喜歡這套資料就充值下載吧。。。資源目錄里展示的都可在線預覽哦。。。下載后都有，，請放心下載，，文件全都包含在內，，【有疑問咨詢QQ:1064457796 或 1304139763】
===========================================喜歡這套資料就充值下載吧。。。資源目錄里展示的都可在線預覽哦。。。下載后都有，，請放心下載，，文件全都包含在內，，【有疑問咨詢QQ:1064457796 或 1304139763】
===========================================
中文摘要與關鍵詞
?
摘 要：本文是在充分調查掌握清淤機工作原理的基礎上，結合當前國內外清淤機的發(fā)展和常德地區(qū)地理條件及工作環(huán)境，提出適用于農村地區(qū)的絞吸式清淤機。闡述了絞吸式清淤機總體設計的內容，其主要內容包括整體結構設計、絞吸式的工作原理、船殼的設計、傳動系統的設計、泥漿泵的選型、動力選擇、絞吸頭的設計及絞籠軸的設計與校核。對其整臺機器的生產成本及推廣效應做了經濟分析和可行性分析。設計中注重實際，在動力機的選擇上采用其設計結構合理，剛性大，油耗低，同時還有結構緊湊，造價低，便于安裝等優(yōu)點。研制出來的絞吸式清淤機操作方便，設計結構合理，不僅帶來很大的社會效益，同時帶來了很大的經濟效益。
關鍵詞：絞吸式清淤機；絞吸頭；絞籠軸；泥漿泵；ZH1110柴油機
Abstract and keywords
Abstract: This article is grasps the clear silt machine principle of work in the full investigation in the foundation, the union current domestic and foreign clear silt machine development with the Chang de area geography condition and the working conditions, proposed is suitable twists to the countryside area attracts the type clear silt machine. Elaborated twists attracts the type clear silt machine system design the content, its main content including the overall construction design, twists the attracting -like principle of work, the hull design, the transmission system design，The sludge pump shaping, the power choice, twists attracts the head the design and twists the cage axis the design and the examination. Have made the economic analysis and the feasibility analysis to its entire machine production cost and the promoted effect. In the design the attention reality, uses its design structure in the engine choice reasonably, rigidity big, oil consumption low, meanwhile has the structure compact, the construction cost is low, is advantageous for merit and so on installment.
Develops twists attracts the type clear silt machine ease of operation, the design structure is reasonable, not only brings the very big social efficiency, simultaneously has brought the very big economic efficiency.
Key words: Twists attracts the type clear silt machine; Twists attracts the head; Twists the cage axis; Sludge pump; ZH1110 diesel engine
第一章 前言
目前由于農村現有養(yǎng)魚和蓄水的池塘、水庫、過水溝渠和游玩場所因多年的漩積使蓄水減少，功能下降。針對這一問題而研究推出了一種十分經濟且又適宜大小池塘使用的絞吸式清淤船是相當有必要的。本設計的該船配有浮船，能在深水池塘或水庫內自行游動作業(yè)，也可在無水的情況下固定作業(yè)，還可作清水泵和游動吸砂泵使用。其研究方向確定如下：
1.1 明確清淤船的組成以及其性能
清淤機由吸淤泵總成、浮船、操縱等三大部分組成，配10~20kW的電動機或柴油機為動力。吸淤泵是一個集攪切、螺旋、離心于一體的混合泵，當泵在工作中直接潛于水底進入淤層時，通過葉輪前的同步攪刀將沉積的淤泥和雜質攪松切碎，立即被葉輪中部螺旋段的高負壓吸入，然后推送至葉輪后部離心段高速甩出。浮船主要起支撐、連接和水上行駛的作用。操縱部分配有液壓裝置、船體行駛牽引和方向機構，液壓升降可根據泥、水深度的變化任意調節(jié)。
1.2 檢查產品的工藝性
對產品進行工藝性的檢查，以確認產品的各個細小部分是否符合工藝性條件。設計過程中，要對每一工序做合理的分析，做到低價值，高效率。對產品設計進行工藝性分析和審查，指的是從工藝角度檢查產品結構的合理性、可加工性，以便使所設計的產品符合本企業(yè)的制造條件，并力求達到最好的經濟效益。
產品設計工藝性分析審查的主要內容是：
1、技術要求的經濟合理性，例如，機械加工的精度、表面粗糙度是否適當；
2、結構關系是否合理，即零部件的繼承性如何，結構的規(guī)格化與標準化程度如何，應盡量提高已有零部件在新產品中的比例；
3、材料選擇是否經濟合理，加工性能是否良好；
4、在本廠現有設備上能否加工制造，有沒有條件采用高效率的先進工藝和先進生產組織方式；
5、工藝裝備系數是否合理，能否充分利用現有的工藝裝備和標準工具。
1.3 國內外研究現狀
縱觀我國先階段清淤機發(fā)展，清淤機類型多樣，下面列出了幾種典型的清淤機樣式及其各自的特點。根據各地的具體特點而采取相適應的機型是最有效的節(jié)能措施。
1.3.1 遙控水下清淤車
圖1-1 遙控水下清淤車
遙控水下清淤車（見圖1-1）是一種用于中小型河道或其他水系清淤泥的機械設備。由底盤和安裝于底盤上動力機構、工作機構、行走機構和控制機構組成。
?? 表1-1 遙控水下清淤車技術參數
電壓
380/220V
功率
30KW
全車重量
3T
全車體積
長4.7m 寬2.4m 高2m
排量
40-300立方米/小時(各種規(guī)格)
遙控距離
400m
車速
10m/分鐘
接地比壓
0.06公斤/平方厘米
自建國以來全國有很多中小型河道多年來未曾清淤，遇有大雨瀉洪便會受阻，因此均需清淤。另外近幾年來飲用水的短缺，養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅速，很多水庫魚、蝦池塘也需清淤以增大蓄水量。因此這種高效、靈活的搖控水下清淤車不受河水深淺了限制，直接可在水下作業(yè)。為美化城市建設、改善為類生存環(huán)境提供了理想的機械設備。
??? 本專利獲得第八屆中國專利技術博覽會金獎。經世界發(fā)明家國際協會專家評審團評定，榮獲國際發(fā)明金獎。
遙控水下清淤車技術參數（見表1-1）
1.3.2 兩棲式清淤機（大型鏟刮式）
圖1-2 兩棲式清淤機
近年來,江蘇省水利機械制造總廠為全國水利單位生產優(yōu)質、高效兩棲式清淤機近2000臺套。是前，該廠在保留以往清淤機優(yōu)點的基礎上研制出SLQYX-40型斗輪式清淤機。該機增大了挖深和挖掘半徑，作業(yè)水深可達2.5米，排距達120米，同時大提高了挖掘硬土的能力。技術參數見表1-2，從圖1-2、1-3、1-4、1-5可以了解到不同型號的清淤機的外形結構，工作性能等。
表1-2 兩棲式清淤機技術參數
項目
單位
技術參數
鏟斗容量
立方米
0.4
工作效率
立方米/小時
54
最大挖掘深度
米
3.5
最大挖掘半徑
米
9
最大卸載高度
米
7.5
最大爬坡度
度
15
爬行速度
千米/小時
0.5
作業(yè)水深
米
0~2.5
最小航行水深
米
1
過橋凈空
米
2以上
航速
千米/小時
5~7
機重
千克
13500
發(fā)動機型號
F6L912G26
額定功率
KW
60
額定轉速
轉/分
80
外形尺寸(運輸)
米
長7.5*寬2.6*高2.7
外形尺寸(航行)
米
長7.5*寬3.8*高2.5
圖1-3 兩棲式清淤船
圖1-4 多功能清淤船
表1-3 多功能清淤船主要技術參數
型號
總長
型寬
型深
吃水
排距
排高
最大挖深
STWD80型
30米
7米
2.5米
1.3米
500米
4米
5.5米
圖1-5 絞吸式挖泥船
圖1-6 絞吸式挖泥船
表1-4 絞吸式挖泥船技術參數
挖泥船型號
總長
型寬
型深
吃水
排距
排高
最大挖深
80立方米/時
26.7m
6.25m
1.30m
0.80m
500m
3m
6m
120立方米/時
28m
7m
1.76m
1.08m
2500m
4m
8m
200立方米/時
28.7m
7.60m
1.90m
1.30m
1500m
4m
10m
350立方米/時
38.2m
8.60m
2.10m
1.25m
1650m
4m
12.5m
1.3.3 自吸水下清淤機
沿海養(yǎng)參業(yè)大量的參池，由于日積月累，參池淤積越來越嚴重，有的參池泥沙淤積太厚，導致池內石塊掩埋，參池變淺；有的淤泥太多，導致海藻類大量繁殖，造成參池底部缺氧，環(huán)境惡化，淤泥變質，細菌生長；加之大量生長的海藻類妨礙了海參的活動和攝食，使海參生長緩慢、瘦小，嚴重時，可引起海參死亡減產。海參對藥物比較敏感，很難找到合適的藥物清除海草，只有徹底清池，改善水質，給海參一個適合生長的環(huán)境。
根據養(yǎng)殖戶反映的上述情況及養(yǎng)殖戶的強烈要求，我們實地進行了廣泛的調研，研制出了專利產品參池專用水下清淤機。該產品適用于參池底部淤泥、淤沙、污泥、藻類雜草小石塊等條件下的清淤。經過養(yǎng)殖戶的使用，該產品現場使用效果受到了廣泛的好評，經清淤后的參池，參的生長活動增加，生長良好。
該產品采用特殊設計的內部結構，合理簡約，使用方便，易于維修，是參池清淤的理想設備。
自吸水下清淤機分三種類型
1.?自吸離心清淤機
適用于參池淤積污泥、淤沙，池內有少量小石塊，少量海藻類的環(huán)境條件。
2.?自吸旋流清淤機
適用于參池淤泥中石塊較多，海藻類較多的環(huán)境條件，該機的特殊結構解決了機體間磨損較快的問題。
3.?水下攝像監(jiān)視自吸清淤機
為了解決養(yǎng)殖戶需用人員潛入水中清淤的煩惱，根據用戶的需要，可配備水下攝像監(jiān)視系統，是理想的水下清淤機。
上述清淤機根據參池的現場條件，設備動力部分，可配置電動機，也可配置柴油機。
⑴、主要用途
??? 本機為自吸式無堵塞水下清淤機械，適用于河道、魚塘、港口及水庫的清淤挖深。
⑵、技術要點
? 該機組有XSQ90-5及XYQ90-5兩種型號，由自吸泵和吸頭組成。工作時，利用裝設在吸頭內的高壓水或液壓旋轉裝置將水下沉積的淤泥攪成漿，經吸頭頂部的吸泥吞口通過工作船上的自吸泵，將泥漿吸送到河岸選定地點。該裝置整機接地比壓為0.40.kN/cm2(0.04～0.05kgf/cm2)。并可利用充排水的方法進行調節(jié)，以保持吸泥吞口在泥漿中的有效高度，保證泥漿濃度達到預定指標。
主要技術參數為：
(1)吸泥深度：水面下≤5m；
(2)輸出泥漿流量：90m3/h；
(3)輸出泥漿濃度：>45%；
(4)可通過最大顆粒直徑：70mm；
(5)泥漿輸送距離：20m；
(6)揚程：12m；
(7)吸頭行進速度：0.6m/s；
(8)吸頭牽引力：XSQ型600N(60kgf)，XYQ型1800N .(180kg f)；
(9)吸頭外型尺寸：0.5m×1.6m×2m；
(10)配用功率：XSQ型15kW(20馬力)，XYQ型12kW(16馬力)；
(11)整機重量：XSQ型800kg，SYQ型1200kg；
(12)配套工作船：3～5t農用船。
⑶、適用范圍
??? 適用于各種河道、魚塘、港口及水庫的清淤加深。清淤工作在水下進行，不需要打壩抽水。工作水深0.5～5m；水面寬度2～400m，輸送距離大時可加裝接力泵；工作時只需兩人操作；機電兩用，特別適合于電源缺乏地區(qū)的清淤作業(yè)。泥漿輸送采用無堵塞泵，解決了水草、雜物纏繞堵塞的影響。
⑷、預期效益
??? 采用水下清淤機施工，每個臺班可吸排含泥量45%以上泥漿水700m3，考慮到泥漿濃度及開停機及轉移場地等諸多因素的影響，最少可折算為150IV2級爛淤土。
??? 該機組每個臺班需耗柴、機油費30元，機具折舊費60元，2人操作人工費用60元，合計費用150元/臺班。清淤成本單位為1元/m3，清淤1萬m3需67個臺班，共需成本費1萬元，是人工清淤費用的1/14。
我國第一臺旋耕吸盤式水下清淤機面世
一種采用水力沖刷和和旋切相結合的破土方式——旋耕吸盤式水下清淤機前不久在南京通過省級技術鑒定。它的研制成功，填補了我國該機型產品生產的空白。據有關專家介紹，這種清淤機廣泛適用于河道中沙土、粘土及硬質粘土、河底碎石、雜草、樹枝等復雜河床的清淤，對內河航道、湖泊、碼頭、鹽場、水庫、水電廠的清淤、疏浚和農田復墾、積肥都可做到在不斷航的情況下施工作業(yè)，具有結構合理、使用方便、易于維修等特點。經江蘇省技術監(jiān)督部門檢測，產品各項指標均達到或超過設計指標，施工效率高出同類產品1．5倍，清淤成本僅為“絞吸式”或“抓斗機”等老式疏浚機械的1／4。
由湖南長沙中聯重工科技發(fā)展股份有限公司自行研制開發(fā)的高濃度環(huán)保清淤機日前進入最后的安裝調試階段，預計2002年1月中旬可到長沙市烈士公園進行施工示范。
這臺總長14.5米，高2.9米的清淤機是在公司高濃多相混合料泵送設備設計、制造的優(yōu)勢和豐富經驗的基礎上，結合水下清淤的具體實際，自主開發(fā)的高濃度淤泥泵送裝置。其最大挖深可達４．５米，排泥濃度高達９０％。另外，由于配置有濃度傳感器和液壓微動系統，可精確控制水平螺旋絞刀的濃度位置，實現清除薄層淤泥的環(huán)保清淤要求，適用于淤泥、軟黏土、砂質土及中等以下硬度的黏土土質。
1.4 目的意義及課題來源
池塘、溝港及大型電排渠道的清淤一直是困擾我們洞庭湖區(qū)的一個難題。據調查，大部分漁池自六、七十年代投入使用以來，從未清理過淤泥，淤泥深度都在0.5米以上，導致水質惡化，魚病增加，造成產量下降、成本增加，給水產養(yǎng)殖造成了較大的影響。溝港、渠道、河道的淤積給農業(yè)及水利事業(yè)造成了巨大的危害和不可估量的經濟損失。1996年和1998年的洪澇災害就充分說明了這一點（如下圖所示）。因此設計一清淤船是很有必要的，根據從農機所得到的調研資料，開始了對絞吸式清淤船的初步設計，以便能得到更大的改進，達到更好的效果。
圖1-7 絞吸式清淤船的工作環(huán)境
圖1-8 絞吸式清淤船排污口
1.4.1 需達到的主要技術指標
1.配套動力功率（KW） 14.7（20馬力）
2.輸送距離（m） <150
3.生產率（） <15（淤泥）
4.漿濃度（％） 85（體積濃度）
5.有效輸送高度（m） <8
6.工作噪聲〔dB（A）〕 <85
7.動力效率（） >1.5
8.工作適用水深（m） 0.6～2.8
9.整機質量（kg） <750
10.作業(yè)成本（元/立方米） <1.6
11.操作人數 1～2
12.整機制造成本（萬元） <2.3
1.4.2 設計的主要內容以及采用的技術路線
1.研究的內容
清淤形式及原理；全液壓控制系統；行走方式及機構；泥漿泵的選型配套；整體布局及船體結構。
2.技術路線
選擇成熟機具：20馬力柴油機、泥漿泵、液壓馬達、液控閥等。
進行配套設計：液壓傳動系統、絞吸泥裝置、行走步進機構等。
平面組合布置：為了保證船體行駛的平穩(wěn)性，將各主要工作部件合理布局，使其整機重心處于船體縱向對稱平面內，完成平面組合優(yōu)化設計。
近年來，隨著“三制”體制改革的不斷深入和機淤工程的廣泛應用，機淤施工逐漸向市場化邁進，從而加大了競爭力度，也對施工機械的效率和能耗提出了更高要求，因此對清淤船的設計有著很重要的意義。
第二章 絞吸式清淤機的技術經濟分析
目前，漁塘、溝港、河渠的淤積非常嚴重，一般都在0.5米以上，嚴重地影響了農業(yè)、漁業(yè)的生產。而且在洪澇之年由于溝港、河道淤積，使洪澇更頻繁，損失更大。而人工清淤不但勞動強度大，效率低，成本高，而且還受農業(yè)，漁業(yè)的季節(jié)影響，有些場合人工清淤還無法實現。
新設計的全液壓絞吸式清淤機生產效率高，使用成本低，且不受季節(jié)限制。經生產試驗和技術測試證明它的性能指標和技術經濟指標都是先進的。
2.1經濟分析
2.1.1企業(yè)經濟效益分析
表2-1 制造成本概算
序號
名稱
成本（元）
備注
1
動力
5500
1110型柴油機
2
泥漿泵
3000
3
船體及樁桿部件
4000
4
絞吸頭部件
1500
5
液壓泵、馬達及其它文件
7000
接頭、液壓管、液壓閥、濾油器等
6
其它輔件
2000
輸泥管24米，浮筒及標準件等
7
銷售費
1000
三包費
8
出廠價
27500
9
裝配工資
500
10
稅金
680
增值稅的17％
11
廠家利潤
2320
2.1.2 企業(yè)預算效益
按年生產100臺計算，年產值達280萬元，利潤達31.5萬元，稅金8.5萬元，而且除外購件外，一般小廠就可以生產，因此這種清淤機是一種投資小，見效快的產品。
i 清淤機的清淤成本的概算
按清淤機生產率15立方米每小時，泥漿濃度85％，輸送距離150m計算，其清淤成本為：
清淤成本＝油耗費+機手工資+設備折舊費
①油耗：按每公斤柴油4元，每小時耗油4kg計算，則油耗費為11.2元/小時。
②折舊：按5年報廢（大修），每年按200個工作日，每天按7個小時計算，折舊費為：
③機手工資：按每天2人操作，每人工資30元計，則小時工資＝60/7＝8.6元，因此清淤成本＝11.2+4+8.6＝23.8元/小時。
④折成每方淤泥成本為23.8/15＝1.6元
ii 人工方法清淤成本
按每人每天清淤2立方米，工資30天計算：
將清淤機與人工清淤進行成本和工效比較：
綜上所述分析，清淤機清淤工效是人工的54倍，而人工清淤的成本為清淤機成本的9.4倍，因此人工清淤己遠不能滿足現代農業(yè)發(fā)展的需要，而本設計的全液壓絞吸式清淤機是清淤史上的一大進步，將會有廣闊的推廣前景。
iii 經營效益
用戶購買清淤機除滿足自己需要外，還可以向社會進行清淤服務，按每立方米淤泥4元進行計算，則一天純利為：
純利＝總收入－總支出
?、倏偸杖耄绞召M標準×工作時間×生產率
?。?×7×15＝420元
?、诳傊С觯街С觯€(wěn)定+管理費
③支出＝油耗+折舊+工資
?。?1.2×7+4×7+60
＝166.8元
?、芏惤鸷凸芾碣M按（收入－支出）的10％計算，則為：
?。?20-166.8）×10％＝25.32（元）
則總支出為：166.8+25.32＝192.12元
則一天純利潤為：420-192.12＝227.88元
年純利＝日純利×工作日
＝227.88×200
?。?5576元
由此可見，用戶購買清淤機的經濟效益是可觀的?！?
2.2結論
因此，該清淤機的研究開發(fā)和推廣不但能帶來很大的社會效益，亦能產生很大的經濟效益，投資回收周期短，且適合當前的社會購買力，是一種有利發(fā)展?jié)O業(yè)和農業(yè)及水利事業(yè)的可靠實用的好機械。
第三章 全液壓絞吸式清淤機技術設計說明
3.1總體方案的確定
池塘和溝港清淤一直是困擾本地區(qū)的一個難題。由于池塘和溝港、渠道長期以來的崩塌、淤塞，嚴重削弱了各種水利設施的行洪、蓄洪、排澇、抗旱等作用，造成池塘水體減少，水質惡化，魚病增多，產量下降，阻礙了漁塘養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展。因此研制開發(fā)出一種或一系列清淤機械來高效地清除漁塘中的淤泥，使養(yǎng)殖效益進一步提高，是目前水產養(yǎng)殖業(yè)急需解決的問題。
近些年來，國內一些工廠和研究單位在開發(fā)池塘清淤機械上做了許多工作，也取得了一定的進展。從清淤方式上來分大體可總結為帶水作業(yè)和不帶水作業(yè)兩種形式，帶水作業(yè)可分為水上作業(yè)和水下作業(yè)二種形式。
不帶水作業(yè)清淤（也稱干式清淤）其優(yōu)點是在清淤過程中，可以利用淤泥來修復坍塌的塘埂，并可對塘底進行冷凍和石灰消毒處理，從而減少魚的發(fā)病率。但這種清淤方式受季節(jié)限制較大，特別是長江以南的許多漁場進行放養(yǎng)制度的改革，由春放改為冬放，即連放連養(yǎng)不能再干塘清淤，因此這種作業(yè)方式的清淤機械的使用和推廣受到一定程度的限制。
帶水作業(yè)的清淤方式的最大優(yōu)點是可以提高池塘利用率，工作時間不受季節(jié)限制，同時也節(jié)約了在干塘過程中所消耗的人力、物力、財力，節(jié)約了養(yǎng)殖用水。帶水作業(yè)的水下清淤方式是整個機構潛入池底，在淤泥表面移動并進行吸泥。但由于整個機構潛入水中，對工作部件防水密封要求較高，維修保養(yǎng)技術難度大，安全性低，用戶難以自己完成維修工作，工作可靠性也差。而水上工作方式克服了上述缺點，只須淤泥絞吸頭沉在水下，可靠性好，機動性大，使用方便，具有較好的推廣應用前景。
綜上所述，結合本地區(qū)的特點和借鑒其他清淤機的優(yōu)缺點，通過對幾種清淤方案的反復論證，確定本清淤機采用船載的水上作業(yè)方式，以柴油機為動力，泥漿泵為工作執(zhí)行部件，吸頭部分絞龍攪動淤泥邊吸邊排。行走是靠絞頭作用船體擺動，利用船尾兩根樁桿輪流定位從而實現船體步進的總體設計方案。
其主要技術經濟指標：
1.配套動力功率（KW） 14.7（20馬力）
2.輸送距離（m） <150
3.生產率（） <15（淤泥）
4.漿濃度（％） 85（體積濃度）
5.有效輸送高度（m） <8
6.工作噪聲〔dB（A）〕 <85
7.動力效率（） 1.5
8.工作適用水深（m） 0.6～2.8
9.整機質量（kg） <750
10.作業(yè)成本（元/） <1.6
11.操作人數 1～2
12.整機制造成本（萬元） <2.3
3.2 工作原理和結構特點
3.2.1 工作原理
本清淤機為鋼制船體，總浮力不小于2.5噸。柴油機、泥漿泵、液壓系統、行走樁桿、絞吸頭和輸送管道等安裝固定在船倉內外，組成具備自我擺動步進的清淤機（船）。
清淤機的主要工作原理：
a.船體承載大部分工作件，故為水上作業(yè)。水上作業(yè)，工作方便，維修快捷，船體的主要工作原理為利用水的浮力將柴油機，水泵，操作臺，變速箱，液壓馬達等承載于水上。
b.絞吸頭主要是將池底淤泥通過帶絞葉的絞蘢旋轉攪動使其成沸騰狀，再由泥漿泵通過水下吸管抽吸上來，再通過排泥管輸送到岸上指定地點。絞吸頭與船體絞接靠自重沉入水底，始終與池底保持良好接觸。
c.絞籠是通過液壓馬達帶動旋轉的，由于對絞葉反作用力的作用，使整個船體在水中繞一根定位樁桿轉動。
d.整體工作原理為，柴油機（高速旋轉）
變速箱（變速，調整為適當速度） 齒輪泵（由齒輪泵帶動萬向節(jié)運轉） 泥漿泵（從萬向節(jié)端輸入轉速帶動泥漿泵工作）
絞吸管（由于泥漿泵工作產生的高速離心力，使得在水底的絞吸管工作），同時柴油機 油泵（油泵泵油帶動液壓馬達工作）
液壓油缸（控制絞吸頭的位置和船的行走情況） 同時液壓馬達帶動絞吸軸旋轉。因此，絞吸頭的旋轉，泥漿泵的工作，以及液壓油缸帶動定位樁桿的工作在同時進行的。
通過液壓閥的的切換使液壓馬達正反轉，從而可使船體在不同位置時調換定位樁桿，改變船體運動中心，以實現整個船體的步進。
故本機型工作原理可歸納如下：絞吸頭攪動淤泥使抽吸淤泥濃度高且穩(wěn)定，同時使整個船體擺動，通過調換樁桿來實現船體步進，行走簡單可靠。泥漿泵將淤泥輸送到岸上指定的地點。
3.2.2 結構特點
首先，選擇在農村擁有量大，使用維修方便，熟練的柴油機作為動力源，為該種機械在農村、漁場和無電地區(qū)推廣使用創(chuàng)造了有利條件。其次是船體采用薄鋼板焊接而成，重量輕，使用壽命長，有利于長途運輸和工作場地轉移，加之船底部安裝了滾動輪，配上了專業(yè)滑道，使轉移運輸過程中上車、下塘變得非常方便。第三，采用了全液壓系統操作控制，結構緊湊，工作可靠，操作方便，勞動強度低。第四，采用了無堵塞泥漿泵，提高了泥漿的通過性能，較好的解決了工作時的斷流現象。第五，整個船體布局簡單緊湊，水中行走原理新穎、可靠，抽吸淤泥濃度大。第六，船體行走軌跡明了，可控制，工作面由線及面，工作較徹底。
3.3 各主要工作部件設計說明
3.3.1 動力選擇
本課題研制開發(fā)的清淤機主要用于漁塘和溝港的清淤，故選擇的動力不能太大，立足于小型，具有一定實用和推廣價值。
根據我們選擇的泥漿泵的特點，其軸功率為12馬力（8.82KW），轉速為1700r/min，液壓系統工作壓力定為8MPa，最高壓力為12.5MPa，齒輪泵最大流量為28L/min，故液壓系統可耗功率為：
式中：P2——液壓系統額定工作壓力
Qk——齒輪泵額定流量
N ——系統效率
系統總功率應不小于8.82+5.3＝14.2KW＝19.2馬力。
可以選用標定功率14.7KW（20馬力）的柴油機就可以滿足系統的要求。由于液壓系統工作壓力、流量由于調速作用和阻力影響，均很難同時達到上述參數指標，泥漿泵的工作功率也是如此，從而可以說，選擇20馬力的柴油機作為系統動力部件是能夠滿足系統工作要求的。.ZH1110柴油機
ZH1110型柴油機是S195基礎上改進提高，其設計結構合理，機體采用外露筋專利結構，剛性大，清砂方便，它具有功率大、扭矩大、油耗低，耗水少，易起動，配套適用性廣等特點，可作為農業(yè)運輸、工程機械等產品的配套動力。
由于1110型柴油機具有結構緊湊，造價低，便于安裝，標定功率為20馬力等特點，可以選擇該類型的ZH1110型柴油機作為本系統的動力。
3.3.2 整體布局與傳動系統設計
本課題的清淤機屬于一種水上作業(yè)機械，由于其工作原理的特殊性，決定了如下幾個特點：①水上操作，水下清淤，機手既看不到水下淤泥沉積分布和絞吸頭工作情況，也看不到出口處泥漿濃度和流量變化情況；②絞吸頭工作時作用整個船體，繞定位樁桿轉動船體的前進方式是樁桿步進式，而船體的主要運動則是繞樁桿的旋轉運動；③水上作業(yè)故障排除，機械維修不方便。
⑴整體布局：整個清淤機由動力部件（柴油機）、工作部件（泥漿泵）、絞吸部件、液壓操縱控制系統、樁桿部件及船體等幾部分組成，并沿船體縱向排列。絞吸頭在船頭并伸入水下之后便是泥漿泵、柴油機、操縱臺和座椅，為了保持平衡，應盡量將各部件重量對稱布置在船體縱向平面上。由于絞吸頭在非工作時要抬出水平面，有一定重量，且力臂較長，故其他幾個部件的整體重心位置應偏向船尾，并按靜力平衡方程式進行計算，整體重心應靠近船尾20～30cm，這樣就可以在絞吸頭抬起時船整體前傾一定的小角度，當絞吸頭工作放入水中時船體就整體后傾一個小的角度。
圖3-1 船體整體結構圖
為了使清淤機工作時阻力小，從泥漿泵接出的輸泥管盡量靠近船體縱向軸線，從船尾延伸出去，這樣又使管子的擺動幅度最小，試制和試驗說明了這種整體布局是較對稱合理的，工作時泵的軸線處于船體吃水線以下，有利于排出泵體內空氣，且船尾吃水較大，船體稍微翹起，減少了船體擺動時的阻力，機手也對各工作部件一目了然，操縱較方便直觀。
⑵液壓傳動系統設計
由于本清淤機原理的特殊性，并采用液壓傳動，使整個傳動系統變得相對緊湊、簡單，絞頭的轉動和樁桿的升降是靠液壓馬達來實現，絞吸頭的升降則是由液壓缸來實現，中間只有液壓管路連接，統一由操縱臺來控制。原理如圖一所示
圖3-2 液壓系統圖
3.3.3 泥漿泵的選型說明
泥漿泵概述:泥漿泵是在鉆探過程中，向鉆孔輸送泥漿或水等沖洗液的機械。泥漿泵是鉆探機械設備的重要組成部分。它的主要作用是在鉆進過程中將泥漿隨鉆頭鉆進注入井下，起著冷卻鉆頭，清洗鉆具、固著井壁、驅動鉆進，并將打鉆后巖屑帶回地面的作用。在常用的正循環(huán)鉆探中﹐泥漿泵是將地表沖洗介質─清水﹑泥漿或聚合物沖洗液在一定的壓力下﹐經過高壓軟管﹑水龍頭及鉆桿柱中心孔直送鉆頭的底端﹐以達到冷卻鉆頭﹑將切削下來的巖屑清除并輸送到地表的目的。常用的泥漿泵是活塞式或柱塞式的﹐由動力機帶動泵的曲軸回轉﹐曲軸通過十字頭再帶動活塞或柱塞在泵缸中做往復運動。在吸入和排出閥的交替作用下﹐實現壓送與循環(huán)沖洗液的目的。?
泥漿泵性能參數：泥漿泵性能的兩個主要參數為排量和壓力。排量以每分鐘排出若干升計算﹐它與鉆孔直徑及所要求的沖洗液自孔底上返速度有關﹐即孔徑越大﹐所需排量越大。要求沖洗液的上返速度能夠把鉆頭切削下來的巖屑﹑巖粉及時沖離孔底﹐并可靠地攜帶到地表。地質巖心鉆探時﹐一般上返速度在0.4～1米/分左右。泵的壓力大小取決于鉆孔的深淺﹐沖洗液所經過的通道的阻力以及所輸送沖洗液的性質等。鉆孔越深﹐管路阻力越大﹐需要的壓力越高。隨著鉆孔直徑﹑深度的變化﹐要求泵的排量也能隨時加以調節(jié)。在泵的機構中設有變速箱或以液壓馬達調節(jié)其速度﹐以達到改變排量的目的。為了準確掌握泵的壓力和排量的變化﹐泥漿泵上要安裝流量計和壓力表﹐隨時使鉆探人員瞭解泵的運轉情況﹐同時通過壓力變化判別孔內狀況是否正常以預防發(fā)生孔內事故。
泥漿泵分類:泥漿泵分單作用及雙作用兩種型式﹐單作用式泥漿泵在活塞往復運動的一個循環(huán)中僅完成一次吸排水動作。而雙作用式泥漿泵每往復一次完成兩次吸排水動作。若按泥漿泵的缸數分類﹐有單缸﹑雙缸及三缸3種型式。?
泥漿泵是整個系統的一個關鍵工作部件，它的工作質量好壞直接影響整機的工作效率。我們通過多方調查、考證，選定了TP100-12型泥漿泵，它的各項技術參數比較符合本機的技術要求和我們整體設計要求，特別是經很多用戶使用（還可用于吸沙）證明了它的可靠性后，最后選擇定型，主要技術參數為：
型號：TP100-12
流量：180立方米每小時
揚程：12m
配用功率：12馬力（8.82KW）
轉速：1700r/min
重量：87kg
3.3.4 船體設計
綜合各方面因素，決定船體采用薄鋼板焊合而成，船底板用1.9mm板，其余用1.5mm板材。該船體具有重量相對較輕，制造簡單，耐沖擊、磨損等特點。由于船體的功能和方案復雜，既要在水面工作，同時又要方便在陸地上行走，所以對船體的設計相當重要，考慮到在岸上行走，所以根據方便，設計了6個鐵芯輪，用滾動代替滑動，省力，省時，節(jié)約勞動力資源。為了保證船的結構穩(wěn)固性，船的周圍都用筋板加固，保證船結構的成形。船設計了兩翼板，增加了船的面積，便于工具放置，船體上方采用開放式，主要為了給柴油機散熱，加大空氣流通。根據總體布局要求和各主要工作部件外形尺寸、結構、質量以及泥漿泵工作特性，確定船體總長為3.2m，船寬1.6m，船深為0.55m，吃水深度0.28m，排水量為2.5噸，船兩頭采用圓弧狀便于搬運。
在船體上還設計了些人性化的附加設施，比如：船頂上安裝有蓬布，這樣可以晴天擋太陽，雨天遮雨，對正在工作的柴油機有相當大的好處，可以延續(xù)其壽命，同時也對操作者帶有很多方便見（圖3-2）。
船體是由不同的鐵板，鋼管組焊而成，因此，對船體的各條焊縫的要求也就相當高。船體不僅要承受在水里的浮力，也要承受在岸上滾動時受的重力，因此，焊縫要求：無虛焊，氣孔，焊高為連接板厚，焊接要倒坡口等要求。
圖3-2 船殼圖
3.3.5 絞吸頭的設計
絞吸頭是本機最重要的部件之一，同時它也是本次設計的重點，它的工作好壞直接影響船體運動的可靠性和排出淤泥的濃度。它既起到行走輪的作用又起到拋松淤泥的作用，通過十多次長達半年時間的試驗改進、提高，決定絞頭采用為柱形，前端帶球形結構，整體用鋼條焊成棚欄狀，全封閉阻止大形雜物吸進堵塞管道。在絞頭前端球狀部配裝4片絞葉，葉片腰子形，可沿絞頭徑向軸線轉動，由于轉動軸線不在葉片的幾何對稱軸線上，故在水中轉動時，由于實現了在液壓馬達帶動下正、反向轉動時葉片使淤泥都出吸泥口方向運動，保證了抽泥的濃度，而又不使淤泥向四周散失。
圖3-3 絞吸頭部件裝配圖
同時，由于轉動絞頭上的葉片受到淤泥和池塘底的反作用力，使整個船體繞樁桿為圓心實現了轉動，配合樁桿的升降，可實現船體整體向前步進，淤泥濃度可通過絞頭轉動速度得到控制。
由于絞頭、絞葉的特殊設計，使體清淤機的清淤濃度高且穩(wěn)定，不易出現堵塞等斷流現象，船體的前進也無須借助船體外的任何部件，結構緊湊，操作方便，這也是本清淤機在設計上的獨到之處。
圖3-4 絞葉圖
3.4 軸的設計計算
3.4.1 材料選擇
由于絞籠軸主要用來傳遞轉矩，絞籠軸工作時產生的應力為循環(huán)變應力，
表3-1 軸的常用材料及主要力學性能
材料牌號
熱處理
毛坯直徑（mm）
硬度/HBS
抗拉強度極限
屈服強度極限
彎曲強度極限
剪刀疲勞極限
許用彎曲應力
備注
45
正火回 火
<100
170～217
590
295
255
140
55
應用最廣泛
>100～300
162～217
570
285
245
135
調質
<200
217～255
640
355
275
155
60
故其主要失效形式為因疲勞強度不足而產疲勞斷裂，有時還將產生塑性變形，脆性斷裂、磨損和振動等失效形式，因此，考慮多方面要求以及韌性，耐磨性和加工工藝性等要求，選擇，調質處理。
3.4.2 初步估算軸的最小直徑
用扭轉強度法，對于既受轉矩又受變矩的轉軸而言，若轉軸的結構沒有確定，軸上零件的位置和支撐跨距無法確定，而本設計的絞籠軸，兩端都處于運動中，承受變應力，變載荷；由己知得P＝8.82KW，n＝800r/min，按扭轉強度法來估算軸的最小軸徑；查軸常用材料的〔τ〕及C值，表如下：
表3-2 軸常用材料的〔τ〕及C值
軸的材料
Q235-A、20
Q275、35
45
40Cr、35SiMn
〔τ〕/MPa
15～25
20～35
25～45
35～55
C
149～126
135～112
126～103
112～97
由于選用功率為14.7KW的柴油機，其輸出到軸上的功率為8.82KW，轉速為800r/min，
按[6]式15－2 根據[6]表15-3=112 故：
d≥＝=23.27 mm
取mm
需要注意的是，利用上式計算得到的直徑為軸的最小直徑，若該段軸上有鍵槽，應適當放大軸的直徑，以考慮鍵槽對軸強度的削弱影響，然后再將其圓整為標準直徑。
由于考慮到1.軸上零件便于裝拆和調整；
2.軸上零件應定位準確，固定可靠；
3.軸應具有良好的加工工藝性和裝配工藝性
4.軸應受力合理，盡量減小應力集中，并有利于提高軸的強度和剛度。
3.4.3 擬定軸上零件的裝配方案及軸徑
因為絞籠軸一端與萬向節(jié)相連，另一端與絞吸頭相連，考慮能使絞吸頭固定在軸上，能與軸一起運動，故在軸上開鍵槽，為了保證絞頭不隨鍵方向滑落，在軸端安裝兩個螺母，起到擰緊固定作用。其它軸端部分起到傳動作用；考慮到加工問題，將軸分為臺階軸，從左到右分別為I-II、II-III、III-IV、IV-V、V-VI、VI-VII六段。
圖3-4 絞籠軸
i. I-II段軸用于安裝圓螺母，用來固定絞吸頭。
ii. II-III段軸裝絞吸頭，軸段長為60mm。
iii. III-IV軸肩用來擋住絞吸頭，起到固定絞吸頭的作用。
iv. IV-V段傳動轉矩，起到傳遞作用。
v. V-VI段起到連接作用。
vi. VI-VII段安裝鉸鏈，與萬向節(jié)相連，起到連接，傳遞轉矩的作用。
根據軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度
1. I-II長度為48mm，直徑為24mm。
2. II-III長度為60mm，直徑為30mm。
3. III-IV段長度為48mm，直徑為35mm。
4. IV-V長度為210mm，直徑為40mm。
5. V-VI段長度為48.5mm，直徑為35mm。
6. VI-VIII長度為21.5mm，直徑為25（開槽）。
3.4 軸的校核計算
軸的計算通常都是在初步完成結構設計之后進行校核計算，計算準則是滿足軸的強度或剛度要求，必要時還應校核軸的振動穩(wěn)定性。
軸的強度校核計算時，應根據軸的具體受載及應力情況，采取相應的計算方法，并恰當地選取其許用應力。對于僅僅（或主要）承受扭矩的軸（傳動軸），應按扭轉強度條件計算；對于只承受彎矩的軸（心軸），應按彎曲強度條件計算；對于既承受彎矩又承受扭矩的軸（轉軸），應按彎扭合成強度條件進行計算，需要時還應按疲勞強度條件進行精確校核。此外，對于瞬時過載很大或應力循環(huán)不對稱較為嚴重的軸，還應按峰尖載荷校核其靜強度，以免產生過量的塑性變形。
3.4.1 求軸上的載荷
由于絞籠軸只考慮自重，所受的彎矩較小，可以忽略，主要承受扭矩，則用降低許用扭轉切應力的辦法予以考慮。
抽的扭轉強度條件為：
式中：——扭轉切應力，單位為MPa；
T——軸所受的扭矩，單位為N.mm；
——軸的抗扭截面系數，單位為;
N——軸的轉速，單位為r/min；
P——軸傳遞的功率，單位為KW；
D——計算截面處軸的直徑，單位為mm；
——許用扭轉切應力，單位為MPa，見表3-3；
表3-3 45鋼軸的及值
軸的材料
45
/MPa
25~45
126~103
因此可得：
故根據扭轉強度校核安全。
3.5 鍵連接的選擇及校核計算
表3-3 鍵
代號
直徑
（mm）
工作長度
（mm）
工作高度
（mm）
轉矩
（N·m）
極限應力
（MPa）
絞籠軸
12×8×60（雙頭）
70
50
6
1600
108.4
由于鍵采用靜聯接，沖擊輕微，而配合的鍵槽、鍵均的強度都是45#以上，所以許用擠壓應力為，所以上述鍵皆安全。
3.6聯軸器的選擇
3.6.1 聯軸器選用要求
在選擇標準聯軸器時應根據使用要求和工作條件，如承載能力、轉速、兩軸相對位移、緩沖吸振以及裝拆、維修更換易損元件等綜合分析來確定。具體選擇時可考慮以下因素：
i．原動機和工作機的機械特性 原動機的類型不同，其輸出功率和轉速，有的是平穩(wěn)恒定的，有的是波動不均勻的，而各種工作機的載荷性質差異更大，有的甚至是強烈沖擊或振動，這將直接影響聯軸器類型的選擇，是選型的主要依據之一。對于載荷為平穩(wěn)的，可選用剛性聯軸器，否則宜選用撓性聯軸器。
ii．聯軸器連接的軸系及其運轉情況 對于連接軸系的質量大、轉動慣量大，而又經常啟動、變速或反轉的，應考慮選用能承受較大瞬時過載，并能緩沖吸振的聯軸器。
iii．工作機的轉速高低 對于需高速運轉的兩軸連接，應考慮選擇聯軸器的結構具有高平衡精度特性，以削除離心力產生的振動和噪聲，避免相關元件因磨損和發(fā)熱而降低傳動質量和使用壽命。
iv．聯軸器的對中和對保持程度 保持良好的對中是正常運轉的前提，可防止產生過大附加載荷及其他不良工況。選擇的聯軸器不但要補償安裝時難免存在的一定相對偏差，還應預計到能補償兩軸在運轉中出現的相對位移。
v．聯軸器的結構及工作特性 聯軸器的外形尺寸，安裝、拆卸所需的空間大小和難易程度以及對維護的要求等都應與連接裝置的具體配置和要求相適應。
vi．聯軸器的可靠性、使用壽命和工作環(huán)境 對于要求運轉可靠，不允許運轉工作臨時中斷的傳動，最好選用不需潤滑、無非金屬彈性元件的聯軸器。高溫和含有腐蝕性介質的場所應避免使用橡膠彈性元件的聯軸器。有灰塵、潮濕的環(huán)境應使用有罩殼的聯軸器。
vii．聯軸器的制造、安裝和維護的成本。
由于彈性聯軸器的諸多優(yōu)點，所以考慮選用它。
3.6.2絞籠軸聯軸器的選用設計計算
聯軸器的品種、型式、規(guī)格很多，每一種都有各自的特點和適用范圍，其中常用的已經標準化，一般情況下，設計人員無需自行設計，只需要根據工作條件和工作要求選擇合適的類型，然后按照軸的直徑d、轉速n和計算轉矩T從標準中選擇所需要的型號和尺寸，必要時對少數關鍵零件作校核計算。在選擇和計算聯軸器時，傳遞的最大轉矩應考慮啟動時的慣性力矩以及過載等因素，一般以聯軸器所需傳遞的計算轉矩T小于所選聯軸器的許用轉矩〔T〕為原則。
由于傳動軸系載荷變化性質不同以及聯軸器本身的結構特點和性能不同，聯軸器實際傳遞的轉矩與傳動軸系理論上所需傳遞的轉矩不同，但確定機器的這些載荷往往需要繁瑣的計算。因此，當最大轉矩不易準確計算時，通?？砂衙x工作轉矩乘以一些影響系數來考慮這些因素的影響。考慮了影響系數之后計算轉矩T為：
由于裝置為一般減速器，原動機為柴油機，考慮到轉矩變化較大，所以工作情況系數為。
計算轉矩為
所以考慮選用彈性柱銷聯軸器TL4（GB4323-84），但由于聯軸器一端與柴油機相連，其孔徑受柴油機外聯接軸徑限制，所以選用TL5（GB4323-84）
其主要參數如下：
材料HT200
公稱轉矩140N.m
軸孔直徑，
裝配尺寸
半聯軸器厚
（[1]P163表17-3）（GB4323-84）
3.7 轉移、運輸及行走方面的設計
此種帶水作業(yè)的水上清淤機存在的主要問題之一就是池塘間轉移及運輸上、下車時的困難，由于整個船結構質量在800kg左右，要15～20人才能搬動，在池塘中搬起來更是難上加難，使清淤機在農村的使用和推廣受到一定的限制。
為了解決這一問題，同時又不要增加很多成本，因此，我們設計了能快裝折陸地行走機構，也就是在船底部插裝6個鐵芯輪，中間一對，輪子軸線布置在船體質心附近，同時設計了一幅專門的滑道，可折疊，上、下車時可將滑道搭在車箱后，船體沿滑道推進車箱，下車時沿滑道滑下。放入池塘的過程也基本上如此，這樣就使大的部件也無需拆卸，極大的方便了工作地點的轉移和運輸。
第四章 設計總結
本次設計，是大學的全部基礎課、技術基礎課程以及全部專業(yè)課程和生產實習的綜合。這是我們在進行畢業(yè)之前對所學各課程的一次深入的綜合性的總復習,也是一次理論聯系實際的鍛煉。它在我們四年的大學生活學習中占有很重要的地位。在此次畢業(yè)設計中我對自己未來將從事的工作進行了一次適應性訓練,從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力,為今后參加祖國的現代化建設打下了一個良好的基礎。
本次設計查閱了有關手冊、教材，并在互聯網上進行文獻檢索，采用了計算機輔助設計，對各個重要步驟進行了詳細計算和說明,必要處都有校核。裝配圖和零件圖按照國家機械制圖標準和模具設計的習慣畫法繪制,通過這次設計，我進一步熟悉了有關標準、規(guī)范、技術文件和設計說明書的編寫，分析問題、解決問題的能力得到了提高，能夠綜合運用所學知識解決一些實際生產問題。圓滿地完成了本次畢業(yè)設計。
這次設計中我最大的感受是：理論與實踐必須相結合，只有將正確的理論應用于實踐中，才能真正發(fā)揮理論的價值，才能更深刻地了解和掌握理論的真正內涵，而要做到理論與實踐相結合必須有一定的理論基礎和豐富的實踐經驗。在這方面，我很欠缺，還在待于在日后的進一步學習和工作中來彌補和提高。此外，設計工作是一項繁重的工作，必須具有嚴謹細致的工作作風和頑強的決心和毅力。對軟件的要求也很高，而軟件的熟悉必須通過不斷的練習，最好使用快捷鍵。必要時可以在一些專業(yè)論壇里向前輩請教。
由于能力所限,經驗不足，設計中尚有許多不足之處,懇請各位老師給予指教。
參考文獻
主要參考資料：
[1]孫恒，陳作模. 機械原理 [M].北京：高等教育出版社，2001
[2]濮良貴，紀名剛.機械設計[M].北京：高等教育出版社，2001
[3]王伯惠，上官興著.中國鉆孔灌注樁新發(fā)展[M].北京：人民交通出版社，1999
[4]吳宗澤，羅圣國. 機械設計課程設計[M].北京：高等教育出版社，1999
[5]鄒慧君. 機械原理課程設計手冊[M].北京：高等教育出版社， 1998
[6]劉鴻文. 材料力學[M].北京：高等教育出版社，1992.9
[7]《現代機械傳動手冊》編輯委員會.現代機械傳動手冊[M].北京：
機械工業(yè)出版社，2002
[8] 成大仙. 機械設計手冊（第1、2、3卷）[M].北京：化學工業(yè)出版社,2002
[9]劉古岷，王渝，胡國慶.樁工機械[M].北京：機械工業(yè)出版社，2001
[10] 成大先. 機械設計圖冊(第5卷)[M].北京：化學工業(yè)出版社，2000
[11]《機械工程手冊》編委會.機械工程手冊(第11卷機械產品(一)) [M]. 北京：機械工業(yè)出版社，1982
[12]郭愛蓮.新編機械工程技術手冊[M].北京：經濟日報出版社，1991
[13] 章宏甲. 液壓與氣動傳動 北京：機械工業(yè)出版社,2004.2
[14]《機械工程手冊》編委會.機械工程手冊(專用機械卷(二)) [M]：北京：機械工業(yè)出版社，1997
[15] 孟憲源，姜琪. 機構構型與應用[M] 北京: 機械工業(yè)出版社，2004.1
[16]吳宗澤.機械設計禁忌500例[M].北京：機械工業(yè)出版社，1996