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申请/专利权人：中交天津航道局有限公司

摘要：本发明涉及一种依据黏土切削阻力系列计算公式设计黏土耙头耙齿的方法，属于疏浚工程技术领域，该方法给出了一套黏土切削阻力系列计算公式，并给出了黏土耙头耙齿设计的步骤，依此确定黏土耙头耙齿的设计参数，其中黏土切削阻力系列计算公式包括：黏土耙头单耙齿的切削阻力系列计算公式、多耙齿切削的齿间干扰经验系数、高速水下切削速度系数计算公式。本发明提出了耙齿切削阻力计算的依据，形成较为完整的黏土耙头耙齿设计方法，依此确定黏土耙头耙齿的设计参数，使得可得到最优的黏土耙头，有利于大大增加黏土耙头的挖掘效率，提高黏土耙头的产量。

主权项：1.一种依据黏土切削阻力系列计算公式设计黏土耙头耙齿的方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：根据设计要求，给定黏土耙头耙齿设计的初始参数设定值，包括耙齿齿宽、耙齿高度hb、耙齿切削角α、切削深度d；步骤二：依据黏土耙头单耙齿的切削阻力系列计算公式，计算黏土耙头单耙齿的总切削阻力；所述黏土耙头单耙齿的切削阻力系列计算公式为： 式中，为单耙齿的总切削阻力，单位为N；为土体中心破坏区切削阻力，单位为N；为附加切削阻力，单位为N；为土体两侧破坏区切削阻力，单位为N；β为剪切破坏角，单位为°；r为土体两侧破坏区长度，单位为m；为土体两侧破坏区角度，单位为°；为黏土内摩擦角，单位为°；δ为黏土外摩擦角，单位为°；为黏土密度，单位为kgm3；为黏土粘附力，单位为Pa；c为黏土粘聚力，单位为Pa；为耙齿齿宽，单位为m；hb为耙齿高度，单位为m；α为耙齿切削角，单位为°；d为切削深度，单位为m；步骤三：根据黏土耙头的驱动功率，给定黏土耙头的最大拖拽力；步骤四：根据以下公式确定黏土耙头的耙齿数量n： 式中，为水下高速切削的速度系数；和为黏土耙头多耙齿切削的齿间干扰经验系数，为中间齿的经验系数，=0.85~0.9，为两侧齿的经验系数，=0.95；当黏土耙头切削速度V小于0.5ms时，水下高速切削的速度系数=1；当黏土耙头切削速度V大于等于0.5ms时，水下高速切削的速度系数计算公式如下： 式中，V为黏土耙头切削速度，单位为ms；步骤五：根据以下公式计算齿座间的间距I1和耙齿间的间距I2： 式中，I1为齿座间的间距，单位为m；I2为耙齿间的间距，单位为m；W为耙头宽度，单位为m；为耙齿齿宽，单位为m；为齿座宽度，单位为m；n为耙齿数量，单位为个；步骤六：根据I1和I2的计算结果，通过调整耙齿的类型，改变耙齿齿宽、耙齿数量n、耙齿切削角α、切削深度d，对黏土耙头耙齿的排布进行优化，得到最优设计的黏土耙头。

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