[发明专利]利用三维导向表面降低切削阻力的绞刀齿及其设计方法

权利要求书

1.利用三维导向表面降低切削阻力的方法，其特征在于，

绞刀齿的设计：

该绞刀齿主体是由主切削刃（355）、主面前切削刃（351）、侧面底切削刃（357）构成隆起三维结构；且该绞刀齿主体的主切削面（353）是由主面前切削刃（351）、主切削刃（355）、主面后切削刃（356）共同控制形成收缩导向三维曲面；

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：

所述的三维导向表面，以中间隆起形式的绞刀齿结构设计，使切削土层向齿的一侧迁移，避免在绞刀齿切削表面过长的滑移距离，同时解决了绞刀齿在切削粘土土层时发生在绞刀齿上堆积的问题，降低绞刀齿功率消耗，解决绞刀齿切削粘土时的堆积和功率消耗问题；

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；具体为：

在绞刀切削土层时，首先在齿尖（352）处进行分离；主面前切削刃（351）呈隆起形式的设计，所述主面前切削刃（351）分隔绞刀齿主切削面（353）、侧切削面（354），所述侧切削面（354）与切削相对运动方向平行；主切削面（353）是由主面前切削刃（351）、主切削刃（355）、主面后切削刃（356）共同控制形成收缩导向三维曲面；

挖掘切入过程中，随主切削刃（355）的进一步切入，土层被斜向撕裂，分离的切削物因绞刀齿切入而形成相对运动的作用沿着主切削面（353）进行滑移，滑移土层因绞刀齿主切削面（353）的三维导向作用而向齿内侧滑移，滑移土层最终与绞刀齿分离，减少滑移距离，并且避免在齿根处发生堆积；

满足导向因素包括:

要素一，主面前切削刃（351）在绞刀挖掘过程中起到分向作用，在结构上用于分隔主切削面（353）、侧切削面（354），并与土层首先发生切入运动，随着绞刀进一步切入，因挤压的作用土层被迫向齿的内侧滑动；

要素二，齿尖（352）、主切削刃（355）与侧面底切削刃（357）构成于同一平面底切削面（361），其中底切削面法线方向（362）；所述主面前切削刃（351）与所述的底切削面（361）相交；主切削刃（355）是双曲线形状，相交角度为角β在齿尖（352）处成15度角度，之后逐步增大，最大处成50度角度，角度β增大有利于所切削土层向侧向滑移；侧切削面（354）在切入方向上与运动方向平行；主面后切削刃（356）曲线也是双曲线形状，该主面后切削刃（356）与所述底切削面（361）也相交，相交角度δ在交点处成55度角度，之后逐步增大，最大处成75度，角度δ增大有利于所切削土层向侧向滑移；

要素三，所述齿尖（352）、主面前切削刃（351）、主切削刃（355）、侧面底切削刃（357）共同构成了主切削面（353）、侧切削面（354）两个面的切削分离导向要素，在切削过程中首先齿尖（352）切入，随后各切削特征要素渐进切入，切入阻力小并且渐进变化，切削土层在挤压压力的作用下被沿主切削面（353）、侧切削面（354）两个面滑移。