[发明专利]耙吸挖泥船滚刀耙头试验系统

说明书

本发明提供一种耙吸挖泥船滚刀耙头试验系统，属于疏浚工程试验技术领域。本发明提供的耙吸挖泥船滚刀耙头试验系统，包括支撑架、耙齿、耙齿滚筒、扭矩角度传感器、滚筒联轴器、马达联轴器、液压马达、摆动架、旋转接头、桁车、耙臂、高压水泵、采集卡、处理终端；其能够测力扭矩、转速、功率及其匹配特性等参数，并判断测量结果的合规性并匹配最佳施工参数，完成标定试验。本发明的有益效果在于：有效解决滚刀耙头安装不同种类耙齿对多种土质的切削试验和不同工况下滚刀的扭矩、转速、功率、角度多参数测量问题，可以从试验中研究耙齿滚动转速、横移速度以及施工土质的关系，总结规律，为研究高效的滚刀耙头挖掘泥土装置提供参考。

技术领域

本发明属于疏浚工程试验技术领域，涉及一种耙吸挖泥船滚刀耙头试验系统。

背景技术

耙吸挖泥船是疏浚工程领域使用最广泛的一种船型，传统型耙头是其在水下挖掘泥土、砂石等土质的主要设备。传统耙头是在活动罩下整排装配耙齿，作业时耙齿在耙头自重和弹簧支杆压力作用下嵌入泥土中，随后受耙臂拉动破碎泥土。工程实践中发现传统耙头在挖掘岩石等坚硬土质时，耙齿的破土能力受到限制，耙齿切削能力不足，同时挖掘深度有限，挖泥船施工效率大大降低。

为了解决上述问题，提高耙头施工效率，对传统耙头挖掘泥土方式进行改进，提出了滚刀耙头的设计，即将耙齿安装在滚筒上，耙齿挖掘泥土时做旋转和平移运动，增大耙齿切削泥土的切削力。对于滚刀耙头，耙头的设计航速、滚筒转速、扭矩的大小选择尤为重要。

目前，滚刀耙头在实际耙吸挖泥船施工过程中存在挖掘功率不匹配、挖掘作业面不平整，甚至是难以用于某些施工工况作业环境，原因在于尚未具备耙吸挖泥船滚刀耙头的施工参数标定的实验能力，未能研发出标定滚刀耙头施工参数的试验系统，即无法针对作业泥土性质和耙吸挖泥船航行速度提出高效率的滚刀耙头转速，因此开展相应试验系统的研究至关重要。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有技术的不足，提供一种耙吸挖泥船滚刀耙头试验系统，能够测力扭矩、转速、功率、角度及其匹配特性等参数，并通过试验研究滚刀耙头设计中耙头航速、滚刀转速、扭矩大小选择与作业土质的匹配关系，为设计高效的滚刀耙头提供参考。

为了实现上述目标，本发明提供了如下技术方案：

一种耙吸挖泥船滚刀耙头试验系统，包括支撑架、耙齿、耙齿滚筒、扭矩角度传感器、滚筒联轴器、马达联轴器、液压马达、摆动架、旋转接头、桁车、耙臂、高压水泵、采集卡、处理终端。

液压马达、扭矩角度传感器、耙齿滚筒依次安装在支撑架下方，且液压马达的输出轴通过马达联轴器与扭矩角度传感器的输入轴连接，扭矩角度传感器的输出轴通过滚筒联轴器与耙齿滚筒的一端连接；耙齿滚筒的外侧装配有若干排耙齿，且耙齿滚筒可绕其轴线转动，并带动耙齿切削泥土；耙齿滚筒的另一端通过旋转接头与高压水泵连接，且耙齿滚筒的表面沿轴向设置有一定数量的喷嘴，高压水泵向耙齿滚筒内输入高压水并经喷嘴喷出，达到清洁耙齿和辅助切割泥土的功能。

进一步，支撑架安装在摆动架下方，桁车通过耙臂与摆动架连接，摆动架可以绕其水平轴转动，并带动整个装置摆动；桁车底部装有滑轮，可在试验平台波流水槽上航行，波流水槽底部铺设有试验泥土。

进一步，摆动架可以绕其自身的水平轴转动，带动整个试验系统摆动，以垂向为0°，转动角度为0°～50°。

进一步，耙齿滚筒为圆筒形结构，可绕其自身中心轴线做转动，耙齿滚筒的表面沿轴向设置有一定数量的喷嘴，工作中由喷嘴喷射高压水。

进一步，耙齿滚筒的两端通过轴承和轴承座限位，且所述轴承座固定安装在支撑架下方。

进一步，轴承为滚动轴承，其两端带有橡胶密封，可在水下工作。