垃圾打撈裝置設計

⑴ 某科技小組設計的打撈水中物體的裝置示意圖。A是動滑輪，B是定滑輪，C是卷揚機。那道受力分析圖能發給我

解：（1）在物體全部露出水面勻速上升的過程中，船浸入水中的體積相對於動滑輪A未掛物體時變化了3dm3，船增大的浮力F浮=ρgV排=1×103kg/m3×10N/kg×3×10-3m3=30N，即物體的重力為G=30N；
（2）在物體浸沒水中勻速上升的過程中，船浸入水中的體積相對於動滑輪A未掛物體時變化了2dm3；船增大的浮力F浮′=ρgV排′=1×103kg/m3×10N/kg×2×10-3m3=20N，即動滑輪處繩子對物體的拉力為F1=20N；
物體浸沒在水中勻速上升的過程中，T1=
1
3
（F1+G動），
物體全部露出水面勻速上升的過程中，T2=
1
3
（G+G動），且T1：T2=5：7，
解得：G動=5N，
滑輪組AB的機械效率：
η=
W有用
W總
×100%=
F1h
T13h
×100%=
F1
3T1
×100%=
F1
F1+G動
×100%=
20N
20N+5N
×100%=80%；
（3）由圖象可知，卷揚機做功的功率：P=
W
t
=
140J
40s
=3.5W，
∵P=Fv
∴卷揚機拉繩子的速度：v繩=
P
T2
=
3.5W

1
3
×(30N+5N)

=0.3m/s，
物體全部露出水面後勻速上升的速度：v物=
1
3
v繩=
1
3
×0.3m/s=0.1m/s．
答：（1）物體的重力為30N；
（2）滑輪組AB的機械效率為80%；
（3）物體全部露出水面後勻速上升的速度為0.1m/s．

⑵ 某課外活動小組設計了如圖所示的簡單機械

以下這道例題,你參考下:

最近，中央電視台科教頻道播出了在我市拍攝的「汽車落水後如何水下逃生」的紀錄片．紀錄片中，實驗人員開著小車從高處落入滾滾的岷江，並在門窗緊閉的車中，嘗試用不同的方法砸碎車窗玻璃逃生，驚心動魄．為了確保實驗人員的安全，攝制組精心設計了緊急救援裝置，用於當實驗人員無法從車中逃生時迅速吊起汽車．現某課外活動小組，照此設計了如圖所示的簡單機械，模擬緊急救援落水汽車．實驗中用實心圓柱體A代替小車，已知A的體積為0.12m3，質量為210kg．(g取10N/kg，設整個過程A均為勻速運動狀態，忽略鋼纜繩重及滑輪摩擦，不考慮風浪、水流等因素的影響．)
(1)求A完全浸沒在水中時受到的浮力是多大？(ρ水=1.0×103kg/m3)
(2)若A完全浸沒在水中時，滑輪組的機械效率為 60%．那麼A完全打撈出水面後，岸上鋼繩的拉力F為多大？
(3)若A完全打撈出水面後，以0.5m/s的速度被勻速提升，求岸上鋼繩拉力F的功率．
(4)從A上表面剛出水面到A完全離開水面的過程中，滑輪組機械效率如何變化？請簡述理由．

（4）A從上表面剛出水面到A完全離開水面的過程中，A受到的浮力在減小，繩子對A的拉力在增大，滑輪組對A做的有用功在增加．在額外功一定的情況下，整個過程滑輪組的機械效率在變大．
答：（1）求A完全浸沒在水中時受到的浮力是1200N；
（2）A完全打撈出水面後，岸上鋼繩的拉力F為540N；
（3）若A完全打撈出水面後，岸上鋼繩拉力F的功率為1350W；
（4）機械效率在變大；
A從上表面剛出水面到A完全離開水面的過程中，A受到的浮力在減小，繩子對A的拉力在增大，滑輪組對A做的有用功在增加．在額外功一定的情況下，整個過程滑輪組的機械效率在變大．

⑶ 如何進行湖面垃圾打撈

1：實行湖面垃圾市場化打撈機制

為將湖面垃圾打撈工作逐步推向市場，實現監管與打撈職能的分離。對湖面垃圾打撈進行市場化運作。通過專家的評審，擇優選擇企業具體承擔湖面垃圾打撈工作。

2：設置三道攔網，把被動應付轉變為主動打撈

每年汛期，由於湖面廣闊，垃圾分散，垃圾打撈往往陷於被動應付狀態。轉變打撈方式，選擇主動出擊，利用湖庫灣地形、風向、水流向、流速等因素，在上游科學布設攔網，實施垃圾攔截管控，有效掌握垃圾打撈主動權。
3：打撈裝備升級優化

利用湖面垃圾拖網船，以提高湖面零散垃圾的清理效率。
4：垃圾處置將實現無害化、資源化

湖面垃圾沿岸堆放就地焚燒處置方式,既影響景觀，又引起二次污染。啟動湖面垃圾資源化綜合利用工程項目，將打撈上岸後的垃圾先進行分類，根據不同種類的成份分別進行加工利用，將可燃植物垃圾製作成燃料，變廢為寶，實現湖面垃圾無害化、資源化綜合利用。

⑷ 打撈用動力頭及其配套夾持器

如本章第一節所述，煤礦井下定向鑽進工程中，由於多種原因導致的鑽孔坍塌卡鑽和沉渣卡鑽事故，在採用強力回轉、起下鑽活動鑽具的方法無法解卡的情況下，可選擇採用套銑打撈的方法。套銑打撈作業需要使用φ102mm打撈鑽桿配套φ107mm打撈鑽頭或φ127mm打撈鑽桿配套φ133mm打撈鑽頭，採用回轉鑽進工藝來實現，由於目前的ZDY6000LD型鑽機採用的動力頭最大扭矩為6000N·m，難以滿足長鑽孔回轉套銑鑽進的需要，且其卡盤和夾持器最大通孔直徑僅有89mm，無法與φ102mm和φ127mm打撈鑽桿配套。

為了滿足套銑打撈的需要，中煤科工集團西安研究院研製了新型定向長鑽孔套銑打撈用全液壓坑道鑽機動力頭及夾持器，該套動力頭和夾持器可與ZDY6000LD(A)、ZDY6000LD和ZDY6000LD(F)定向鑽機的6000N·m動力頭和夾持器互換，通過更換卡瓦可與多種規格鑽桿配套，動力頭最大扭矩達到12000N·m。

一、打撈動力頭

(一)結構介紹

12000N·m打撈用動力頭是對ZDY6000系列煤礦用履帶式全液壓坑道鑽機動力頭的改型設計，兩者結構原理相同，是將原動力頭的最大輸出轉矩增大至12000N·m，主軸通孔直徑擴大至135mm，與原鑽機相比動力頭中心升高了55mm。該打撈動力頭由油馬達、齒輪箱、管夾、抱緊裝置、液壓卡盤和拖板組成，其主要技術參數見表7-1，外觀如圖7-10所示，結構如圖7-11所示，零部件明細見表7-2。

表7-1 12000N·m全液壓坑道鑽機打撈用動力頭主要技術參數

圖7-10 12000N·m打撈動力頭

表7-2 動力頭零部件明細

續表

續表

注:表中序號與圖7-11中的編號對應。

圖7-11 1200N m動力結構示意圖

動力頭液壓卡盤為油壓加緊、彈簧松開的膠筒式結構，具有自動對中、卡緊力大等特點，如圖7-12所示。控制液壓卡盤的壓力油通過箱體上的濾油器和配油套進入主軸中的油孔，經過卡盤上的油孔作用於膠筒，最終實現在回轉鑽進及起、下鑽時夾緊鑽桿隨同回轉器一起運動。卡盤通過更換卡瓦可與φ73mm、φ89mm、φ102mm和φ127mm鑽桿配套使用，更換卡瓦時，需用專用工具將卡瓦組的彈簧壓縮放入橡膠筒內，液壓卡盤結構如圖7-13所示，零部件明細見表7-3。

圖7-12 液壓卡盤

圖7-13 液壓卡盤結構示意圖

表7-3 液壓卡盤零部件明細

注:表中序號與圖7-13中的編號對應。

抱緊裝置為常開式結構，在採用孔底馬達鑽進工藝時使用，由鑽機系統通入高壓油，使之抱緊輸入軸，防止鑽桿轉動，外觀及結構分別如圖7-14、圖7-15所示，零部件明細見表7-4。

圖7-14 抱緊裝置

圖7-15 抱緊裝置結構示意圖

表7-4 抱緊裝置零部件明細

續表

注:表中序號與圖7-15中的編號對應。

(二)安裝與拆卸

在更換動力頭時，將連接拖板與刮泥板的十字槽半球頭螺釘、連接拖板和夾板及下襯板的六角頭螺栓、連接拖板和上襯板的六角頭螺栓、頂緊拖板與側襯板的緊定螺釘鬆掉，這時可以將拖板連同回轉器一起從鑽機上拆卸下來。然後將新拖板用上述螺釘及螺栓連接在給進機身上，最後用內六角螺栓將動力頭與拖板連接起來。

該動力頭通過螺栓與拖板連接，拖板採用卡槽式連接安裝在給進裝置的油缸上，給進油缸帶動拖板及動力頭沿機身導軌往復運動，實現鑽具的給進和起拔。

二、夾持器

(一)結構介紹

配套使用的夾持器與原夾持器的結構相似，如圖7-16、7-17所示，零部件明細見表7-5。為保證夾持器零部件的通用性，卡瓦的軸向定位不再採用插桿和緊定螺釘定位，而採用卡瓦凹面受壓、螺栓連接的方法。更換夾持器卡瓦時，松開內六角圓柱頭螺釘即可實現卡瓦的更換。

圖7-16 打撈動力頭配套夾持器

圖7-17 打撈動力頭配套夾持器結構圖

表7-5 打撈動力頭配套夾持器零部件明細

注:表中序號與圖7-17中的編號對應。

(二)安裝與拆卸

更換夾持器時，鬆掉內六角螺釘，利用六角頭螺栓將夾持器頂起，將銷釘拆掉，即可將夾持器從鑽機上拆卸下來。然後利用墊片調整新夾持器中心高與動力頭中心高一致，用銷釘將夾持器在給進裝置上定位，最後上緊內六角螺釘，並裝上六角頭螺栓，夾持器的更換即可完成。

三、使用與維護

1.使用

12000N·m全液壓坑道鑽機打撈用動力頭及配套夾持器用於定向鑽具的卡鑽套銑打撈，用配套φ102mm打撈鑽桿+φ107mm打撈鑽頭或φ127mm打撈鑽桿+φ133mm打撈鑽頭，採用回轉鑽進工藝進行套銑打撈;可從動力頭後通孔中進行打撈鑽桿的加接、擰卸作業，手柄操作方法和原6000N·m動力頭相同，詳見第三章所述。

2.維護

12000N·m打撈動力頭及配套夾持器維護方法和原6000N·m動力頭及配套夾持器相同，詳見第三章所述。

⑸ 圖甲是某科技小組設計的打撈水中物體的裝置示意圖．AB是以O點為支點的水平杠桿，杠桿A端通過細繩豎直拉著

（1）物體完全露出水面後，由圖象得電動機的功率P=

W

t

=

4800J

40s

=120W，
又物體上升速度為v=0.2m/s．
故電動機向上提升的力F=

P

3v

=

120W

3×0.2m/s

=200N；
（2）F=

GD+G動

3

，故G_D+G_動=600N ①
又

F浮

GD

=

ρ水gV物

ρDgV物

=

ρ水

ρD

=

2

5

，得F_浮=

2

5

G_D ②
η₁=

W有

W總

=

GD?F浮

GD?F浮+G動

③
η₂=

W有′

W總′

=

GD

GD+G動

④
已知η₁：η₂=9：10 ⑤
①②式代入③④，③④代入⑤得：
G_D=500N
F_浮=200N
G_動=100N；
（3）對杠桿進行受力分析如圖甲、乙所示：

根據杠桿平衡條件：
（G+G_動+G_D-F_浮）×OB=（G_C-N₁）×OA
（G+G_動+G_D）×OB=（G_C-N₂）×OA 

⑹ 圖甲是某科研小組設計從井底打撈物體A的裝置示意圖．圖中虛線框里是滑輪組（未畫出），滑輪組繩子的自由

出水前：物體和動滑輪M；定滑輪K及與電動機Q；杠桿BC；配重E受力分析如圖1、2、3、4．34.2kg0.03m3=1.14×10³kg/m³．
答：（1）動滑輪M的質量為1.8kg；
（2）物體A全部露出水面勻速上升時電動機的功率為216W；
（3）物體A的密度為1.14×10³kg/m³．

⑺ 俄摧毀衛星產生大量碎片，這些太空垃圾該如何處理

現階段對這種太空垃圾沒有辦法處理；但是在未來設想中有幾種方法：巨型磁鐵網、機械臂、打撈衛星、激光燒毀等辦法。

4.激光燒毀

這一辦法還處於科學論證階段，就是採用激光武器直接點對點燒毀太空垃圾，現階段反衛星武器的原理和其類似，但是反衛星武器至今都只成功了4次，更不談將普通的動能武器，換成激光武器，這其中的難度還是很大的，雖然我們在不少科幻電影中看到激光武器層出不窮，但現實社會中，還是難以實現。

⑻ 如圖甲是海洋中學科技小組設計的打撈水中物體的裝置示意圖．DB是以O點為轉軸的水平杠桿，OD的長度為1.6m

（1）物體A在水中勻速上升h₁的過程中，
F₁=m_Ag-F_浮
F_浮=ρ_水Vg=200N
F₁=300N
此時，滑輪組的機械效率η1＝

W有

W總

＝

F1h1

1 3 (F1+G動)×3h1

物體A離開水面後勻速上升h₂的過程中，滑輪組機械效率η2＝

W有′

W總′

＝

mAgh2

1 3 (mAg+G動)×3h2

根據η₁：η₂=9：10，解得：G_動=100N．
物體A在水中勻速上升過程中，以行走裝置、動滑輪M和物體A為研究對象，受力分析圖如圖a所示，配重E的受力分析圖如圖b所示，杠桿上C點、D點受力分析圖如圖c所示．
50J10s=5W
P=T×2v，解得：T=50N
F=2T=100N；
答：拉力F為100N．