[发明专利]利用三维导向表面降切削阻力的绞刀头及绞吸装置

说明书

利用三维导向表面降切削阻力的绞刀头及绞吸装置。绞刀头包括安装结构、若干绞刀架32、绞刀梁34、若干绞刀臂33、绞刀齿35；所述安装结构、若干绞刀架、刀架梁34三者构成了绞刀头3的框架结构；所述绞刀齿35通过绞刀臂33搭载固定在绞刀头3外部，绞刀臂33使得绞刀齿35安装方向指向绞刀齿35绕绞刀驱动轴2转动的切线方向。所述绞刀齿35采用三维导向的绞刀齿表面，用以降低绞吸挖泥船绞刀齿切削阻力。由于本发明的绞刀齿35采用三维导向绞刀齿，在绞刀挖掘施工过程中，切入土层是一个渐进切入过程，在切入持续进行过程中，土层在挤压力的作用下向齿的一侧滑移并与绞刀齿分离，因此绞刀齿滑移距离小，避免在齿根处发生堆积。

技术领域

本发明所属疏浚工程及海洋工程施工技术领域。

背景技术

随着经济及社会生活的发展，人类对海洋及海洋资源的探索与利用的需求日益高涨，这些需求促使疏浚工程及海洋工程各个领域快速发展，在疏浚工程中，绞吸挖泥的施工模式是对海底物质施工的典型方式之一，典型装备是绞吸挖泥船，绞吸挖泥船可以用于多种不同土质的疏浚作业，当绞吸挖泥船对待切削土层进行挖掘时，绞刀齿切入土层，迫使土层分离、松动，分离和松动的土层在绞吸挖泥船泥泵的大功率输送下，进入绞刀头吸泥口，后被输送到预定位置，现有绞吸挖泥船提高施工效率的途径的方式是加大绞吸挖泥船装机功率，绞吸挖泥船目前的发展趋势是向配备大功率发动机发展，增大绞刀挖掘力是一种直接想法，这样可以提高绞吸挖泥船作业施工效率，增大绞刀功率固然能够挖掘力，但并没有解决绞刀单位能量作业经济性的问题，绞刀切削土壤的作用是能够分离土层，增大绞刀功率虽然能够使绞刀挖掘施工更加顺利的进行，但并没有使绞刀上作用力降低，作业经济性并没有好转的趋势。

现有绞刀齿结构形式都是以绞刀齿可以切入土层为目的，对土层有切入、分离、输送，实现上述功能也就实现绞刀挖掘作用，从绞刀齿的结构形式可以看到，绞刀齿的结构都是可以分为绞刀齿正面和绞刀齿背面。

从功能上划分，绞刀齿正面是与土层直接接触的结构面，是起主要切削作用的结构，待切削土层与绞刀齿之间出现相互解压，土层发生变形，与绞刀最近的土层受力作用出现分离，与绞刀齿相互接触，沿着绞刀齿正面滑移，最后滑移至齿根或是堆积到一定高度在后续土层的作用下与绞刀齿分离。在这一过程中，绞刀齿的结构使切削土层在绞刀齿结构上滑移距离较大、在绞刀齿的堆积程度较大，这都增大了绞刀齿在绞吸施工过程中的受力情况，增加了绞刀消耗功率。绞刀齿背面是起到支撑作用的结构面，可以使绞刀承受一定作用力而不折断，在绞刀齿切削过程中不断出现磨损。

现有绞刀齿正面结构是设计成平面结构，这种二维平面结构形式仅具有简单的切削作用。在切削过程中，切削土层会沿着相对切削运动方向从绞刀齿齿尖切入，沿着绞刀齿正面从齿尖向齿根方向迁移运动，在绞刀齿挖掘过程中，土层与齿之间相互摩擦距离太长，摩擦力较大，消耗功率较多。同时，挖掘粘土时，堆积部位的粘土在滑移土的挤压下，密度越来越大，强度越来越高，容易造成整个绞刀头的堵塞。因此，现有的疏浚挖泥船用绞吸装置能耗高、作业效率低。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术的不足，公开一种利用三维导向表面降切削阻力的绞刀头及绞吸装置，装置中的绞刀齿35是挖掘泥土的挖掘部件，通过绞刀齿35切入泥土土层起到实现泥土分离、疏松、挖掘的目的，分离的泥土经过水流流动的携带作用被输送的存贮位置，完成绞吸挖掘过程，绞吸作业效率高、能耗低。

本发明所采用的技术方案：

一种疏浚挖泥船用绞刀头3，其特征在于，包括安装结构31、若干绞刀架32、绞刀梁34、若干绞刀臂33、绞刀齿35；

所述安装结构31、若干绞刀架32、刀架梁34三者构成了绞刀头3的框架结构；

所述若干绞刀架32绕绞刀轴线的圆周方向上呈现均匀布置，在所述的框架结构共布置六个绞刀架，设置于安装结构31、绞刀梁34之间；

所述安装结构31与绞刀架32采用焊接形式进行轴侧连接，同时绞刀架32与刀架梁34采用焊接形式进行外侧连接；