加，从而增加了耙吸挖泥船的航行阻力。由于亚粘土和粘土的孔隙非常小，高压冲水难以破坏土壤的凝聚力，在工程中常被作为不透水土壤处理，因此凿型冲水齿在挖掘该类土壤时效果也不理想。尖型齿主要应用在挖掘岩石方面，由于其齿形尖锐，具有较强的破坏岩石的能力，但是在挖掘时只有齿尖局部范围的土壤被挖掘，没有产生翻土效果，因此耙齿间的大部分土壤还保持原状，应用在挖掘亚粘土及粘土时效果也不理想。针对亚粘土和粘土之类的粘性土壤，为了增加耙齿的贯入深度，传统的措施主要是加大耙头的重量，其次是安装液压油缸，通过耙头自重以及液压油缸加大耙齿的对地压力，从而增大耙齿的贯入深度。为了减少耙头挖掘阻力对耙吸挖泥船航行的影响，往往提高耙吸挖泥船的装机功率，提高在施工作业时的推进能力。但是，这些措施必将增加疏浚成本。

发明内容

本方法需要解决的技术问题是提供一种在耙头疏浚亚粘土和粘土时可提高挖掘深度的耙齿。

本发明的技术方案采用的耙齿由齿根和齿尖构成，齿尖与齿根浇铸成一体，齿根上端制有台锥形穴用于套在耙齿座上，齿根上端的一侧有用于与耙齿座销槽装配的钩状体，其特征是齿尖的横截面成后侧开放的三角形，齿尖两侧的齿面制成弧面形状，两侧的齿面交汇成齿脊。本发明运用水平直元线法和曲元线法相结合设计了具有尖型齿尖和脊型挖掘曲面的耙齿，这种齿尖形状使耙齿原有切削力较分散的面切削变成较为集中的点线切削，使得耙齿在耙头结构和船机动力不变的情况下产生更大的对地压力，故比传统凿型齿更易贯入土体，同时三角形截面的耙齿切削范围比传统尖型齿更宽，因此能切削更多范围的粘土；其具有弧度的曲线齿面形状减少了原有切削土体在齿面的堆砌情况，切削后的土体在通过该形状的齿面后，具有翻卷效果，使得土体能很轻易的被泵吸走，在减少壅土阻力的同时提高了泵吸效果。

本发明的突出特点是耙齿制有挖掘曲面，挖掘曲面前端有尖锐的挖掘头。前端尖锐形式的设计提高了耙齿挖掘头的对地压力，使得灌入土体较为容易，同时由于耙齿的脊型设计，使得堆土都向两侧分散，而挖掘曲面中后段的变宽设计，使得耙齿在破土后，其灌入土体的曲面受到土体对其产生的下压力，使得耙齿具有向下挖掘的趋势，渐变的曲面还能起到翻土的作用，从而减少了耙齿前端的壅土阻力。因此按本方法制成的耙齿具有较好的挖深能力，在提高破土深度的同时，也减少了传统耙齿在切削同等深度土体时产生的阻力，从而达到提高耙头产量，节约能耗的目的。本耙齿经使用试验，亚粘土及粘土的疏浚浓度提高20％以上。

附图说明

图1是左耙齿(齿根)局部剖视示意图。图2是齿座的示意图。

图3是左耙齿横截面的俯视示意图。图4是右耙齿的示意图。

图5是耙齿安装在耙头活动罩中的正示意图。

具体实施方式

本方法将齿根3和齿尖5浇铸成一体，耙齿(图1)可做成左耙齿(图1)或右耙齿(图4)，左耙齿、右耙齿形状对称，耙齿根部基本成方台锥状，台锥体中心制成一个与齿座前部锥体嵌接配合的台锥形穴2(图1)用于将耙齿套在耙齿座(图2)上；耙齿根部台锥体一侧有一个钩状体1(图1)，该钩状体1套到耙齿座的横向销槽6(图2)后采用插销栓紧耙齿。齿尖的横截面成后侧开放的三角形(图3)，齿尖的三角形截面尖端角度在15°～45°之间；齿尖两侧的齿面成弧面形状，两侧的齿面相交成为齿脊4(图1)。

本方法制成的耙齿(图1或图4)适用的齿座可采用与凿型齿相同的齿座，该齿座基本呈方台锥状，在方台锥的四个棱脚处制有螺旋形圆弧线7(图2)，使耙齿与齿座的嵌接更牢固；耙齿座根部设置销槽用于与耙齿的钩状体嵌入插销；齿座与耙头(图5)活动罩壳11(图5)内的齿杆焊接；耙头中的左耙齿12(图5)和右耙齿13(图5)成对使用，以便抵消仅使用一种耙齿时所产生的横向水平力。