[發明專利]耙吸挖泥船滾刀耙頭試驗方法

有效

• 申請號: 201910295582.3
• 申請日: 2019-04-12
• 公開（公告）號: CN110044593B
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發明（設計）人: 尹立明;洪國軍;冒小丹;江帥;劉若元;周忠瑋;舒敏驊;尹紀富;李煒;孫奕映;施紹剛;陸寅松
• 申請（專利權）人: 中交疏浚技術裝備國家工程研究中心有限公司
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00;G01D21/02
• 代理公司: 上海科律專利代理事務所(特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 葉鳳;李耀霞

1.一種耙吸挖泥船滾刀耙頭試驗方法，利用耙吸挖泥船滾刀耙頭試驗系統測力扭矩、轉速、功率、角度及其匹配特性施工參數，其特征在于，包括如下過程：

(1)當需要針對某種泥土開展滾刀耙頭參數標定試驗，根據試驗需求制定試驗計劃，在波流水槽中鋪設試驗泥土，安裝調試試驗系統；

(2)調節桁車和擺動架，使耙齒移動到預定的位置，安裝在耙齒滾筒上的耙齒與波流水槽中的試驗泥土接觸；

(3)根據試驗土質選定扭矩角度傳感器的檔位，中質黏土及以下便于疏浚泥土采用低扭矩檔位，其他泥土采用高扭矩檔位，設定驅動航速和耙齒滾筒轉速；

(4)啟動驅動模塊和測量模塊，桁車以系統設定航速沿波流水槽向前移動，通過耙臂帶動與之連接的擺動架及擺動架上安裝的部件以相同速度向前移動，與試驗泥土接觸的耙齒受到摩擦力的作用，使得耙齒滾筒繞軸承轉動，帶動耙齒轉動前進，切削試驗泥土；

(5)在耙吸挖泥船滾刀耙頭試驗系統前進切削試驗泥土的試驗過程中，固定在支撐架上的扭矩角度傳感器實時采集滾刀的扭矩、轉速和耙齒轉動過程中相對垂向的角度，并將這些數據傳輸到采集卡記錄，與之對應的航速也同時匹配記錄；

(6)計算耙齒切削的功率和泥土挖掘量；

(6.1)根據滾刀的扭矩和轉速計算耙齒切削的功率并記錄；

(6.2)根據航速和滾刀的轉速設計滾刀滾齒運動軌跡方程并繪制滾刀滾齒運動軌跡曲線，確定泥土挖掘量；

(7)調整單參數變化，即在同一驅動航速下調整耙齒滾筒轉速，完成單參數測量，并根據泥土挖掘量判定試驗合規性，在試驗合規的情況下，繼續多組試驗，記錄不同組合的滾刀耙頭航速、扭矩、轉速、功率、角度和泥土挖掘量數據，進而根據泥土挖掘量和耙齒切削的功率針對設計航速匹配出滾刀的最佳扭矩和最佳轉速范圍，完成參數標定，在試驗不合規的情況下，回到步驟(3)重新設定驅動航速和耙齒滾筒轉速進行試驗。

2.根據權利要求1所述的耙吸挖泥船滾刀耙頭試驗方法，其特征在于：步驟(6.2)所述的滾刀滾齒運動軌跡方程如下：

x_k＝-x₀-R·sin[wt+2π/z·(k-1)]

y_k＝-R·cos[wt+2π/z·(k-1)]

其中，x₀表示航速引起的水平位移，x_k表示第k排，耙齒在前進方向上移動的水平距離，k＝1～z，y_k表示第k排耙齒距離泥面的高度，R表示從耙齒滾筒中心到耙齒的半徑，w表示耙齒滾筒轉動的角速度，t表示運動的時間，z表示耙齒滾筒截面上耙齒的總排數。

3.根據權利要求1所述的耙吸挖泥船滾刀耙頭試驗方法，其特征在于：所述參數標定所選參數為滾刀繞軸線滾動圓周運動參數和滾刀水平橫移進給運動參數，滾動圓周運動參數對應于滾刀的轉速；滾刀水平橫移進給運動參數對應于航速；

航速作為已知條件，同一航速下不同滾刀轉速對應著不同的功率和泥土挖掘量，以泥土挖掘量作為一個考核指標，挖掘量需要達到某一比例以上，才是有效的轉動切削，通過試驗記錄的多組數據匹配得到標定結論為：在某一航速a m/s下，滾刀的轉速在≥b r/min才能達到一定比例(％)的轉動挖掘量。

4.根據權利要求3所述的耙吸挖泥船滾刀耙頭試驗方法，其特征在于還包括：在確定最佳滾刀轉速范圍后，進一步，考慮耙齒切削的功率，即最優工作效率，進而得到滾刀的最佳轉速。