绞吸式挖泥船管路液压冲击的研究

　　文章在分析液压冲击产生原因的基础上，结合绞吸式挖泥船系统回路的实际工况，计算得出当绞刀系统管路中产生的冲击值并通过安装蓄能器进行系统改善，减小液压冲击。

　　1 挖泥船冲击分析和计算

　　当绞吸式挖泥船施工时，由于土质不均，软硬不均匀，绞刀碰到硬质土时，挖泥船系统此刻会产生液压冲击。

　　1.1 挖泥船液压冲击分析

　　依据能量守恒定律对这种情况下的压力升高值进行推导，得出下列公式进行估算。

　　除上述的计算外，因为安全阀的打开有延迟，故泵在这小段的 时间里仍会向马达供油，压力冲击计算如下：

　　由上述结果分析可得，如果执行元件绞刀马达发生滞止或堵 转，液压冲击会高达 67bar。

　　1.3 蓄能器的选择 根据经验公式，用于吸收压力冲击的蓄能器的充气压力等于液 压系统的工作的 90％，故充气压力为 80bar~100bar。 蓄能器的总容积 V0 可近似的由它的气体预充压力 p0、系统中 工作的最高压力 p2 和蓄能器瞬时吸收的动能来确定。

　　选择了三个总容积全部是 20L 的 NXQ 蓄能器，并联安装在马 达入口附件，及时吸收减缓液压冲击，起到保护挖泥船绞刀液压系 统的作用。

　　1.4 连接蓄能器管路分析

　　对连接蓄能器的管路进行简化，p1，Q1 为流入蓄能器的压力流 量，p2，Q2 为系统流入管路的压力流量。 根据管路列出压力和流量方程为：

　　式中：R 管路的液阻；C 管路的液容；L 管路的液感。从上述关系式可以得出，系统压力与流量发生的变化与管径、管长和液体的压 缩性、黏性有关。

　　2 冲击的仿真实例

　　2.1 原系统结果分析

　　绞刀在挖泥过程中，如遇到较硬土质，由于负载变化较快，系统 压力会急剧升高，最大压力值高达 179bar。只有软管和安全阀对减 小绞刀系统的压力冲击效果甚微，需要对绞刀系统进行改善。

　　2.2 安装完蓄能器系统结果分析

　　为了能够更好地减小压力冲击，仿真时将管长和管径分别设置 为三组参数：

　　比较图 1、2，随着管径的增大，蓄能器吸收压力冲击的效果变得 更好。

　　由上图2、3比较可得，随着管长的增大，蓄能器对压力冲击的吸收效果反而变差。

　　3 结束语

　　综上所述，蓄能器对压力冲击有明显的吸收作用。相对同一蓄能器而言，连接它与绞刀系统的管路越短、管径越大，压力冲击被吸收的就越充分。结合上述分析可得，选取蓄能器前的连接管路为0.5m，Φ35mm×3mm。