清淤船的设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 摘 要 本文是在充分调查掌握清淤机工作原理的基础上，结合当前国内外清淤机的发展和常德地区地理条件及工作环境，提出适用于农村地区的绞吸式清淤机。阐述了绞吸式清淤机总体设计的内容，其主要内容包括整体结构设计、绞吸式的工作原理、船壳的设计、传动系统的设计、泥浆泵的选型、动力选择、绞吸头的设计及绞笼轴的设计与校核。对其整台机器的生产成本及推广效应做了经济分析和可行性分析。设计中注重实际，在动力机的选择上采用其设计结构合理，刚性大，油耗低，同时还有结构紧凑，造价低，便于安装等优点。研制出来的绞吸式清淤机操 作方便，设计结构合理，不仅带来很大的社会效益，同时带来了很大的经济效益。 关键词 ： 绞吸式清淤机；绞吸头；绞笼轴；泥浆泵； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 is of in in de is to of to In in is is so on of is 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 目 录 中文摘要与关键词 . 1 . 错误 !未定义书签。 第一章 前言 . 2 确清淤船的组成以及其性能 . 4 查产品的工艺性 . 4 内外研究现状 . 5 控水下清淤车 . 5 栖式清淤机（大型铲刮式） . 6 吸水下清淤机 . 9 目的意义及课题来源 . 12 需达到的主要技术指标 . 13 设计的主要内容以及采用的技术路线 . 14 第二章 绞吸式清淤机的技术经济分析 . 15 . 15 业经济效益分析 . 15 企业预算效益 . 16 . 17 第三章 全液压绞吸式清淤机技术设计说明 . 18 . 18 工作原理和结构特点 . 19 工作原理 . 19 结构特点 . 20 主要工作部件设计说明 . 21 动力选择 . 21 整体布局与传动系统设计 . 21 浆泵的选型说明 . 24 船体设计 . 25 绞吸头的设计 . 26 轴的设计计算 . 28 料选择 . 28 初步估算轴的最小直径 . 28 拟定轴上零件的装配方案及轴径 . 29 的校核计算 . 30 轴上的载荷 . 31 连接的选择及校核计算 . 32 . 32 轴器选用要求 . 32 笼轴联轴器的选用设计计算 . 33 移、运输及行走方面的设计 . 34 第四章 设计 总结 . 35 参考文献 . 36 致 谢 . 错误 !未定义书签。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 第一章 前言 目前由于 农村现有养鱼和蓄水的池塘、水库、过水沟渠和游玩场所因多年的漩积使蓄水减少，功能下降 。针对这一问题 而研究推出了一种十分经济且又适宜大小池塘使用的 绞吸式 清淤 船是相当有必要的 。 本设计的 该 船 配有浮船，能在深水池塘或水库内自行游动作业，也可在无水的情况下固定作业， 还可作清水泵和游动吸砂泵使用。 其研究方向确定如下： 确清淤船的组成以及其性能 清淤机由吸淤泵总成、浮船、操纵等三大部分组成，配 1020淤泵是一个集搅切、螺旋、离心于一体的混合泵，当泵在工作中直接潜于水底进入淤层时，通过叶轮前的同步搅刀将沉积的淤泥和杂质搅松切碎，立即被叶轮中部螺旋段的高负压吸入，然后推送至叶轮后部离心段高速甩出。浮船主要起支撑、连接和水上行驶的作用。操纵部分配有液压装置、船体行驶牵引和方向机构，液压升降可根据泥、水深度的变化任意调节。 查产 品的工艺性 对产品进行工艺性的检查，以确认产品的各个细小部分是否符合工艺性条件。设计过程中，要对每一工序做合理的分析，做到低价值，高效率。 对 产 品设计进行工艺性分析和审查，指的是从工艺角度检查 产 品结构的合理性、可加工性，以便使所设计的 产 品符合本企业的制造条件，并力求达到最好的经济效益。 产 品设计工艺性分析审查的主要内容是： 1、技术要求的经济合理性，例如，机械加工的精度、表面粗糙度是否适当； 2、结构关系是否合理，即零部件的继承性如何，结构的规格化与标准化程度如何，应尽量提高已有零部件在新 产 品中的比例 ； 3、材料选择是否经济合理，加工性能是否良好； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 4、在本厂现有设备上能否加工制造，有没有条件采用高效率的先进工艺和先进生 产 组织方式； 5、工艺装备系数是否合理，能否充分利用现有的工艺装备和标准工具。 内外研究现状 纵观我国先阶段清淤机发展，清淤机类型多样，下面列出了几种典型的清淤机样式及其各自的特点。根据各地的具体特点而采取相适应的机型是最有效的节能措施。 控水下清淤车 图 1控水下清淤车 遥控水下清淤车 （见图 1是一种用于中小型河道或其他水系清淤泥的 机械设备。由底盘和安装于底盘上动力机构、工作机构、行走机构和控制机构组成。 表 1控水下清淤车 技术参数 电压 380/220V 功率 30车重量 3T 全车体积 长 2m 排量 40小时 (各种规格 ) 遥控距离 400m 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 车速 10m/分钟 接地比压 平方厘米 自建国以来全国有很多中小型河道多年来未曾清淤，遇有大雨泻洪便会受阻，因此均需清淤。另外近几年来饮用水的短缺，养殖业发展迅速，很多水库鱼、虾池塘也需清淤以增大 蓄水量。因此这种高效、灵活的摇控水下清淤车不受河水深浅了限制，直接可在水下作业。为美化城市建设、改善为类生存环境提供了理想的机械设备。 本专利获得第八届中国专利技术博览会金奖。经世界发明家国际协会专家评审团评定，荣获国际发明金奖。 遥控水下清淤车 技术参数 （见表 1 栖式清淤机（大型铲刮式） 图 1栖式清淤机 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 近年来 ,江苏省水利机械制造总厂为全国水利单位生产优质、高效两栖式清淤机近 2000 台套。是前，该厂在保留以往清淤机优点的基础上研制出 机 增大了挖深和挖掘半径，作业水深可达 ，排距达 120米，同时大提高了挖掘硬土的能力。技术参数见表 1图 1111作性能等。 表 1栖式清淤机技术参数 项目 单位 技术参数 铲斗容量 立方米 作效率 立方米 /小时 54 最大挖掘深度 米 大挖掘半径 米 9 最大卸载高度 米 大爬坡度 度 15 爬行速度 千米 /小时 业水深 米 0小航行水深 米 1 过桥净空 米 2 以上 航速 千米 /小时 57 机重 千克 13500 发动机型号 定功率 0 额定转速 转 /分 80 外形尺寸 (运输 ) 米 长 形尺寸 (航行 ) 米 长 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 图 1两栖式清淤船 图 1 多功能清淤船 表 1 多功能清淤船主要技术参数 型号 总长 型宽 型深 吃水 排距 排高 最大挖深 30 米 7 米 500 米 4 米 图 1 绞吸式挖泥船 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 图 1 绞吸式挖泥船 表 1绞吸式挖泥船技术参数 挖泥船型号 总长 型宽 型深 吃水 排距 排高 最大挖深 80 立方米 /时 00m 3m 6m 120 立方米 /时 28m 7m 500m 4m 8m 200 立方米 /时 500m 4m 10m 350 立方米 /时 650m 4m 自吸水下清淤机 沿海养参业大量的参池，由于日积月累，参池淤积越来越严重，有的参池泥买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 沙淤积太厚，导致池内石块掩埋，参池变浅；有的淤泥太多，导致海藻类大量繁殖，造成参池底部缺氧，环境恶化，淤泥变质，细菌生长；加之大量生长的海藻类妨碍了海参的活动和摄食，使海参生长缓慢、瘦小，严重时，可引起海参死亡减产。海参对药物比较敏感，很难找到合适的药物清除海草，只有彻底清池，改善水质，给海参一个适合生长的环境。 根据养殖户反映的上述情况及养殖户的强烈要求，我们实地进行了广泛的调研，研制出了专利产品参池 专用水下清淤机。该产品适用于参池底部淤泥、淤沙、污泥、藻类杂草小石块等条件下的清淤。经 过 养殖户的使用，该产品现场使用效果受到了广泛的好评，经清淤后的参池，参的生长活动增加，生长良好。 该产品采用特殊设计的内部结构，合理简约，使用方便，易于维修，是参池清淤的理想设备。 自吸水下清淤机分三种类型 1. 自吸离心清淤机 适用于参池淤积污泥、淤沙，池内有少量小石块，少量海藻类的环境条件。 2. 自吸旋流清淤机 适用于参池淤泥中石块较多，海藻类较多的环境条件，该机的特殊结构解决了机体间磨损较快 的问题。 3. 水下摄像监视自吸清淤机 为了解决养殖户需用人员潜入水中清淤的烦恼，根据用户的需要，可配备水下摄像监视系统，是理想的水下清淤机。 上述清淤机根据参池的现场条件，设备动力部分，可配置电动机，也可配置柴油机。 、主要用途 本机为自吸式无堵塞水下清淤机械，适用于河道、鱼塘、港口及水库的清淤挖深。 、技术要点 该机组有 种型号，由自吸泵和吸头组成。工作时，利用装设在吸 头内的高压水或液压旋转装置将水下沉积的淤泥搅成浆，经吸头顶部的吸泥吞口通过工作船上的自吸泵，将泥浆吸送到河岸选定地点。该装置整机买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 接地比压为 并可利用充排水的方法进行调节，以保持吸泥吞口在泥浆中的有效高度，保证泥浆浓度达到预定指标。 主要技术参数为： (1)吸泥深度：水面下 5m； (2)输出泥浆流量： 90m3/h； (3)输出泥浆浓度： 45%； (4)可通过最大颗粒直径： 70 (5)泥浆输送距离 ： 20m； (6)扬程： 12m； (7)吸头行进速度： s； (8)吸头牵引力： 600N(60 1800N .(180kg f)； (9)吸头外型尺寸： m； (10)配用功率： 150 马力 )， 126 马力 )； (11)整机重量： 800 1200 (12)配套工作船： 3 5t 农用船。 、 适用范围 适用于各种河 道、鱼塘、港口及水库的清淤 加 深。清淤工作在水下进行，不需要打坝抽水。工作水深 5m；水面宽度 2 400m，输送距离大时可加装接力泵；工作时只需两人操作；机电两用，特别适合于电源缺乏地区的清淤作业。泥浆输送采用无堵塞泵，解决了水草、杂物缠绕堵塞的影响。 、 预期效益 采用水下清淤机施工，每个台班可吸排含泥量 45%以上泥浆水 700虑到泥浆浓度及开停机及转移场地等诸多因素的影响，最少可折算为 150烂淤土。 该机组每个台班需耗柴、机油费 30 元，机 具折旧费 60 元， 2 人操作人工费用 60 元，合计费用 150 元 /台班。清淤成本单位为 1 元 /淤 1 万 67个台班，共需成本费 1 万元，是人工清淤费用的 1/14。 我国第一台旋耕吸盘式水下清淤机面世 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 一种采用水力冲刷和和旋切相结合的破土方式 旋耕吸盘式水下清淤机前不久在南京通过省级技术鉴定。它的研制成功，填补了我国该机型产品生产的空白。据有关专家介绍，这种清淤机广泛适用于河道中沙土、粘土及硬质粘土、河底碎石、杂草、树枝等复杂河床的清淤，对内河航道、湖泊、码头、盐场、水库、水电厂的清淤、疏浚和农田复垦、积肥都 可做到在不断航的情况下施工作业，具有结构合理、使用方便、易于维修等特点。经江苏省技术监督部门检测，产品各项指标均达到或超过设计指标 ， 施工效率高出同类产品 1 5 倍，清淤成本仅为 “绞吸式 ”或 “抓斗机 ”等老 式疏浚机械的 1 4。 由湖南长沙中联重工科技发展股份有限公司自行研制开发的高浓度环保清淤机日前进入最后的安装调试阶段，预计 2002 年 1 月中旬可到长沙市烈士公园进行 施工 示范。 这台总长 ，高 的清淤机是在公司高浓多相混合料泵送设备设计、制造的优势和丰富经验的基础上，结合水下清淤的具体实际，自主开发的高浓度淤泥泵送装置。其最大挖深可达米，排泥浓度高达。另外，由于配置有浓度传感器和 液压 微动系统，可精确控制水平螺旋绞刀的浓度位置，实现清除薄层淤泥的环保清淤要求，适用 于淤泥、软黏土、砂质土及中等以下硬度的黏土土质。 目的意义及课题来源 池塘、沟港及大型电排渠道的清淤一直是困扰我们洞庭湖区的一个难题。据调查，大部分渔池自六、七十年代投入使用以来，从未清理过淤泥，淤泥深度都在 致水质恶化，鱼病增加，造成产量下降、成本增加，给水产养殖造成了较大的影响。沟港、渠道、河道的淤积给农业及水利事业造成了巨大的危害和不可估量的经济损失。 1996年和 1998年的洪涝灾害就充分说明了这一点（如下图所示）。因此设计一清淤船是很有必要的，根据从农机所得到的调研资料，开始 了对绞吸式清淤船的初步设计，以便能得到更大的改进，达到更好的效果。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 图 1绞吸式清淤船的工作环境 图 1绞吸式清淤船排污口 需达到的主要技术指标 20马力） m） m） 100300 162 217 570 285 245 135 调质 200 217 255 640 355 275 155 60 故其主要失效形式为因疲劳强度不足而产疲劳断裂，有时还将产生塑性变形，脆性断裂、磨损和振动等失效形式，因此，考虑多方面要求以及韧性，耐磨性和加工工艺性等要求，选择 45# ，调质处理。 初步估算轴的最小直径 用扭转强度法，对于既受转矩又受变矩的转轴而言，若转轴的结构没有确定，轴上零件的位置和支撑跨距无法 确定，而本设计的绞笼轴，两端都处于运动中，承受变应力，变载荷；由己知得 P n 800r/扭转强度法来估算轴的最小轴径；查轴常用材料的 及 C 值，表如下： 表 3轴常用材料的 及 C 值 轴的材料 20 35 45 4035 /5 25 20 35 25 45 35 55 C 149 126 135 112 126 103 112 97 由于选用功率为 输出到轴上的功率为 速为买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 29 800r/ 按 6式 15 2 根据 6表 1512 故： d 30 0d =要注意的是，利用上式计算得到的直径为轴的最小直径，若该段轴上有键槽，应适当放大轴的直径，以考虑键槽对轴强度的削弱影响，然后再将其圆整为标准直径。 由于考虑到 定可靠； 量减小应力集中，并有利于提高轴的强度和刚度。 拟定轴上零件的装配方案及轴径 因为绞笼轴一端与万向节相连，另一端与绞吸头相连，考虑能使绞吸头固定在轴上，能与轴一起运动，故在轴上开键槽，为了保证绞头不随键方向滑落，在轴端安装两个螺母，起到拧紧固定作用。其它轴端部分起到传动作用；考虑到加工问题，将轴分为台阶轴，从左到右分别为 图 3绞笼轴 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 30 i. 来固定绞吸头。 段长为 60 到固定绞吸头的作用。 到传递作用。 v. 万向节相连，起到连接，传递转矩的作用。 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 1. 8径为 24 2. 0径为 30 3. 8径为 35 4. 10径为 40 5. 径为 35 6. 度为 径为 25（开槽）。 的校核计算 轴的计算通常都是在初步完成结构设计之后进行校核计算，计算准则是满足轴的强度或刚度要求，必要时还应校核轴的振动稳定性。 轴的强度校核计算时，应根据轴的具体受载及应力情况，采取相应的计算方法，并恰当地选取其许用应力。对于仅仅（或主要）承受扭矩的轴（传动轴），应按扭转强度条件计算；对于只承受弯矩的轴（心轴），应按弯曲强度条件计算；对于既承受弯矩又承受扭 矩的轴（转轴），应按弯扭合成强度条件进行计算，需要时还应按疲劳强度条件进行精确校核。此外，对于瞬时过载很大或应力循环不对称较为严重的轴，还应按峰尖载荷校核其静强度，以免产生过量的塑性变形。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 31 轴上的载荷 由于绞笼轴只考虑自重，所受的弯矩较小，可以忽略，主要承受扭矩，则用降低许用扭转切应力的办法予以考虑。 抽的扭转强度条件为： 5 0 0 0 0 式中： T 扭转切应力，单位为 T 轴所受的扭矩，单位为 轴的抗扭截面系数，单位为 3 N 轴的转速，单位为 r/ P 轴传递的功率，单位为 D 计算截面处轴的直径，单位为 T 许用扭转切应力，单位为 表 3 表 35 钢轴的 T 及0轴的材料 45 T /545 003 因此可得： 5 0 0 0 5 0 0 0 033故根据扭转强度校核安全。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 32 连接的选择及校核计算 表 3 代号 直径 （ 工作长度 （ 工作高度 （ 转矩 （ N m） 极限应力 （ 绞笼轴 12 8 60（双头） 70 50 6 1600 于键采用静联接，冲击轻微，而配合的键槽、键均的强度都是 45#以上，所以许用挤压应力为 1 1 0p M P ，所以上述键皆安全。 轴器的选择 轴器选用要求 在选择标准联轴器时应根据使用要求和工作条件，如承载能力、转速、两轴相对位移、缓冲吸振以及装拆、维修更换易损元件等综合分析来确定。具体选择时可考虑以下因素： i原动机和工作机的机械特性 原动机的类型不同，其输出功率和转速，有的是平稳恒定的，有的是波动不均匀的，而各种工作机的载荷 性质差异更大，有的甚至是强烈冲击或振动，这将直接影响联轴器类型的选择，是选型的主要依据之一。对于载荷为平稳的，可选用刚性联轴器，否则宜选用挠性联轴器。 轴器连接的轴系及其运转情况 对于连接轴系的质量大、转动惯量大，而又经常启动、变速或反转的，应考虑选用能承受较大瞬时过载，并能缓冲吸振的联轴器。 作机的转速高低 对于需高速运转的两轴连接，应考虑选择联轴器的结构具有高平衡精度特性，以削除离心力产生的振动和噪声，避免相关元件因磨损和发热而降低传动质量和使用寿命。 轴器的对中和对保持程度 保持良好的对中是正常运转的前提，可防止产生过大附加载荷及其他不良工况。选择的联轴器不但要补偿安装时难免存在的一定相对偏差，还应预计到能补偿两轴在运转中出现的相对位移。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 33 v联轴器的结构及工作特性 联轴器的外形尺寸，安装、拆卸所需的空间大小和难易程度以及对维护的要求等都应与连接装置的具体配置和要求相适应。 轴器的可靠性、使用寿命和工作 环境 对于要求运转可靠，不允许运转工作临时中断的传动，最好选用不需润滑、无非金属弹性元件的联轴器。高温和含有腐蚀性介质的场所应避免使用橡胶弹性元件的联轴器。有灰尘、潮湿的环境应使用有罩壳的联轴器。 轴器的制造、安装和维护的成本。 由于弹性联轴器的诸多优点，所以考虑选用它。 笼轴联轴器的选用设计计算 联轴器的品种、型式、规格很多，每一种都有各自的特点和适用范围，其中常用的已经标准化，一般情况下，设计人员无需自行设计，只需要根据工作条件和工作要求选择合适的 类型，然后按照轴的直径 d、转速 n 和计算转矩 T 从标准中选择所需要的型号和尺寸，必要时对少数关键零件作校核计算。在选择和计算联轴器时，传递的最大转矩应考虑启动时的惯性力矩以及过载等因素，一般以联轴器所需传递的计算转矩 T 小于所选联轴器的许用转矩 T为原则。 由于传动轴系载荷变化性质不同以及联轴器本身的结构特点和性能不同，联轴器实际传递的转矩与传动轴系理论上所需传递的转矩不同，但确定机器的这些载荷往往需要繁琐的计算。因此，当最大转矩不易准确计算时，通常可把名义工作转矩乘以一些影响系数来考虑这些因素的影响。考虑了影 响系数之后计算转矩T 为： 由于装置为一般减速器，原动机为柴油机，考虑到转矩变化较大，所以工作情况系数为 。 计算转矩为 1 4 01 7 0 0 所以考虑选用弹性柱销联轴器 但由于联轴器一端与柴油机相连，其孔径受柴油机外联接轴径限制，所以选用 其主要参数如下： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 34 材料 称转矩 孔直径1 30d 装配尺寸 60A 半联轴器厚 38b （ 17 移、运输及行走方面的设计 此种带水作业的水上清淤机存在的主要问题之一就是池塘间转移及运输上、下车时的困难，由于整个船结构质量在 800右，要 15 20 人才能搬动，在池塘中搬起来更是难上加难，使清淤机在农村的使用和推广受到一定的限制。 为了解决这一问题，同时又不要增加很多成本，因此，我们设计了能快装折陆地行走机构，也 就是在船底部插装 6 个铁芯轮，中间一对，轮子轴线布置在船体质心附近，同时设计了一幅专门的滑道，可折叠，上、下车时可将滑道搭在车箱后，船体沿滑道推进车箱，下车时沿滑道滑下。放入池塘的过程也基本上如此，这样就使大的部件也无需拆卸，极大的方便了工作地点的转移和运输。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 35 第四章 设计 总结 本次设计 ， 是大学的全部基础课、技术基础课程以及全部专业课程和生产实习的综合。这是我们在进行毕业之前对所学各课程的一次深入的综合性的总复习 ,也是一次理论联系实际的锻炼。它在我们四年的大学生活学习中占有很重要的地位。 在此次毕业设计中我对自己未来将从事的工作进行了一次适应性训练 ,从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力 ,为今后参加祖国的现代化建设打下了一个良好的基础。 本次设计查阅了有关手册、教材，并在互联网上进行文献检索，采用了计算机辅助设计，对各个重要步骤进行了详细计算和说明 ,必要处都有校核。装配图和零件图按照国家机械制图标准和模具设计的习惯画法绘制 ,通过这次设计，我进一步熟悉了有关标准、规范、技术文件和设计说明书的编写，分析问题、解决问题的能力得到了提高，能够综合运用所学知识解决一些实际生产问题。圆满地完成了本次毕业设 计。 这次设计中我最大的感受是：理论与实践必须相结合，只有将正确的理论应用于实践中，才能真正发挥理论的价值，才能更深刻地了解和掌握理论的真正内涵，而要做到理论与实践相结合必须有一定的理论基础和丰富的实践经验。在这方面，我很欠缺，还在待于在日后的进一步学习和工作中来弥补和提高。此外，设计工作是一项繁重的工作，必须具有严谨细致的工作作风和顽强的决心和毅力。对软件的要求也很高，而软件的熟悉必须通过不断的练习，最好使用快捷键。必要时可以在一些专业论坛里向前辈请教。 由于能力所限 ,经验不足，设计中尚有许多不足之处 ,恳 请各位老师给予指教。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 36 参考文献 主要参考资料 ： 1孙恒