水利自动翻板闸
2007-09-27 09:27:57 来源：
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电力18讯： 摘要： 从目前二支点水力自动翻板闸门（以下简称闸门），设计施工中发现的问题，如何进一步加强完善提高闸门的稳定功能，使平衡机构设计得更加合理、紧凑、简单、节省材料、安全可靠的有关问题的提出及解决途径和措施。
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Abstract: Based on problems discovered during design & construction of current two-supporting-point hydraulic automatic control gate (“gate” for short in the following ),this paper makes a study in further strengthening and organization design more reasonable ,tight, simple, economical in materials, safe and more reliable. some solvable approaches and ideas are presented in dealing with relevant problems in this paper. Keywords: "Strengthen stability of the gate; sliding block; channel guide; substitute tyro wheel; connecting rod; ideas
1、问题的提出 二支点闸门的门叶，是由面板及支腿组成，支承部分由墩及固定在支墩上的滚轮、固定在支腿上的轨道以及连接闸门与墩的连杆等部件组成，见图一。
闸门承受水压力是依靠面板、支腿、轨道支承于滚轮上，滚轮靠支座固定于砼支墩上，连杆控制着闸门的运动轨迹以增加对外力的阻坑，而滚轮与轨道及滚轮与转轴，连杆与连杆支座轴，在动转中非常灵活，对外力的阻抗弱，在某个别的工程中，闸门处于淹没出流，下游流态紊乱引起闸门摇晃、摆动，有的甚至损坏，严重威胁着闸门的安全运转。如何增大摩阻力，增加对外力的阻抗，加强闸门的稳定，这就是本文所要阐叙的用滑动支承代替滚轮支承的新措施。
2、改造闸门支承的新措施
2.1 用滑动支承取代滚轮支承
闸门的支承部分对闸门的稳定起着决定性的作用，理想的闸门支承部分的结构形式具有较好的阻尼装置，并且这种装置必须是牢固可靠，能充分保证闸门安全运行，同时在加工制造，安装等方面节省费用。
目前我们就现行应用最多的二支点闸门（滚轮连杆形）的支承部分进行对比分析，提出如何增大阻尼的新措施，我们把滑块与导槽形闸门结构体系简化成图二的形式。
这种结构体系的支承部分是有铰接支座的滑块与圆弧型的导槽组成。其优点分析如下：见图二所示的结构体系在外力和自重共同作用下处于平衡状态，即 MF+Mw+0 ……………………………………………………………………(1) 这时导槽壁对轨道上的支承轴产生的内力 F=0，若给Mf的增量Δ Mf，结构体系有向右转动之趋势。这时导槽右壁对轨道支轴产生推Δ f，形成阻抗力矩，MR= F・e的阻力动转。若MR为最大极限值时，则结构体系处于向右转动前的极限平衡状态，其静力平衡方程式为： (MF+ΔMF)+Mw+MR=0 …………………………………………………………(2) 若给MF增量Δ Mf'，则导槽左壁支轴产生推力ΔF'，以形成相反的阻抗力矩MR’=ΔF'・e，其极限平衡状态时的静力平衡方程式为： (MF+ΔMF)+Mw+MR'=0 …………………………………………………………(3) 式中Mw一为闸门自重对支点的力矩Mw=f(θ・w) w―为闸门自重 MF―闸门承受外力对支点力矩 MR=Δ F'・e,若Mf以增量ΔMf',则导槽壁对轨道支轴产生推理ΔF'所形相反的阻抗力矩MR' R―支承反力 f1―滑动摩擦系数 r1―滑块至移动中心距离 r2―转轴半径 从以上方程式得知：MF与MR’是支承反力R，摩擦系数f，滑块至转动铰心的距离r1，轴半径r2以及图一所示之θ与e折函数。在MR与MR’中假设其它设计不变，而滑动支承摩擦系数取代滚动支承摩擦系数增大[MR]，提高闸门的阻抗力矩，加强闸门的稳定性能见图三。
2.2导槽取代连杆 导槽的作用与二支点闸门连杆作用相似，闸门在水压力作用下，门体的轨道承压在滑块上绕支座中心轴转动，但轨道支轴受导槽的限制只能在导槽中转动，并沿着导槽轨迹移动。在移动及转动的复合过程中，促使轨道与滑块发生相对运动，这种运动的阻力系数约为0.2左右（钢与钢的擦系数）是二支点闸门滚轮的滚动运动阻力（系数为0.1）2倍左右，无疑滑块运动阻抗使闸门稳定度相应提高2倍左右。 2.3导槽与滑块支承座合二为一 原二支点闸门，连杆一端连接于轨道支承座上，另一端连接于砼支礅上支承座上见图二，结构分散耗费材料，连杆长大占用位置，影响水流流速，拦挡树枝杂物影响闸门正常运转。加之导槽与滑块支承座座为一体，使结构简单紧凑节省材料，便于制作安装。 4.结束语 通过对二支点闸门与99型闸门在稳定性、支承压力、安装制作、材料节省及对水流流态等
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Abstract: Based on problems discovered during design & construction of current two-supporting-point hydraulic automatic control gate (“gate” for short in the following ),this paper makes a study in further strengthening and organization design more reasonable ,tight, simple, economical in materials, safe and more reliable. some solvable approaches and ideas are presented in dealing with relevant problems in this paper. Keywords: "Strengthen stability of the gate; sliding block; channel guide; substitute tyro wheel; connecting rod; ideas
1、问题的提出 二支点闸门的门叶，是由面板及支腿组成，支承部分由墩及固定在支墩上的滚轮、固定在支腿上的轨道以及连接闸门与墩的连杆等部件组成，见图一。
闸门承受水压力是依靠面板、支腿、轨道支承于滚轮上，滚轮靠支座固定于砼支墩上，连杆控制着闸门的运动轨迹以增加对外力的阻坑，而滚轮与轨道及滚轮与转轴，连杆与连杆支座轴，在动转中非常灵活，对外力的阻抗弱，在某个别的工程中，闸门处于淹没出流，下游流态紊乱引起闸门摇晃、摆动，有的甚至损坏，严重威胁着闸门的安全运转。如何增大摩阻力，增加对外力的阻抗，加强闸门的稳定，这就是本文所要阐叙的用滑动支承代替滚轮支承的新措施。
2、改造闸门支承的新措施
2.1 用滑动支承取代滚轮支承
闸门的支承部分对闸门的稳定起着决定性的作用，理想的闸门支承部分的结构形式具有较好的阻尼装置，并且这种装置必须是牢固可靠，能充分保证闸门安全运行，同时在加工制造，安装等方面节省费用。
目前我们就现行应用最多的二支点闸门（滚轮连杆形）的支承部分进行对比分析，提出如何增大阻尼的新措施，我们把滑块与导槽形闸门结构体系简化成图二的形式。
这种结构体系的支承部分是有铰接支座的滑块与圆弧型的导槽组成。其优点分析如下：见图二所示的结构体系在外力和自重共同作用下处于平衡状态，即 MF+Mw+0 ……………………………………………………………………(1) 这时导槽壁对轨道上的支承轴产生的内力 F=0，若给Mf的增量Δ Mf，结构体系有向右转动之趋势。这时导槽右壁对轨道支轴产生推Δ f，形成阻抗力矩，MR= F・e的阻力动转。若MR为最大极限值时，则结构体系处于向右转动前的极限平衡状态，其静力平衡方程式为： (MF+ΔMF)+Mw+MR=0 …………………………………………………………(2) 若给MF增量Δ Mf'，则导槽左壁支轴产生推力ΔF'，以形成相反的阻抗力矩MR’=ΔF'・e，其极限平衡状态时的静力平衡方程式为： (MF+ΔMF)+Mw+MR'=0 …………………………………………………………(3) 式中Mw一为闸门自重对支点的力矩Mw=f(θ・w) w―为闸门自重 MF―闸门承受外力对支点力矩 MR=Δ F'・e,若Mf以增量ΔMf',则导槽壁对轨道支轴产生推理ΔF'所形相反的阻抗力矩MR' R―支承反力 f1―滑动摩擦系数 r1―滑块至移动中心距离 r2―转轴半径 从以上方程式得知：MF与MR’是支承反力R，摩擦系数f，滑块至转动铰心的距离r1，轴半径r2以及图一所示之θ与e折函数。在MR与MR’中假设其它设计不变，而滑动支承摩擦系数取代滚动支承摩擦系数增大[MR]，提高闸门的阻抗力矩，加强闸门的稳定性能见图三。
2.2导槽取代连杆 导槽的作用与二支点闸门连杆作用相似，闸门在水压力作用下，门体的轨道承压在滑块上绕支座中心轴转动，但轨道支轴受导槽的限制只能在导槽中转动，并沿着导槽轨迹移动。在移动及转动的复合过程中，促使轨道与滑块发生相对运动，这种运动的阻力系数约为0.2左右（钢与钢的擦系数）是二支点闸门滚轮的滚动运动阻力（系数为0.1）2倍左右，无疑滑块运动阻抗使闸门稳定度相应提高2倍左右。 2.3导槽与滑块支承座合二为一 原二支点闸门，连杆一端连接于轨道支承座上，另一端连接于砼支礅上支承座上见图二，结构分散耗费材料，连杆长大占用位置，影响水流流速，拦挡树枝杂物影响闸门正常运转。加之导槽与滑块支承座座为一体，使结构简单紧凑节省材料，便于制作安装。 4.结束语 通过对二支点闸门与99型闸门在稳定性、支承压力、安装制作、材料节省及对水流流态等
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