水利水電工程啟閉機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范_第1頁(yè)
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1、水利水電工程啟閉機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范SL41 93條文說(shuō)明序言為了提高我國(guó)水利水電工程啟閉機(jī)的設(shè)計(jì)水平,從總結(jié)建國(guó)以來(lái)啟閉機(jī)的選用、布置、設(shè)計(jì)、 制造、 科研和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)著手,由原水利電力部水利水電建設(shè)總局于1985 年下達(dá)任務(wù),由西北勘測(cè)設(shè)計(jì)院(主編單位)和成都勘測(cè)設(shè)計(jì)院負(fù)責(zé)編制水利水電工程啟閉機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)正文和附錄,1987 年以水利水電(前期)科技項(xiàng)目專項(xiàng)合同又加以明確。1988 年 11 月由水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院主持,在西安召開(kāi)了啟閉機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范(討論稿)第一稿小型審查會(huì),會(huì)議邀請(qǐng)了部分水電系統(tǒng)設(shè)計(jì)院、水工機(jī)械廠和高等院校的專家和代表參加, 會(huì)上提出了不少有益的意見(jiàn)和建議。我們根據(jù)專家和代表的

2、意見(jiàn),對(duì)討論稿進(jìn)行修改和補(bǔ)充,并作為征求意見(jiàn)稿于1989 年 4 月寄發(fā)給水利水電系統(tǒng)設(shè)計(jì)院、水工機(jī)械廠、研究所和高等院校等單位,請(qǐng)他們提出修改意見(jiàn)和建議,到1989 年 10 月共收到25 個(gè)單位和個(gè)人寄來(lái)的意見(jiàn)。根據(jù)這些意見(jiàn),我們?cè)僖淮涡薷牧苏髑笠庖?jiàn)稿并作為送審稿提出。1990 年11 月水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院邀請(qǐng)45 個(gè)單位 55 位專家和代表在四川夾江水工機(jī)械廠召開(kāi)水利水電工程啟閉機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范(送審稿)審查會(huì)。與會(huì)專家和代表一致肯定本規(guī)范是符合我國(guó)國(guó)情并總結(jié)了我國(guó)多年來(lái)啟閉機(jī)設(shè)計(jì)、制造、 安裝等多方面經(jīng)驗(yàn),同時(shí)提出了不少寶貴意見(jiàn)和經(jīng)驗(yàn),使之更加完善。1991 年 6 月水利水電規(guī)劃設(shè)計(jì)總院

3、,邀請(qǐng)了水利水電系統(tǒng)部分專家在三門峽水工機(jī)械廠召開(kāi)“啟閉機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范統(tǒng)稿工作會(huì)議”,對(duì)規(guī)范進(jìn)行最后定稿,參加會(huì)議的專家有:(以姓氏筆畫排列)王守運(yùn)、盧希靜、行少阜、李毓芬、李元吉、沈德民、陸長(zhǎng)生、陳文洪、張志宏、楊達(dá)夫、趙志偉、趙輔鑫、薛瑞寶。本規(guī)范是在不斷完善的過(guò)程中完成的。本規(guī)范的編制工作遵循下列原則:(1)本規(guī)范的內(nèi)容包含水利水電工程的啟閉機(jī)設(shè)計(jì)和布置。(2)本規(guī)范的編寫盡量總結(jié)和反映水利水電行業(yè)啟閉機(jī)的布置和設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)及技術(shù)水平,也適當(dāng)吸取當(dāng)今世界的先進(jìn)水平。(3)本規(guī)范積極采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。(4)本規(guī)范作為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),在水利水電行業(yè)中具有一定的約束力,今后啟閉機(jī)新產(chǎn)品設(shè)計(jì)應(yīng)按照本規(guī)

4、范的要求進(jìn)行。本規(guī)范內(nèi)容和編排既考慮了與鋼閘門設(shè)計(jì)規(guī)范的協(xié)調(diào),也考慮到啟閉機(jī)的特點(diǎn)。作為行業(yè)規(guī)范,不但要有啟閉機(jī)設(shè)計(jì)部分,也應(yīng)有啟閉機(jī)的布置和選用,這就便于啟閉機(jī)設(shè)計(jì)人員對(duì)設(shè)計(jì)規(guī)范的使用。在國(guó)內(nèi)水利水電工程中投入運(yùn)行的啟閉機(jī)大量是固定式啟閉機(jī),其機(jī)構(gòu)部分是啟閉機(jī)設(shè)計(jì)的主要部分;結(jié)構(gòu)部分主要是用于移動(dòng)式啟閉機(jī)。荷載和材料均作為單獨(dú)一章列出,這和鋼閘門設(shè)計(jì)規(guī)范相一致。由于各類零、部件和結(jié)構(gòu)件的許用應(yīng)力完全不同,同時(shí)為使規(guī)范使用人員方便起見(jiàn),某些許用應(yīng)力就列在有關(guān)零、部件和結(jié)構(gòu)的條文和附錄中。考慮到我國(guó)和世界上的啟閉機(jī)發(fā)展方向,液壓?jiǎn)㈤]機(jī)愈來(lái)愈廣泛地被采用在各個(gè)水利水電工程中,同時(shí)我國(guó)相當(dāng)一部分水利

5、水電設(shè)計(jì)院缺乏液壓?jiǎn)㈤]機(jī)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),故我們將液壓?jiǎn)㈤]機(jī)的有關(guān)布置和設(shè)計(jì)院要求及資料編入本“規(guī)范”的正文和附錄中。1 適用范圍本規(guī)范的適用范圍主要是:目前在水利水電工程中較多使用的各類啟閉機(jī),對(duì)于有特殊要求的、新型結(jié)構(gòu)的則不包括在內(nèi)。電動(dòng)葫蘆主要用于廠礦企業(yè),已定型化、系列化,水利水電工程需使用時(shí)可以選用定型產(chǎn)品,本規(guī)范就不再考慮其設(shè)計(jì)條件。2 引用標(biāo)準(zhǔn)本規(guī)范主要引用標(biāo)準(zhǔn)是 GB3811-83起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范和SDJ1378水利水電工程鋼閘門設(shè)計(jì)規(guī)范(試行)。前者為通用性規(guī)范,后者則與啟閉機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范配套使用。本規(guī)范不違反起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范中的規(guī)定,但又考慮了啟閉機(jī)的特殊性和專業(yè)要求;且和鋼閘門設(shè)計(jì)規(guī)范

6、配套,為水利水電工程金屬結(jié)構(gòu)專業(yè)性設(shè)計(jì)規(guī)范。3 基本符號(hào)由于本規(guī)范涉及有關(guān)符號(hào)較多,同時(shí)為了表達(dá)方便,只把基本符號(hào)列在前面,其他則分別寫在有關(guān)章、條中。這是根據(jù) 87標(biāo)準(zhǔn)編寫的基本規(guī)定中條的規(guī)定表達(dá)的。4 總則本條說(shuō)明本規(guī)范對(duì)水利水電工程啟閉機(jī)的布置、設(shè)計(jì)有約束和指導(dǎo)作用。本規(guī)范是根據(jù)建國(guó)以來(lái)各設(shè)計(jì)部門啟閉機(jī)的設(shè)計(jì)實(shí)踐和使用特點(diǎn)等編制的。在一般情況下都應(yīng)遵循本“規(guī)范”。本條是說(shuō)明機(jī)構(gòu)的工作級(jí)別。水利水電工程啟閉機(jī)的工作對(duì)象明確,使用條件相對(duì)穩(wěn)定。 一般水電站啟閉機(jī)每年使用時(shí)間較少,水利工程使用時(shí)間較多。機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)壽命較多的屬于輕級(jí),僅極少數(shù)(如龍羊峽壩頂5000kN 門機(jī))屬于重級(jí)。為簡(jiǎn)化工作

7、級(jí)別起見(jiàn),我們把工作級(jí)別和荷載狀態(tài)、設(shè)計(jì)壽命聯(lián)系起來(lái),對(duì)于結(jié)構(gòu)一般就不考慮疲勞強(qiáng)度,所以機(jī)構(gòu)的工作級(jí)別即為啟閉機(jī)的工作級(jí)別。多機(jī)構(gòu)的啟閉機(jī)的工作級(jí)別可以不同,其主起升機(jī)構(gòu)的工作級(jí)別作為啟閉機(jī)工作級(jí)別。水利水電工程中,由于各工程的自然條件、河流特性、安全可靠度要求等差別較大,故要完全按閘門工作性質(zhì)來(lái)對(duì)啟閉機(jī)工作級(jí)別分類有時(shí)不一定合適,這里僅按一般情況提出如下意見(jiàn)供參考。(1)啟閉檢修閘門的啟閉機(jī)可選用(2)啟閉事故閘門的啟閉機(jī)可選用(3)啟閉工作閘門的啟閉機(jī)可選用(4)壩頂啟閉多孔閘門的移動(dòng)式啟閉機(jī)和尾水高揚(yáng)程啟閉機(jī)一般可選用Q1 輕。Q2 輕或Q1 輕。Q3 中或Q2 輕。Q3 中或Q2輕。(

8、5)壩頂啟閉多孔的高揚(yáng)程移動(dòng)式啟閉機(jī)可選用Q3 中或Q4 重。本條說(shuō)明設(shè)計(jì)和布置啟閉機(jī)的有關(guān)資料。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮樞紐總布置對(duì)啟閉機(jī)的要求,確定啟閉機(jī)型式,根據(jù)啟閉機(jī)型式確定所需資料。如弧形閘門主要用在泄水系統(tǒng),就沒(méi)有快速下門的要求;啟閉機(jī)吊耳不進(jìn)入門槽一般就不存在鋼絲繩與門槽相干擾和水質(zhì)資料等問(wèn)題。由于啟閉機(jī)的工作對(duì)象明確,基本參數(shù)變化不大,因此有可能逐步達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。本規(guī)范對(duì)啟閉機(jī)的容量、揚(yáng)程、跨度、速度等基本參數(shù)作出規(guī)定,在一般情況下要求盡可能按此規(guī)定執(zhí)行,對(duì)于個(gè)別有特殊要求的則可另行考慮。啟閉機(jī)和其他起重機(jī)械相比,對(duì)起升機(jī)構(gòu)的安全保護(hù)特別重要。這主要是因?yàn)樗墓ぷ鲗?duì)象大部分在水中,工

9、作情況不易摸清。為了安全可靠地工作,對(duì)安全措施要重視,要強(qiáng)調(diào)其重要性。而其他起重設(shè)備的吊物大多在陸地上,不安全情況容易被人們發(fā)現(xiàn)。如果啟閉機(jī)發(fā)生意外,不僅影響閘門的啟閉,有時(shí)其后果不堪設(shè)想。除了起升機(jī)構(gòu)以外,其他機(jī)構(gòu)也應(yīng)裝設(shè)相應(yīng)的安全裝置。由于啟閉機(jī)使用場(chǎng)所多處在深山峽谷或江河處,維護(hù)條件差,濕度大,所以這里專門提出防潮、防腐蝕和防風(fēng)沙等保護(hù)措施,要求設(shè)計(jì)、使用單位注意。啟閉設(shè)備中的金屬結(jié)構(gòu),對(duì)于固定式啟閉機(jī)其機(jī)構(gòu)直接安裝在結(jié)構(gòu)上,所以一般由撓度控制,強(qiáng)度應(yīng)力較低;對(duì)于移動(dòng)式啟閉機(jī)(如門機(jī)、橋機(jī)等),由于總的使用頻繁率不高,而且季節(jié)性較強(qiáng),有充裕的檢修時(shí)間,一般不會(huì)造成疲勞破壞,其金屬結(jié)構(gòu)部分

10、可不進(jìn)行疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算,如有關(guān)部門專門提出要求,則也可進(jìn)行驗(yàn)算。由于啟閉機(jī)的制造和使用地點(diǎn)相隔較遠(yuǎn),除了鐵路運(yùn)輸外,很多情況下要有公路運(yùn)輸,所以其解體尺寸和重量應(yīng)考慮工地的情況和條件。如龍羊峽水電站壩頂5000kN 門機(jī), 其主梁長(zhǎng)達(dá)33m,鐵路運(yùn)輸滿足要求,但公路運(yùn)輸無(wú)法轉(zhuǎn)彎,設(shè)計(jì)時(shí)分為兩段,在工地再拼裝為一根主梁。所以啟閉機(jī)的解體尺寸和重量要滿足工地的鐵路運(yùn)輸和公路運(yùn)輸要求。5 設(shè)計(jì)原則和要求本條是啟閉機(jī)設(shè)計(jì)的基本原則,不管何種類型的啟閉機(jī),其布置選擇和設(shè)計(jì),都應(yīng)遵循這些原則。本條針對(duì)各種用途的閘門的啟閉設(shè)備的選型,提出了一些原則性的意見(jiàn)。由于各個(gè)工程的自然條件、水工建筑物的使用條件等均不完

11、全相同,因此在選用和設(shè)計(jì)啟閉機(jī)時(shí)尚需結(jié)合上述因素并進(jìn)行全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)論證才能確定。在論證和比較時(shí),除了考慮啟閉設(shè)備自身的制造、安裝等費(fèi)用外,尚應(yīng)顧及相應(yīng)的水工結(jié)構(gòu)和其他的輔助設(shè)備。蘇聯(lián)的 水工建筑物的啟閉機(jī)械一書中提出, “大體可以認(rèn)為,當(dāng)設(shè)有主閘門和事故檢修閘門的泄水孔等于或多于6 個(gè)孔時(shí),采用移動(dòng)式啟閉機(jī)是適宜的?!睂?duì)于分節(jié)啟閉的分節(jié)式閘門 (如迭梁閘門)或閘門扇數(shù)少于孔口數(shù)(如多孔口的檢修閘門或事故檢修閘門)則必須采用移動(dòng)式啟閉機(jī)。本條把水利水電工程中的泄水、發(fā)電、導(dǎo)流、灌溉等各系統(tǒng)的一般選型原則列出,但應(yīng)結(jié)合總體布置和自然條件等因素統(tǒng)一考慮,這樣選型才能比較切合實(shí)際。施工導(dǎo)流封孔閘

12、門的啟閉機(jī)的主要特點(diǎn)為:?jiǎn)㈤]力要有一定的富裕量;要有正確的揚(yáng)程指示裝置,但由于該機(jī)屬于臨時(shí)性質(zhì)(封孔后即拆卸搬走),所以設(shè)計(jì)部門在設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)考慮盡可能在本工程中借用工程永久啟閉設(shè)備(如碧口水電站工程、寶珠寺水電站工程)或施工用起重設(shè)備(鹽鍋峽水電站工程),也可對(duì)施工單位進(jìn)行了解,有無(wú)適合導(dǎo)流用的啟閉設(shè)備進(jìn)行租借,這樣的做法,比較經(jīng)濟(jì)。當(dāng)然對(duì)于某些大型項(xiàng)目,由于啟閉容量較大,無(wú)法借用,只能另行設(shè)計(jì)、制造。本條關(guān)于固定式啟閉機(jī)設(shè)置機(jī)房的問(wèn)題。由于我國(guó)地域廣闊,南北條件差異較大。南方炎熱多雨,北方寒冷、多風(fēng)沙和冰雪。為了給啟閉機(jī)創(chuàng)造有利的工作環(huán)境,如有可能,希望能設(shè)置機(jī)房。如果限于各方面的條件(包括

13、布置和費(fèi)用),也可加設(shè)活動(dòng)保護(hù)罩。總之,不管哪一種措施,均應(yīng)考慮啟閉機(jī)的工作條件。另外,根據(jù)我們的調(diào)查,當(dāng)開(kāi)啟閘門時(shí),機(jī)房?jī)?nèi)風(fēng)力很大,有時(shí)給工作人員工作造成困難,這是因?yàn)殚l門通氣孔信位置不恰當(dāng);閘門通氣孔較小,因此機(jī)房也作為通氣孔的一部分;閘門通氣孔沒(méi)有和機(jī)房分開(kāi)。前兩個(gè)因素主要在閘門設(shè)計(jì)中解決,后一個(gè)因素因?yàn)橹苯佑绊憜㈤]機(jī)的操作,所以在本條中提出,以便在啟閉機(jī)房的布置中引起重視。此外, 還對(duì)在嚴(yán)寒地區(qū)工作的啟閉機(jī)提出了保溫、工作油和潤(rùn)滑油的防凍要求,主要是確保啟閉機(jī)能在冬季安全可靠的投入運(yùn)行。本條指出啟閉機(jī)的最大揚(yáng)程除滿足啟閉閘門的最大揚(yáng)程外,還應(yīng)留有適當(dāng)?shù)母辉6?,主要是考慮水工建筑物的施工

14、誤差和設(shè)備的安裝誤差。對(duì)潛孔弧門啟閉機(jī)而言,其揚(yáng)程尚應(yīng)考慮更換側(cè)、頂水封的需要。這是因?yàn)榻?jīng)過(guò)調(diào)查,了解到有些單位在設(shè)計(jì)中忽略了這一點(diǎn),所以投入運(yùn)行后更換水封就比較困難。本 規(guī)范 提出上述要求,希望在設(shè)計(jì)和布置時(shí)考慮。高揚(yáng)程啟閉機(jī)在國(guó)內(nèi)自70 年代開(kāi)始逐漸得到推廣,這是由于改善了工作人員的勞動(dòng)條件和便于操作運(yùn)行,所以在水利水電工程中比較受歡迎。有些早期設(shè)計(jì)的低揚(yáng)程啟閉機(jī),有條件的也在修改為高揚(yáng)程,可以認(rèn)為這是發(fā)展方向。但當(dāng)高揚(yáng)程下游止水潛孔閘門和自動(dòng)掛脫梁(移動(dòng)式啟閉機(jī))聯(lián)合使用,且其水下深度大于潛水員的通常潛水深度時(shí),需仔細(xì)研究,因?yàn)樽詣?dòng)掛脫梁若發(fā)生問(wèn)題時(shí),處理就較困難。鑒于目前國(guó)內(nèi)的認(rèn)識(shí)水平

15、不一致,故在本規(guī)范中僅作為在一定條件下推薦意見(jiàn)。本條提出在設(shè)計(jì)高揚(yáng)程啟閉機(jī)時(shí),要注意動(dòng)滑輪組、鋼絲繩與閘門槽的干擾問(wèn)題。這是因?yàn)楦邠P(yáng)程啟閉機(jī)取消了中間連接吊桿,動(dòng)滑輪組和鋼絲繩都要進(jìn)入閘門門槽,特別是雙吊點(diǎn)閘門,因?yàn)榘催^(guò)去常規(guī)設(shè)計(jì),閘門吊耳都設(shè)置在閘門邊柱上部,這樣門槽容易與鋼絲繩或動(dòng)滑輪組發(fā)生干擾。所以必須要和閘門設(shè)計(jì)人員進(jìn)行配合,必要時(shí)要求閘門吊點(diǎn)向中間靠攏 ( 如移動(dòng)式啟閉機(jī)則可通過(guò)自動(dòng)掛脫梁或平衡梁改變吊點(diǎn)間距),但如果吊點(diǎn)間距過(guò)小則對(duì)啟閉機(jī)設(shè)計(jì)可能又帶來(lái)問(wèn)題。至于單吊點(diǎn)閘門雖然不易產(chǎn)生上述問(wèn)題,但在設(shè)計(jì)時(shí)也應(yīng)注意動(dòng)滑輪組、鋼絲繩與閘門門槽的干擾。對(duì)于進(jìn)入水中的動(dòng)滑輪組,根據(jù)多年的實(shí)踐

16、經(jīng)驗(yàn)推薦采用滑動(dòng)軸承,而不用滾動(dòng)軸承。蘇聯(lián)馬爾津遜等著的水工建筑物的啟閉機(jī)機(jī)械一書中提到: “通?;喗M的滑輪都采用滾動(dòng)軸承,以減少鋼絲繩的運(yùn)行阻力,并延長(zhǎng)部件的壽命。但是,當(dāng)滑輪浸沒(méi)于水中時(shí),則應(yīng)采用BP A爾94J1號(hào)青銅(94鑄造鋁鐵青銅),或a Cn-B型層壓膠木滑動(dòng)軸承。”但國(guó)內(nèi)尚有部分啟閉機(jī)(大多為門機(jī))采用滾動(dòng)軸承,故本規(guī)范提出如采用滾動(dòng)軸承則應(yīng)考慮密封裝置,防止水進(jìn)入軸承體內(nèi)。本條指出啟閉機(jī)起吊平面閘門時(shí),其起吊中心線應(yīng)與閘門起吊中心線一致。這主要是指卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī),由于自身布置的關(guān)系,當(dāng)鋼絲繩經(jīng)過(guò)動(dòng)、定滑輪和平衡滑輪后,動(dòng)滑輪組的中心線不一定和定滑輪組中心線一致(主要取決于定滑

17、輪組和卷筒間的距離與定滑輪組和平衡滑輪間的距離),因此必須進(jìn)行計(jì)算。在過(guò)去的設(shè)計(jì)中,我們發(fā)現(xiàn)二者中心不一,使啟閉閘門時(shí)又多一個(gè)側(cè)向力。故這一問(wèn)題在本規(guī)范中提出以期引起注意。至于其他類型啟閉機(jī)(如液壓式、螺桿式)當(dāng)然也有閘門起吊中心和啟閉機(jī)起吊中心一致的問(wèn)題,但一般不易疏忽,規(guī)范中提的是對(duì)所有類型啟閉機(jī),希望引起設(shè)計(jì)者注意。本條主要是針對(duì)啟閉力大的移動(dòng)式啟閉機(jī)和固定式啟閉機(jī),當(dāng)其吊具與閘門(或吊桿)吊耳的連接軸重量較大,操作困難時(shí),對(duì)移動(dòng)式啟閉機(jī)則宜采用自動(dòng)掛脫梁或手搖聯(lián)軸裝置,其目的是減少勞動(dòng)量,便于經(jīng)常拆卸。當(dāng)卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)在動(dòng)滑輪組吊耳上采用手搖聯(lián)軸裝置時(shí), 尚應(yīng)在裝聯(lián)軸裝置吊板的另一側(cè)增加

18、配重,以使動(dòng)滑輪組在空載升降時(shí)保持平衡。對(duì)于液壓式或其他類型啟閉機(jī),采用多節(jié)吊桿連接進(jìn)行工作時(shí),也應(yīng)予以考慮。啟閉機(jī)的安裝高程應(yīng)控制在最高洪水淹沒(méi)位置以上,這是因?yàn)閱㈤]機(jī)具有較多的電控設(shè)備和電動(dòng)機(jī)、限位開(kāi)關(guān)等電氣設(shè)備,如淹沒(méi)于水中則引起失靈。但對(duì)液壓?jiǎn)㈤]機(jī),由于自身缸體較長(zhǎng),若部分缸體浸水,在采取防腐蝕(包括涂刷防油耐水油漆防腐)措施后,仍然可以照常工作,不至于引起失靈,同時(shí)也便于總體布置,所以本“規(guī)范”特別提出對(duì)立式缸體在布置上允許其部分缸體浸水。對(duì)于危及水利水電工程安全的啟閉機(jī)必須要有可靠的備用電源。這是因?yàn)槟承╅l門(如泄水、溢洪系統(tǒng)的工作閘門)的啟閉直接影響水工建筑物甚至整個(gè)樞紐的安全。

19、我國(guó)曾有因暴雨來(lái)臨,電源發(fā)生故障造成閘門不能開(kāi)啟使洪水泛壩的事故,應(yīng)吸取教訓(xùn),故提出對(duì)這類啟閉機(jī)需要設(shè)置可靠的備用電源。選定啟閉機(jī)容量時(shí),一般均應(yīng)大于或等于計(jì)算啟閉荷載。這是因?yàn)閱㈤]機(jī)的工作對(duì)象在水下,情況不易摸清,而且影響啟閉荷載的因素較多,如摩擦系數(shù)的變化等,所以在一般情況下,啟閉容量選定時(shí)向上靠較為合適。由于電站進(jìn)水口快速閘門其關(guān)閉孔口有時(shí)間要求(一般為2min),所以操作快遞閘門的啟閉機(jī)其下降速度應(yīng)根據(jù)要求確定。但當(dāng)閘門接近底檻時(shí),若其速度過(guò)大則易對(duì)閘門底檻引起沖擊甚至破壞。根據(jù)過(guò)去的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),一般認(rèn)為其下降速度在不大于5m/min 時(shí),不致造成破壞,這和SDJ13 78 第 34 條

20、相一致。泵站出水口的快速閘門也需要快速關(guān)閉孔口,而關(guān)閉時(shí)間有所不同。如湖北省湖區(qū)泵站出水口快速閘門(拍門)孔口尺寸為X (寬X高),要求關(guān)閉時(shí)間小于15s,該門選用 15/60t 快速油壓?jiǎn)㈤]機(jī),為減少拍門在快速下降瞬時(shí)關(guān)閉的撞擊力,在油缸下部設(shè)置了緩沖裝置。本條提出要控制接近全關(guān)閉時(shí)的速度(不大于5m/min) , 其目的也是防止閘門出現(xiàn)大的沖擊力。雙吊點(diǎn)閘門的啟閉機(jī),如不保證兩個(gè)吊點(diǎn)的同步升降速度則直接影響閘門運(yùn)行。同時(shí)各部分的誤差(如卷筒直徑的誤差、鋼絲繩的張緊誤差等), 亦影響閘門兩吊點(diǎn)的升降速度,使閘門傾斜(這在好幾個(gè)工程中發(fā)生過(guò))甚至卡住,所以本條提請(qǐng)注意,特別在設(shè)計(jì)、制造和安裝過(guò)

21、程中,要嚴(yán)格控制這些誤差,在調(diào)試過(guò)程中更應(yīng)注意兩吊點(diǎn)升降速度不一致的可能因素,并進(jìn)行消除,防止因各部分誤差累積而影響閘門運(yùn)行。雙吊點(diǎn)閘門的啟閉機(jī)在正常工作中,雖然由于閘門重心位置的偏差或左、右摩阻力不一致,左、右吊點(diǎn)啟閉荷載雖有不同,但根據(jù)過(guò)去運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),每一吊點(diǎn)仍可按1/2 啟閉荷載計(jì)算。但對(duì)于有淤沙等情況的閘門,則兩點(diǎn)有時(shí)荷載相差甚多,故在考慮左、右吊點(diǎn)啟閉荷載時(shí)應(yīng)適當(dāng)加大,其值應(yīng)根據(jù)河流情況、設(shè)置位置等確定。對(duì)于有小開(kāi)度(或門體設(shè)充水閥)充水要求的閘門,啟閉機(jī)要設(shè)置能滿足小開(kāi)度精度的行程開(kāi)關(guān)或其他措施。這是因?yàn)樾¢_(kāi)度范圍一般在200300mm左右,而啟閉機(jī)的揚(yáng)程最少在10m左右,對(duì)于高揚(yáng)程

22、可能在 5080m甚至更大,其相對(duì)比例甚少,如用一套常規(guī)的主令控制裝置如LK 4054,誤差太大,不易調(diào)整,容易造成過(guò)載,所以本條提出來(lái),以引起設(shè)計(jì)人員注意,當(dāng)然如果采用電子顯示和控制則容易達(dá)到所需精度。卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)的主要特點(diǎn)是靠持住力(閘門自重、加重、水柱等)關(guān)閉孔口的閘門,一般為一機(jī)一門(也有一機(jī)二門的)。而且在短時(shí)間內(nèi)可以啟閉閘門,所以在泄水、溢洪等工作閘門上使用較多。水電工程除電站進(jìn)水口的快速閘門啟閉機(jī)外,一般情況下啟閉機(jī)多為就地操作,這主要是考慮容易了解操作過(guò)程中可能出現(xiàn)的各種情況以便于及時(shí)處理。至于水利工程中,有時(shí)同類工作閘門數(shù)量較多,所以在閘門的邊側(cè)設(shè)立集中控制室操作,這樣既能保

23、護(hù)電器操作設(shè)備,也便于了解操作過(guò)程中發(fā)生的問(wèn)題。本條主要強(qiáng)調(diào)機(jī)架上因設(shè)置傳動(dòng)零部件,為保證正常運(yùn)行,所以應(yīng)有足夠的剛度。其值見(jiàn)結(jié)構(gòu)部分。當(dāng)啟閉機(jī)的啟閉荷載方向傾斜時(shí),則啟閉機(jī)的某些零部件在計(jì)算時(shí)應(yīng)考慮傾斜力。對(duì)于鑄鐵件若有受拉情況更應(yīng)進(jìn)行核算,必要時(shí)應(yīng)以鑄鋼來(lái)代替鑄鐵,以改善受力情況。高揚(yáng)程啟閉機(jī)的主要型式,就我們所知已采用過(guò)的型式有:減少滑輪組倍率;帶排繩裝置的多層卷繞;自由雙層卷繞;雙雙聯(lián)滑輪組雙層卷繞;折線繩槽卷筒的多層卷繞。 其中帶有排繩裝置的多層卷繞和自由雙層卷繞多用于卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī);雙雙聯(lián)滑輪組雙層卷繞已在門機(jī)和橋機(jī)中采用;折線繩槽卷筒在龍羊峽水電站用于壩頂門機(jī)回轉(zhuǎn)吊上,北京院設(shè)計(jì)用

24、于安康水電站卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)上,這在水利水電工程中剛開(kāi)始采用,在煤礦卷?yè)P(yáng)機(jī)中已較廣泛采用。由于各設(shè)計(jì)單位的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)不一,對(duì)高揚(yáng)程卷?yè)P(yáng)啟閉機(jī)型式也各有傾向,現(xiàn)均列出,供設(shè)計(jì)人員參考。帶有排繩裝置的高揚(yáng)程啟閉機(jī),根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn),應(yīng)注意下列幾點(diǎn):在卷筒的端部和鋼絲繩退回處要防止鋼絲繩相互擠壓;排繩裝置的導(dǎo)向螺桿螺旋角和鋼絲繩返回的圓弧半徑要合適;作為螺母的月牙板體形要選擇恰當(dāng)。對(duì)于第一點(diǎn)目前一般做法是加工時(shí)使端部和返回處有一個(gè)偏心凸緣,使鋼絲繩由第一層過(guò)渡到第二層時(shí)不相互擠壓;對(duì)于第二點(diǎn)因?yàn)閷?dǎo)向螺桿是雙向螺紋,螺旋角選擇大了則旋轉(zhuǎn)阻力大,滑塊(月牙板)到端部返回困難,如螺旋角太小則害怕中部任一圈螺紋中會(huì)

25、滑至反向螺紋中去,導(dǎo)致工作破壞,我們?cè)谠O(shè)計(jì)中曾采用18°,也可比這稍小的,返回處的圓弧半徑應(yīng)稍大些,在廠內(nèi)組裝試運(yùn)行時(shí)進(jìn)行修正,且應(yīng)光滑;對(duì)于第三點(diǎn)滑塊(月牙板)的體形選擇,應(yīng)考慮月牙板的包角,以使其接觸應(yīng)力較小,同時(shí)要注意其體形,以保證其彎曲強(qiáng)度和順利返回,此外,滑塊(月牙板)要注意潤(rùn)滑,防止因嚴(yán)重磨損后而折斷。對(duì)于自由雙層或多層卷繞的啟閉機(jī),其第二層以上的偏斜角推薦不大于2 °,是按GB3811 83 和起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)中的數(shù)值作為推薦值。蘇聯(lián)1977 年版起重運(yùn)輸機(jī)械計(jì)算手冊(cè)(CnaBOHHHK no pacneTaM MexaHH3HOB n t m1977)和蘇聯(lián)起

26、重機(jī)手冊(cè)第二冊(cè) (CnpaBOHHK no k p a h a m tom2)提出繩索允許偏角:對(duì)于光卷筒Y <2° o對(duì)于大容量啟閉機(jī),由于鋼絲繩直徑大,僵性也大,所以多層卷繞時(shí)一般取2°較為合適。原水電部水電總局曾組織過(guò)調(diào)查組對(duì)此問(wèn)題進(jìn)行過(guò)調(diào)查,調(diào)查報(bào)告推薦為°。在第一次本規(guī)范討論會(huì)上也曾討論過(guò),但后來(lái)較多專家和代表的意見(jiàn)采用2°,至于采用多少度合適尚可進(jìn)一步研究,這里提出一般為2°。雙雙聯(lián)滑輪組目前用在橋機(jī)、門機(jī)較多,但定滑輪直徑一般較大,這是為了防止與定滑輪支承梁發(fā)中干擾。另一注意點(diǎn)是雙雙聯(lián)有 24根鋼絲繩,因此倍率在2以上的定滑

27、輪要鉸接在滑輪組支架上,這樣便于鋼絲繩的長(zhǎng)度調(diào)節(jié)和受力均勻。由于雙雙聯(lián)的做法是卷筒上第一層鋼絲繩作為第二層鋼絲繩的導(dǎo)向,所以第一層要先于第二層23圈。采用折線繩槽卷筒在我國(guó)礦山卷?yè)P(yáng)機(jī)上己經(jīng)用得較多,目前在龍羊峽壩頂5000kN門機(jī)回轉(zhuǎn)吊上已采用。北京勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院在安康水電站卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)中也開(kāi)始采用,并在三門峽水工機(jī)械廠召開(kāi)了評(píng)議會(huì),基本得到肯定。另外, 減少滑輪組倍率的方法也可達(dá)到高揚(yáng)程要求。這種方法比較簡(jiǎn)單,但由于鋼絲繩直徑增大引起卷筒外徑加大及壓力增加,因此設(shè)備自重有可能增加。本條把表孔、潛孔弧門的卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)在國(guó)內(nèi)使用過(guò)的型式列出。吊點(diǎn)設(shè)在面板前的表孔弧門卷?yè)P(yáng)啟閉機(jī)、盤香式啟閉機(jī),其起

28、吊半徑大,受力明確,但鋼絲繩及吊具一般應(yīng)緊貼弧門面板,以達(dá)到閘門升降平穩(wěn)、鋼絲繩不致被水沖擊而引起抖動(dòng)的目的。 此外, 由于吊具與閘門連接處經(jīng)常在水中,不易檢查,且局部鋼絲繩也常浸在水中,故必須鍍鋅。60 年代末 70 年代初,廣東院、遼寧院等陸續(xù)采用吊點(diǎn)在面板下游的卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī), 其特點(diǎn)是可以用平面閘門卷?yè)P(yáng)啟閉機(jī)改裝加滑輪組起吊,使啟閉機(jī)自重降低,但鋼絲繩纏繞較為復(fù)雜,目前也廣泛應(yīng)用。盤香式啟閉機(jī)目前在國(guó)內(nèi)尚屬試用階段,其主要特點(diǎn)是用盤香板代替卷筒,結(jié)構(gòu)緊湊,用多根鋼絲繩起吊一個(gè)吊點(diǎn),由于鋼絲繩重疊擠壓,要求使用鋼芯鋼絲繩。使用時(shí)要注意調(diào)節(jié)一個(gè)吊點(diǎn)的多根鋼絲繩承載,使各鋼絲繩盡量做到受載均勻

29、。潛孔弧門卷?yè)P(yáng)啟閉機(jī)的共同問(wèn)題是動(dòng)滑輪組吊耳(或吊桿)與弧門吊耳連接部位有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng), 因此該處應(yīng)設(shè)有軸套和潤(rùn)滑點(diǎn)。當(dāng)采用常規(guī)的平面閘門卷?yè)P(yáng)啟閉機(jī)時(shí),由于吊點(diǎn)在升降過(guò)程中前后擺動(dòng),要注意防止鋼絲繩和定滑輪組支承梁的干擾,特別是采用系列通用的啟閉機(jī)時(shí),有時(shí)需要對(duì)支承粱下翼緣進(jìn)行處理。當(dāng)將定滑輪組設(shè)置在定滑輪支承梁下部或在定滑輪組支承梁下部設(shè)置導(dǎo)向滑輪(如葛洲壩水利樞紐工程泄水閘門啟閉機(jī))時(shí),要注意平衡滑輪及通過(guò)平衡滑輪上的鋼絲繩與支承梁下部的滑輪或鋼絲繩發(fā)生干擾。陜西省石泛峪水庫(kù)采用QPQ2X40t啟閉機(jī)啟閉泄洪洞 7X7-36m 弧門中發(fā)生支承梁下部的滑輪與平衡滑輪干擾。另外,由于在支承下部設(shè)置

30、滑輪,所以應(yīng)注意對(duì)其潤(rùn)滑系統(tǒng)的布置。此外,這種布置方式對(duì)定滑輪(或?qū)蚧啠┑臋z查、維護(hù)較為困難。至于弧門啟閉機(jī)的其他型式:包括液壓式,鏈?zhǔn)絾㈤]機(jī)等則在有關(guān)章條中介紹。本條提出的對(duì)于啟閉升臥式閘門的卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)的要求是根據(jù)河北省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院提供的資料編寫的。該院用此門型建閘40 余座,其啟閉設(shè)備用過(guò)液壓式、臺(tái)車式和卷?yè)P(yáng)式等啟閉機(jī),用得最多的是固定卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)。本條敘述了啟閉機(jī)的有關(guān)布置注意事項(xiàng),以供設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)參考。螺桿啟閉機(jī)螺桿啟閉機(jī)主要用于小型的水利水電工程中,其特點(diǎn)是造價(jià)低,制造技術(shù)較簡(jiǎn)單,地區(qū)和縣所屬水利機(jī)械廠均可生產(chǎn),便于訂貨,所以容易得到推廣。在運(yùn)行中根據(jù)了解常有螺桿壓彎

31、現(xiàn)象,這主要可能有下列因素造成,即:過(guò)載保護(hù)裝置沒(méi)有調(diào)整好,故未起作用;閘門摩阻力過(guò)大;行程開(kāi)關(guān)未調(diào)整好,使閘門到達(dá)底檻后繼續(xù)下壓等。因此螺桿啟閉機(jī)的安裝、調(diào)整和試運(yùn)轉(zhuǎn)甚為重要,有關(guān)人員應(yīng)引起注意。單作用式的液壓?jiǎn)㈤]機(jī)如因維修、安裝等需要,也可在油路設(shè)計(jì)中考慮能對(duì)油缸上腔適當(dāng)加壓。據(jù)了解主要是某些單作用式的油壓?jiǎn)㈤]機(jī)因活塞阻力較大,靠活塞桿自重?zé)o法外伸, 因而影響安裝和檢修,但工作時(shí)活塞桿不承受壓力。這類活塞桿的長(zhǎng)細(xì)比可以按受拉計(jì)算而不必按受壓計(jì)算,這就可以加大長(zhǎng)細(xì)比,減輕自重,簡(jiǎn)化機(jī)構(gòu)。此外,如果僅由于安裝時(shí)需要,也可考慮采取臨時(shí)措施解決。根據(jù)華東勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院在福建沙溪口水電站表孔濫洪道弧

32、形閘門采用液壓?jiǎn)㈤]機(jī)的實(shí)踐運(yùn)行,證明雙缸液壓?jiǎn)㈤]機(jī)操作弧門,一般不需專設(shè)同步系統(tǒng)。這是由于弧門具有足夠的平面和空間剛度,不可能因吊點(diǎn)在啟閉過(guò)程中的同步誤差而出現(xiàn)卡死現(xiàn)象。蘇聯(lián) 水工建筑物的啟閉機(jī)械一書中也提及“非同步液壓?jiǎn)㈤]機(jī)用以操作金屬結(jié)構(gòu)剛度大的閘門 (如弧形閘門)或孔口的高跨比大于1 的平面閘門。這時(shí)將一對(duì)油缸的油路同時(shí)接通這種措施足以保證閘門無(wú)歪斜地運(yùn)動(dòng)”。 由于我國(guó)這方面實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)尚不多,所以僅提及啟閉弧形閘門時(shí),可以不設(shè)專門的同步裝置。至于平面閘門的啟閉,待實(shí)踐運(yùn)行總結(jié)后再進(jìn)行補(bǔ)充。本條提出了油泵型式和規(guī)格的選擇依據(jù)。液壓?jiǎn)閉機(jī)的油泵選用目前逐漸趨向于要求壓力高、供油量較大的油泵。

33、在已設(shè)計(jì)的工程中選用的油泵主要是葉片泵和柱塞泵。葉片泵結(jié)構(gòu)緊湊,外形尺寸小,運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),輸油量均勻,脈動(dòng)及噪音較小,耐久性好,使用壽命長(zhǎng),價(jià)格較柱塞泵便宜,主要用于中壓液壓系統(tǒng)中。柱塞泵壽命長(zhǎng),結(jié)構(gòu)緊湊、噪音小,但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,價(jià)格較貴,可以得到高壓,大流量,且流量可調(diào),故主要用于高壓液壓系統(tǒng)中。由于我國(guó)目前液壓?jiǎn)㈤]機(jī)造價(jià)較高,一般都是用在泄水系統(tǒng)或發(fā)電系統(tǒng)的重要部位。油泵裝置占啟閉機(jī)總投資較少,為安全運(yùn)行起見(jiàn),故宜設(shè)置兩套互為備用。此外, 如系統(tǒng)的流速,流量等許可,還可考慮并聯(lián)工作,加大流量,提高閘門的啟閉速度。插裝閥是一種新型的液壓控制元件。這種閥具有組合機(jī)能強(qiáng),集成度高,噪聲低,密封性好,結(jié)構(gòu)

34、緊湊,便于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。選擇不同結(jié)構(gòu)及型式的先導(dǎo)控制閥,控制蓋及集成塊與插裝件相組合,便可獲得具有換向、調(diào)壓、調(diào)速等功能的插裝閥組。在水利水電工程中,已逐步開(kāi)始使用,如葛洲壩1 #船閘的充、泄水閥門啟閉機(jī)液壓系統(tǒng)和廣西桂平船閘人字門及充、泄水閥門啟閉機(jī)的液壓控制系統(tǒng),據(jù)了解運(yùn)行情況良好。與普通滑閥液壓系統(tǒng)相比,閥組體積小、噪聲低,基本無(wú)泄漏,被控制閘門的運(yùn)行平穩(wěn)可靠,動(dòng)作靈敏,由于是無(wú)管路連接, 檢修相當(dāng)方便,顯示了其明顯的先進(jìn)性,特別是用于高壓大流量的水利水電工程的液壓系統(tǒng)中,更能充分發(fā)揮其特長(zhǎng)。液壓?jiǎn)㈤]機(jī)的安全(溢流)閥主要用于超載等方面原因引起的泄流,為安全起見(jiàn),因此在一般情況下不應(yīng)動(dòng)作。

35、而行程限位則可能是經(jīng)常性的動(dòng)作,如閘門到達(dá)底檻,行程控制裝置就應(yīng)動(dòng)作,切斷電源,使其處在設(shè)計(jì)要求的位置上。所以本條提出行程限位應(yīng)設(shè)行程控制裝置,而不是采用安全(溢流)閥。液壓系統(tǒng)的試驗(yàn)壓力,根據(jù)化學(xué)工業(yè)出版社出版的機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)(下冊(cè))規(guī)定:系統(tǒng)的試驗(yàn)壓力為最大工作壓力的倍;油缸的耐壓試驗(yàn)壓力當(dāng)工作壓力Pwi6MPa時(shí)為工作壓力的 倍,P>16MPa時(shí)為 倍,保壓時(shí)間為 2min。由機(jī)械工業(yè)出版社出版的機(jī)械工程手冊(cè)補(bǔ)充本(二 )中提出液壓缸的耐壓試驗(yàn)取額定壓力的倍,耐壓時(shí)間為2min。蘇聯(lián)水工建筑物的啟閉機(jī)械一書中提出安裝完畢后全系統(tǒng)最大試驗(yàn)壓力為額定壓力的倍;在水工建筑物金屬結(jié)構(gòu)制造安裝

36、及驗(yàn)收規(guī)范(SLJ201 80, DIJ201 80)中提到如圖紙無(wú)規(guī)定則油缸組裝后按額定壓力(啟門力)試壓10min,各類閥按 倍工作壓力試壓,在水利水電工程啟閉機(jī)制造、安裝及驗(yàn)收規(guī)范(送審稿) 條中提出液壓缸的耐壓試驗(yàn)的額定壓力PW20MPa時(shí),試驗(yàn)壓力為 倍;P>20MPa時(shí),試驗(yàn)壓力為 倍,保壓時(shí)間為 2min 以上。綜合上述意見(jiàn),我們采用了條的值,即液壓系統(tǒng)取系統(tǒng)最大工作壓力的 倍,油缸的最大工作壓力 Pwi6MPa時(shí)取 倍,P>16MPa時(shí)取 倍,保壓時(shí) 間為2min以上,其中壓力分級(jí)系按 (JB824 66)標(biāo)準(zhǔn)戈U分,即中壓 P>;中高壓 P>16MPa

37、;高壓P>16-32MPa;超高壓 P>32MPa。條的提法既考慮了油缸工 作壓力劃分符合一般液壓系統(tǒng)的壓力劃分,也考慮了液壓?jiǎn)㈤]機(jī)的具體情況。本條關(guān)于液壓?jiǎn)㈤]機(jī)活塞桿的防腐蝕問(wèn)題必須重視,由于活塞桿長(zhǎng)期處在潮濕的環(huán)境之中, 有的工作在水中,如果不防銹則液壓?jiǎn)㈤]機(jī)的壽命很短,腐蝕后引起密封破壞以至嚴(yán)重漏油到無(wú)法使用。所以本條要求必須遵照?qǐng)?zhí)行。鏈?zhǔn)絾㈤]機(jī)作為啟閉機(jī)的一種型式,在西歐用得較多,在國(guó)內(nèi)雖然 5060年代己經(jīng)使用(如佛子嶺水庫(kù)),但并不廣泛。這主要是大容量的鏈條價(jià)格較貴,由于使用數(shù)量較少,鏈條制造廠就不愿生產(chǎn)(目前較多的用在冶金工廠的鍛造起重機(jī))。鏈?zhǔn)絾㈤]機(jī)由于鏈輪直徑小,

38、所以其載重部件可以布置得比較緊湊;在水下工作時(shí),鏈條要比鋼絲繩耐久。但由于它的造價(jià)比卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)貴,所以較少采用,只有當(dāng)布置上的要求和綜合費(fèi)用比較便宜時(shí),可以使用。作為一種機(jī)型,我們?nèi)园阉腥胍?guī)范。鏈?zhǔn)絾㈤]機(jī)起吊閘門的提升速度要求不大于1m/min ,主要是為了操作閘門能平穩(wěn)升降。由于鏈條經(jīng)過(guò)鏈輪的逮度是變動(dòng)的,由此產(chǎn)生動(dòng)力荷載,為減少動(dòng)力荷載,同時(shí)也可獲得緊湊的結(jié)構(gòu),以降低造價(jià)。為保證鏈條啟閉機(jī)的二個(gè)吊點(diǎn)同步升降,因此應(yīng)有可靠的同步裝置。在條件許可下,最簡(jiǎn)單的辦法就是機(jī)械同步(加同步軸),但有時(shí)需要有工作橋。如無(wú)工作橋時(shí)也可考慮采用電氣同步(如采用繞線式電動(dòng)機(jī)時(shí),可再增加一個(gè)輔助電動(dòng)機(jī),以使

39、其獲得同步轉(zhuǎn)速)。 總之,不管那種同步方式,只要實(shí)現(xiàn)同步以防止閘門歪斜而卡住都可采用。鏈?zhǔn)絾㈤]機(jī)在啟閉閘過(guò)程中,應(yīng)盡量防止鏈條與水接觸,這一方面可以減少銹蝕,保護(hù)鏈條。同時(shí)又可防止水沖擊鏈條而引起不必要的振動(dòng)。本條提出除了條避免鏈條與水接觸外,還應(yīng)有防銹蝕措施,用以防止鏈條每節(jié)之間銹蝕而不能轉(zhuǎn)動(dòng)。本條提出移動(dòng)式啟閉機(jī)的跨度確定除了應(yīng)盡量滿足附錄A 的規(guī)定外,尚應(yīng)滿足跨內(nèi)、跨外的啟閉閘門要求,即能在設(shè)計(jì)要求下,滿足操作各類閘門的啟閉和吊運(yùn)。工作平臺(tái)(壩頂或尾水平臺(tái)等)以上揚(yáng)高,主要考慮某些閘門需吊出孔口(整體吊出或分節(jié)吊出), 當(dāng)然在確定移動(dòng)式啟閉機(jī)的外形尺寸時(shí),對(duì)于門機(jī)要考慮其高跨比,對(duì)于臺(tái)車

40、啟閉機(jī)則應(yīng)考慮排架高度。移動(dòng)式啟閉機(jī)的工作荷載分為啟閉荷載和走行荷載。在很多情況下,二者值是不一致的,有時(shí)相差很多。因此在確定最大啟閉荷載和最大走行荷載時(shí),應(yīng)對(duì)所有工作對(duì)象(閘門和攔污柵)的啟閉力進(jìn)行比較,以確定其最大啟閉荷載;對(duì)所有工作對(duì)象的自重(如閘門和攔污柵有分節(jié)吊運(yùn)的,則按分節(jié)吊運(yùn)計(jì)算自重)進(jìn)行比較,以確定其最大走行荷載。根據(jù)上述兩類荷載對(duì)有關(guān)零部件進(jìn)行計(jì)算。如走行輪的輪壓當(dāng)進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算時(shí)應(yīng)以啟閉荷載為依據(jù);當(dāng)進(jìn)行疲勞計(jì)算時(shí)應(yīng)以走行荷載為依據(jù)。在結(jié)構(gòu)的荷載組合時(shí)同樣應(yīng)分別考慮這兩類荷載。對(duì)于移動(dòng)式啟閉機(jī)的控制操作,國(guó)內(nèi)已建成投入運(yùn)行的設(shè)備幾乎全部是在機(jī)上直接操作, 這主要是因?yàn)椴僮鏖l門

41、時(shí),需要監(jiān)視與閘門的連接以及有無(wú)其他事故發(fā)生,所以工作現(xiàn)場(chǎng)總是有人員在,一般不需采用無(wú)線電遙控或者遠(yuǎn)距離操作。當(dāng)然有必要也可采用非機(jī)上操作。根據(jù)國(guó)內(nèi)水電工程的實(shí)踐,有時(shí)要求移動(dòng)式啟閉機(jī)在一個(gè)曲線彎道上運(yùn)行,如龍羊峽、白山等水電站。這類設(shè)計(jì)從理論上說(shuō)較為簡(jiǎn)單,只需改變?cè)趦蓷l軌道上的走行輪直徑,同時(shí)將其布置垂直于軌道(即其走行臺(tái)車的臺(tái)車架中心線與曲線軌道的切線相平行)以及適當(dāng)加寬走輪踏面,這樣布置一般不容易啃軌。李家峽水電站要求壩頂門機(jī)在壩頂(三心圓拱壩)的二個(gè)彎道半徑上移動(dòng),我們委托了上海交通大學(xué)起重運(yùn)輸與工程機(jī)械教研室進(jìn)行了研究并作了 1: 10 的模型試驗(yàn),研究結(jié)果和試驗(yàn)表明采取一些措施(如

42、走行臺(tái)車允許繞立軸轉(zhuǎn)動(dòng)以及加上一定電氣措施)是可以做到移動(dòng)時(shí)不啃軌的。這樣做法,可以節(jié)約工程投資和增加安全可靠性。由于國(guó)內(nèi)尚無(wú)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),所以規(guī)范條文的提法比較原則,其具體措施也不再在規(guī)范條文中提及。根據(jù)有關(guān)省設(shè)計(jì)院的實(shí)踐,小容量移動(dòng)式啟閉機(jī)選用電動(dòng)葫蘆是比較經(jīng)濟(jì)的,但由于電動(dòng)葫蘆主要應(yīng)用在工廠,所以其起升速度和走行速度不一定能完全符合啟閉閘門要求,操作時(shí)要注意。此外,當(dāng)為兩吊點(diǎn)時(shí),其同步升降比較困難。關(guān)于移動(dòng)式啟閉機(jī)抗傾覆穩(wěn)定性的驗(yàn)算工況,根據(jù)啟閉機(jī)的特點(diǎn)并參照起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范表10 的驗(yàn)算工況提出啟閉機(jī)的3 種驗(yàn)算工況?!昂奢d系數(shù)”表是考慮到表的“驗(yàn)算工況”及起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范表 11荷載系數(shù)中起

43、重機(jī)組別出(場(chǎng)地固定的橋式類型的軌道起重機(jī),如門式起重機(jī)和裝卸橋等)提出:自重系數(shù)為;荷載(啟閉荷載和走行荷載 ) 系數(shù)取、和 0;風(fēng)力系數(shù)取0、 和。啟閉機(jī)的防風(fēng)抗滑安全性按兩種工況進(jìn)行驗(yàn)算,即按正常工作狀態(tài)和非工作狀態(tài),現(xiàn)分別敘述如下。在正常工作狀態(tài)時(shí)按本規(guī)范條進(jìn)行計(jì)算。規(guī)范中表走行摩擦阻力系數(shù)”是摘錄起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范表12。這里是作為防風(fēng)抗滑安全性的驗(yàn)算,所以走行摩擦阻力系數(shù)應(yīng)理解為可能產(chǎn)生的最小走行摩擦系數(shù)。當(dāng)制動(dòng)力Pz1 大于車輪與軌道的粘著力時(shí),Pz1 用粘著力代替,此時(shí)的粘著系數(shù)取也是按可能發(fā)生的最小粘著系數(shù)選取,而沒(méi)有區(qū)分室內(nèi)和室外。非工作狀態(tài)時(shí)按本規(guī)范款進(jìn)行驗(yàn)算,此時(shí)軌道和夾軌

44、鉗(表面有刻痕并經(jīng)淬火的)的摩擦系數(shù)取,最大操作力不得大于200N,此值摘自起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范條。起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)提到:對(duì)于無(wú)齒紋未經(jīng)熱處理的45、 50 號(hào)鋼的鉗口,其摩擦系數(shù)??;對(duì)有齒紋,65Mn、60Si2Mn鋼,齒面淬硬 HRC >55的鉗口,其摩擦系數(shù)為,齒峰不尖或變鈍后,也可降低(小。比較兩者,考慮到移動(dòng)式啟閉機(jī)和其他軌道式起重機(jī)相比,其工作頻繁程度較低,此外,由于啟閉機(jī)的工作條件和工作對(duì)象相對(duì)穩(wěn)定,所以決定摘錄起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范所采用之值。關(guān)于啟閉機(jī)的制動(dòng)裝置,特別是卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)的起升機(jī)構(gòu)必須設(shè)置安全可靠的制動(dòng)裝置。 60 年代初期吉林云峰電站發(fā)生過(guò)臺(tái)車式啟閉機(jī)起升機(jī)構(gòu)制動(dòng)失靈,使閘

45、門墜落、啟閉機(jī)電動(dòng)機(jī)飛逸事故。對(duì)于鏈?zhǔn)?、盤香式啟閉機(jī)的制動(dòng)裝置,均應(yīng)予以重視。液壓?jiǎn)㈤]機(jī)由于主要靠控制油量和油速操作閘門升降,所以一般情況下就不存在閘門墜落問(wèn)題。螺桿啟閉機(jī)一般靠螺桿傳動(dòng)的自鎖來(lái)控制閘門位置,如不能自鎖也應(yīng)設(shè)置制動(dòng)裝置。此外, 啟閉機(jī)的其他機(jī)構(gòu)(如走行機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等)也應(yīng)有制動(dòng)裝置,以便于控制位置和防止事故。起升荷載限制器在大多數(shù)啟閉機(jī)械中是需要裝設(shè)也是可以裝設(shè)的,但其要求可不一致, 有的要求在提升時(shí)起作用,有的則要求下降時(shí)起作用,有的要求在上升和下降容量不同的情況下分別起作用,這些均可通過(guò)和起升荷載限制器聯(lián)通的電氣控制回路達(dá)到目的。起升荷載限制器也是啟閉機(jī)的主要特點(diǎn)之一,所

46、以一般均應(yīng)安裝,如有特殊工況(無(wú)法安裝或者安裝后易引起啟閉事故)經(jīng)有關(guān)部門充分論證后也可以不裝設(shè)。啟閉機(jī)的起升機(jī)構(gòu)、走行機(jī)構(gòu)、回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)等的運(yùn)動(dòng)行程,一般情況下均應(yīng)有所限制,故要安裝相應(yīng)的行程限制器。對(duì)起升機(jī)構(gòu)來(lái)講,應(yīng)考慮控制上、下極限位置,如在上、下極限位置之間還有要求的,也應(yīng)予以滿足。裝設(shè)在門機(jī)支腿上的回轉(zhuǎn)吊,其回轉(zhuǎn)行程無(wú)法超過(guò)270°,所以也應(yīng)設(shè)回轉(zhuǎn)行程限制器。同佯對(duì)于在軌道上行走的移動(dòng)式啟閉機(jī),其端部應(yīng)裝設(shè)行程限制器。在一般移動(dòng)式啟閉機(jī)中兩端除了安裝行程限制器外,尚應(yīng)裝設(shè)緩沖裝置。但對(duì)于大容量的移動(dòng)式啟閉機(jī)(如門機(jī)),其設(shè)置的緩沖裝置位置較高,重量既大,又不美觀。特別是壩頂門機(jī)

47、的兩端撞頭,有時(shí)達(dá)數(shù)米之高,且妨害交通。所以我們?cè)谀承╇娬镜膲雾旈T機(jī)設(shè)計(jì)中取消了緩沖器的撞頭,將端部軌道向上傾斜并連接圓弧形軌道,使啟閉機(jī)的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閯?shì)能。這種做法不但有利于交通,還可節(jié)約鋼材,并達(dá)到緩沖目的。所以在本規(guī)范中予以推薦。室外移動(dòng)式啟閉機(jī)應(yīng)安裝風(fēng)速儀,這是因?yàn)樗姽こ檀蠖嘣谏钌綅{谷之間,風(fēng)大、門機(jī)自身易于擋風(fēng),所以要求當(dāng)風(fēng)速大于工作極限風(fēng)速時(shí),能發(fā)出停止作業(yè)的警報(bào),并切斷走行機(jī)構(gòu)電源。當(dāng)為電動(dòng)夾軌器時(shí)也可和夾軌器聯(lián)動(dòng)。起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范提出:對(duì)塔式、造船用門式或門座起重機(jī),當(dāng)非工作風(fēng)壓超過(guò)600N/m 2 時(shí),他起重機(jī)超過(guò)800/m2 時(shí),必須裝設(shè)牽纜或其他型式錨定裝置。考慮到水利

48、水電工程用移動(dòng)式啟閉機(jī)一般比前者低,相對(duì)穩(wěn)性較好,和后者相比所處位置易承受風(fēng)壓,所以選定非工作風(fēng)壓超過(guò)700N/m 2 時(shí),必須裝設(shè)牽纜或錨定裝置。有關(guān)電氣保護(hù)裝置詳見(jiàn)本規(guī)范的電氣部分。液壓穿軸式自動(dòng)掛脫梁是利用電動(dòng)機(jī)油泵將壓力油壓向銷軸,將銷軸推入軸孔或推出軸孔。這種型式是60 年代從蘇聯(lián)引入,首先使用在三門峽水利樞紐中,適用于操作大、中型的閘門,但必須有可靠的密封裝置和防水插座,防止電氣部分浸水失效。此外,也應(yīng)注意電纜的強(qiáng)度,當(dāng)揚(yáng)程較高時(shí),電纜的強(qiáng)度應(yīng)能承受電纜自身的重量,否則在升降過(guò)程中,電纜遭受破壞,而使掛脫梁失效。機(jī)械式自動(dòng)掛脫梁的型式較多,近年來(lái)由于各水利水電工程投入運(yùn)行后的局部改

49、造,根據(jù)各工程的運(yùn)行要求,對(duì)原有的抓梁作了不少改進(jìn),并不斷刨造出新的型式。本規(guī)范僅從大的方面提出三種型式,即:重錘式自動(dòng)掛脫梁;掛鉤式自動(dòng)掛脫梁;掛脫自如式自動(dòng)掛脫梁。自動(dòng)掛脫梁有很多優(yōu)點(diǎn),因此目前在大、中、小型工程中都廣泛使用。但設(shè)計(jì)時(shí)必須注意使用條件,否則容易引起失敗。如閘門為下游止水,且水深超過(guò)潛水員通常的潛水深度時(shí)要特別注意其可靠性,否則發(fā)生事故時(shí)處理相當(dāng)困難。對(duì)于多泥沙河流,要注意泥沙有無(wú)可能將吊耳或門頂淤住,以至于無(wú)法自動(dòng)穿軸。對(duì)操作多孔閘門或攔污柵,應(yīng)適當(dāng)提高門槽或柵槽的施工安裝精度等等??傊谠O(shè)計(jì)自動(dòng)掛脫梁時(shí):是要注意使用條件;是要提出對(duì)閘門(攔污柵)及其門(柵 )槽的施工安裝

50、精度;對(duì)自動(dòng)掛脫梁本體設(shè)計(jì)應(yīng)予以充分的重視,否則易造成失敗。6 荷載自重荷載啟閉機(jī)的自重荷載主要用來(lái)計(jì)算啟閉機(jī)的不同部位。如卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)在計(jì)算起升機(jī)構(gòu)時(shí),除了啟閉荷載外尚應(yīng)包括動(dòng)滑輪組及吊具的重量,對(duì)于大于50m 的高揚(yáng)程還應(yīng)增加鋼絲繩重量,計(jì)算機(jī)架時(shí)則要把設(shè)置在機(jī)架上的機(jī)械設(shè)備(如有電氣設(shè)備也應(yīng)加上)和機(jī)架的自重予以計(jì)入。計(jì)算門機(jī)時(shí),對(duì)于大車架主梁的活動(dòng)荷載,按小車輪壓計(jì)入;當(dāng)計(jì)算大車輪壓時(shí),則應(yīng)把大車架、小車和大車上的各類設(shè)備自重(也包括壓重)均按自重荷載計(jì)入。啟閉荷載由于啟閉力在啟閉過(guò)程中是變化的,所以這里所指的為在啟閉過(guò)程中可能發(fā)生的最大計(jì)算啟閉力??紤]了各種類型啟閉機(jī),故明確將其作用

51、荷載位置統(tǒng)一到啟閉機(jī)與閘門(如有吊桿、自動(dòng)掛脫梁,則為吊桿或自動(dòng)掛脫梁與啟閉機(jī)下吊耳連接處)連接的吊耳上。對(duì)于卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)即指動(dòng)滑輪組吊耳與下部連接處。液壓?jiǎn)㈤]機(jī)、螺桿啟閉機(jī)則指活塞桿下部吊耳和螺桿下部吊耳。鏈?zhǔn)絾㈤]機(jī)則指與閘門吊耳或固定在閘門上的滑輪所承受的荷載。如某些移動(dòng)式啟閉機(jī)在編制設(shè)計(jì)任務(wù)書時(shí),其啟閉荷載中沒(méi)有包括自動(dòng)掛脫梁的自重,那么應(yīng)該在任務(wù)書中注明,以便設(shè)計(jì)部門可以把該部分的重量計(jì)算進(jìn)去。走行荷載水利水電工程中啟閉荷載和走行荷載其值往往不一致,有時(shí)可以相差一倍以上,這一特性是啟閉機(jī)所特有的。所以在設(shè)計(jì)移動(dòng)式啟閉機(jī)時(shí),應(yīng)單獨(dú)作為一個(gè)荷載因素提出,以便在使用荷載進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算(如走行輪

52、)或在荷載組合中加以考慮,使啟閉機(jī)設(shè)計(jì)更加符合使用情況,同時(shí)還能節(jié)約鋼材。走行慣性力等于啟閉機(jī)自身質(zhì)量和行走時(shí)允許攜帶的荷載(走行荷載)和走行加速度乘積的 倍,系數(shù)是參照西德標(biāo)準(zhǔn)DIN15018 規(guī)定:是考慮動(dòng)力對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的效應(yīng)。起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范中也乘以系數(shù)?;剞D(zhuǎn)吊回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)的水平力,其吊重繩偏擺角a、a系參照起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范附錄 D 中有關(guān)數(shù)值。系數(shù)也是參照西德標(biāo)準(zhǔn)DIN15018 規(guī)定。起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范中也乘以系數(shù)。移動(dòng)式啟閉機(jī)由于制造、安裝上的原因,實(shí)際上在走行時(shí)不可能是一條直線或規(guī)定的曲線, 而是不規(guī)則的折線或曲線。因此在走行時(shí)必然有偏斜現(xiàn)象出現(xiàn),也就是發(fā)生水平側(cè)向力,其計(jì)算可參考本規(guī)范附錄

53、B 。碰撞荷載碰撞荷載的值取決于設(shè)備的自身質(zhì)量、走行荷載和走行速度。起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)提到對(duì)于橋式類型起重機(jī),可取V0=V ,對(duì)于高速走行的裝卸橋小車或全部是驅(qū)動(dòng)輪的起重機(jī),可?。╒ 額定走行速度)。起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范則提出不小于額定走行速度的50%。據(jù)了解“不小于倍的額定走行速度”是根據(jù)我國(guó)歷年起重機(jī)的經(jīng)驗(yàn)和產(chǎn)品的實(shí)際情況提出的??紤]到水利水電工程用的移動(dòng)式啟閉機(jī),作為工程的永久設(shè)備其走行限位開(kāi)關(guān)均應(yīng)齊全,且走行速度一般在20m/min 左右,和其他起重機(jī)相比速度較低,但其重要程度較高。所以本規(guī)范取不小于50%的額定運(yùn)行速度作為碰撞速度,這也和起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范相一致。風(fēng)荷載計(jì)算風(fēng)壓q 的基準(zhǔn)面,按照我

54、國(guó)有關(guān)規(guī)定是按空曠平地,離地10m 高處的計(jì)算風(fēng)速來(lái)確定。工作狀態(tài)的計(jì)算風(fēng)速按陣風(fēng)風(fēng)速(即瞬時(shí)風(fēng)速)考慮,非工作狀態(tài)的計(jì)算風(fēng)速按2min時(shí)距平均風(fēng)速考慮。蘇聯(lián)水工建筑物的啟閉機(jī)械一書中q 的基準(zhǔn)面按最低水位算起,但這種情況甚少出現(xiàn),而最低運(yùn)行水位出現(xiàn)情況可能較多。我們認(rèn)為在水利水電工程中,如按離地 10m 高 (如壩頂門機(jī)按壩頂高程,尾水門機(jī)按尾水平臺(tái)高程)作為計(jì)算風(fēng)壓q 的基準(zhǔn)面,似乎并不安全。按最低運(yùn)行水位(如壩頂門機(jī)按上游最低運(yùn)行水位,尾水門機(jī)按尾水最低運(yùn)行水位)可能比較接近實(shí)際情況。所以在本規(guī)范中制定為:移動(dòng)式啟閉機(jī)按最低運(yùn)行水位為基準(zhǔn)面進(jìn)行計(jì)算。表 風(fēng)壓計(jì)算值是摘錄起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范表4,其中臺(tái)灣省及海南省原為臺(tái)灣省及南海諸島,由于我國(guó)行政區(qū)變動(dòng),海南島及南海諸島劃為海南省,故改為現(xiàn)在名稱。各國(guó)使用的工作風(fēng)壓值如下:國(guó)別內(nèi)陸風(fēng)壓(N/m 2)沿海風(fēng)壓(N/m2)西德250250蘇聯(lián)150250日本170170英國(guó)250250美國(guó)250250法國(guó)250250中國(guó)起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)150 250中國(guó)起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范150 250從上面風(fēng)壓值可以知道各國(guó)的工作風(fēng)壓大體上比較接

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