水下抓斗液压驱动系统设计开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

水下电液抓斗是一种广泛应用于航道疏浚和大型海洋工程建设的水下挖泥装置。近几年来，长江干线航道疏浚工程和跨海大桥、沿海港口建设等大型海洋工程建设都在高速发展，疏浚业随之蓬勃发展。随着全球经济的迅速发展，疏浚业扩展了许多新的领域，如填海造陆、采矿等领域，疏浚业进入了发展的黄金时期，因此我国对大吨位水下疏浚抓斗的需求越来越大。

现有的抓斗船使用的抓斗大部分是机械重力式抓斗，随着疏浚业的发展，对抓斗的要求也越来越高，重力机械式抓斗已经逐渐满足不了某些功能需求。相对于重力机械式抓斗，大型疏浚电液抓斗具有如下的优点：（1）斗容大，电液抓斗的最大起重量可达690吨，按照容重比3来计算，抓斗的最大斗容约为200m；（2）挖掘性能好，机械抓斗靠抓斗自重闭合，因此最大闭合力不会超过抓斗自重与物料重量之和，而液压抓斗闭合靠油缸控制而不受抓斗自重的局限且没有开闭绳拉力对自重的向上平衡作用，更有利于抓斗深挖物料；（3）钢丝绳的使用寿命比较长。由于电液抓斗的这些优势，水下电液抓斗可以满足当今疏浚业的发展需求，因此对水下电液抓斗的液压系统的研究将极大促进疏浚业的发展，从而促进国内经济的发展。

当前国际上最大的抓斗挖泥船是日本的“东祥号”和“五祥号”，抓斗容积为200m，工作能力是6000m/h，最大挖深30米，该船采用的重锤平衡液压抓斗新技术为抓斗船的发展带来了革命性的突破，使制造超大型抓斗船成为可能。国内在大型抓斗挖泥船的技术理论研究和产业化开发程度都非常有限，对于特大型水下电液抓斗的相关技术研发几乎空白，相关技术理论研究非常薄弱。我国水下电液抓斗的使用研制属于刚刚起步阶段，大型电液抓斗的研制还存在许多难点，比如制造成本高、液压元件可靠性未知、水下动力传输电缆需要定制等等。目前我国已有的较大抓斗挖泥船，抓斗容积为30m。因为大型抓斗长期被日本、美国等国家垄断，我国国内的抓斗一直以来基本依靠进口，所以抓斗的价格一直都非常高，而且交货期长，售后服务很难跟上。随着我国南海发展战略的开始，我国现在需要一批拥有自主研发产权的海上大型电液抓斗挖泥船，因此自主设计研发大型水下电液疏浚抓斗，形成自主知识产权，打破日本、美国等国家对此领域的垄断，促进我国疏浚业的发展和南海开发的国家战略，是非常必要的。2012年由上海振华重工牵头，联合武汉理工大学和上海交通大学等多家单位联合申报200m3大型深海抓斗挖泥船项目，在国家工信部重大装备研发中正式立项，这是国内第一次研究斗容为200m的水下电液抓斗，是中国在大型电液抓斗研究上的一次突破。

2. 研究的基本内容与方案

2.1设计的基本内容

设计一种适用于海底矿床疏浚用的水下电液抓斗液压系统，实现对抓斗启闭的驱动和控制，尤其考虑其水下液压系统的工作和设计特点。根据疏浚用液压抓斗的工作要求，设计并绘制水下抓斗液压系统原理图,完成液压系统设计计算，元器件选型,绘制液压油箱，液压动力站和液压集成块等相关非标元器件的工程图纸。

主要技术指标如下：

3. 研究计划与安排

第1－2周：查阅相关文献资料，明确研究内容，进行整体方案设计。

第3－4周：完成开题报告和英文文献翻译。

第5－7周：设计并绘制水下抓斗液压系统原理图。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]许炎林,胡吉全.电液疏浚抓斗挖掘过程受力分析[j].武汉理工大学学报(交通科学与工程版),2015,39(5):1079-1082.

[2]周银龙.电动液压抓斗纵论[j].港口装卸,1997,(2):34-39.

[3]张利平.液压传动系统及设计[m].北京：化学工业出版社，2005.