平板定轮闸门设计

开题报告学生姓名学号专业课题名称平板定轮闸门课题来源自选任务要求通过本次毕业设计，学生可以掌握关于平面闸门的主要设计内容和方法，锻炼学生综合运用所学的基础知识，对毕业后走向工作岗位，解决实际问题有所帮助，在设计中各零部件选用依据、详细计算过程按要求写出设计计算说明书份，绘制设备图张，其余代表性零件绘制满足毕业设计要求。根据设计任务书要求，每一个同学是对所设计的题目都要经过认真仔细的实习、调研，对闸门设计形成一个总体印象，设计时可以从整体把握，从零部件到整体依次进行。重点研究问题在平面闸门中，门叶结构的布置、设计计算；相关零部件的设计计算；闸门施工详图的绘制。设计内容1闸门是设置在水工建筑物过水孔口上，用于控制水流的通、断或调节流量的设备。主要用于关闭和开放泄（放）水通道的控制设施。水工建筑物的重要组成部分，可用以拦截水流，控制水位、调节流量、排放泥沙和飘浮物等，它由活动部分（也称门叶）、埋固部分和启闭机械3部分组成，闸门分类方法较多，主要有：①按闸门的工作性质可分为工作闸门、检修闸门和事故闸门，我们所要设计的便是检修闸门。检修闸门设于工作闸门前，用于建筑物或工作闸门等检修时短期挡水，一般在静水中启闭。平面闸门简介按总体布置分为组合式（门槽、门叶与操作设备组成一整体）和分散式（由门叶、门槽和启闭机组成，操作时门叶可提出门槽）；按闸门门叶组装形式分为整体门叶式和分节组成门叶式；③按闸门门叶的支承方式分为滑动支承式和滚动支承式；④按闸门门叶止水位置分为上游止水式和下游止水式；⑤按闸门门叶运行移动状况分为直升式、升卧式、横拉式和浮箱式等。此外，还有其他的分类方式（见闸门）。①门叶结构由门叶主体、支承、止水装置和吊耳四个部分组成（图1）。门叶主体一般由面板、主横梁、边梁（柱）和次梁组成有面板的梁格结构。设计水压力通过板梁支承传至门槽埋件，分节的闸门门叶一般都在边柱处连接。门叶支承部分应用较多的是滑动支承、滚轮支承和链轮支承等。支承部分也是门叶移动的行走部分。滑动支承是装在门叶主体边梁处的滑块。其在固结于门槽内的支承轨道上作滑动摩擦运动，接触处是面或线。滚动支承是装在门叶边梁上的轮子，其在门槽轨道上作滚动摩擦运动，接触处是点或线。链轮支承是环绕门叶边柱由一系列圆柱滚子组成的形似链条式的闭合链环。这种支承的闸门也称履带式闸门。滑动支平面闸门承的闸门摩擦阻力大，启门力大；滚轮支承摩擦阻力小，启门力也小，但闸门门叶较重；链轮支承也作滚动摩擦，其优点是由数目较多的小滚柱承受闸门的水压力，单个轮压小，使得门槽内敷设的轨道断面小、重量轻。滚轮支承的闸门，根据闸门特征及梁格布置设有悬臂（外伸）轮、简支轮和台车式轮组（图2）。装设在闸门门叶主体上密封孔口的止水装置一般均为特殊制造的可压缩耐磨橡胶制品，就其布置部位分为顶止水、侧止水和底缘止水。各止水的接头部位衔接处均在现场配装时进行热胶合处理，以保证周围止水的效果。平面闸门的吊耳一般均设在闸门门叶主体结构上端的顶横梁上，根据结构尺寸大小和形式可直接焊固在顶梁上或单独制造，然后在现场焊固。埋设构件由门叶的支承轨道、止水密封（座垫）、移动导向垫板和护角组成。门槽的体型分为：矩形方角门槽，一般适用于低流速；矩形错距斜坡门槽，适用于中流速；特形门槽，适用于高速水流。门槽形状由模型试验确定，以使在门槽部位不产生空蚀或磨蚀（图3）。潜孔式闸门顶止水座板部位一般称门楣。根据闸门的工作性质在门楣以上设有一定高度的钢板胸墙，它是埋设结构的重要组成部分，其他如主轨、反向轨、底坎等都是埋设件。启闭设备闸门门叶运移（开或关）的操作机械。根据平面闸门的操作特点及孔口尺寸，分为：①操作平面闸门设备直接与闸门门叶连接并固定在门槽（埋设件）上，形成一个整体（如闸阀、截门）；②启闭机固定或移动于建筑物上，远离闸门门叶，通过吊具与门叶连接。启闭设备据以选型的主要参数是启闭力和升降扬程。当平面闸门门叶自重不能克服下门阻力顺利关闭时，可采用加重块，借助水柱压力或直接由启闭设备加压迫使关闭。平面闸门布置紧凑，制造较易，使用安全可靠，维修方便，广泛用于各类水工建筑物及其他场合。至今，在世界各国的工程设施上平面闸门的采用数量仍居首位。中国水利工程使用最早最多的闸门是平面闸门，目前焊接钢闸门已普遍采用，从其设计、制造、安装及运用等诸方面均已达到世界先进水平水利闸门分类我们将水利闸门进行如下分类：1、如果按闸门的工作性质可分为工作闸门、检修闸门和事故闸门。工作闸门也称主要闸门，能在动水中启闭。检修闸门设于工作闸门前。用于建筑物或工作闸门等检修时短期挡水，一般在静水中启闭。事故闸门多设于深孔工作闸门前，用于建筑物或设备出现事故时，能在动水中关闭而在静水中开启；兼作检修闸门时，也称事故检修闸门；需要在限定时间内紧急关闭的事故闸门，称为快速闸门。2、如果按闸门关闭时门顶与水面的相对位置分为露顶式闸门和潜孔式闸门。3、当我们按闸门门叶的外观形状分为平面闸门、弧形闸门、

人字闸门、拱形闸门、球形闸门和圆筒闸门等。4、按制造闸门门叶的材料分为钢闸门、铸造闸门、木闸门、钢筋混凝土闸门和组合材料闸门。对于翻板闸门可借助水力自动启闭，称为水力自动闸门。当我们在选择闸门形式需要考虑其在水工建筑物中的位置、尺寸、设计水头、运用条件、制造能力和安装技术水平等因素，要求做到泄流时水流条件好、止水严密、启闭力小、操作简便灵活、检修维护方便等。平面闸门和弧形闸门是最常用的门型。1、.首先根据已知参数，经过分析各种闸门的特点，对闸门进行选型布置。闸门的造型与不知，主要是确定闸门与启闭机械的设置位置、孑L径尺寸、闸门与启闭机的形式、数量、运行方式及运行检修有关的布置要求。闸门结构应该简单、便于制造、安装。闸门的门型应根据工程队闸门的运行要求、闸门设置部位和启闭机的形式，参照各种闸门的特点，通过经济技术比较选定。2、.门体布置。门体布置是根据闸门的形式、孔口尺寸和材料来选取合理的门叶结构、零部件的形式和布置。门体布置应注意闸门的结构简单、安全可靠、节约材料及便于制造、运输安装于运行维护等方面的要求。零部件种类尽可能少，尽可能采用标准化产品。设计内容23、门体布置完后，就可以进行闸门结构和零部件的设计计算。根据可能发生的最不利的和在组合情况和选定的结构、零部件布置和材料，确定载荷分配，然后进行各个部分构件和零部件的设计计算。一般先选择规格，在进行强度、刚度、稳定性验算。设计内容24、闸门结构计算模型主要还是采用平面体系，即把一个空间承重结构划分成几个独立的平面系统分别进行分析计算。闸门承重结构在分成平面系统时，需要考虑各构件的相对刚度和这些构建的变形情况，同时考虑整个结构的变形情况，使计算方法尽可能符合结构的实际受力情况。5、有关设计计算完成后，进行施工图的绘制。施工图的绘制中应注意闸门总体尺寸和布置与建筑物有关部位之间、闸门门叶部分各构件之间的配合；各构件的界面尺寸、跨度及相邻构件在外形尺寸和连接上

的配合;各构件本身的截面构造及零部件的加工精度和热处理等。6、有能力的同学可以尝试熟悉ansys软件在结构分析中的应用，利用ansys软件对结构的相关部件进行有限元分析。本次设计课题的意义从闸门发展到现在，他的设计已经和其他诸如零件设计一样有自己的标准和设计准则，细看闸门的用途，我们了解最多的认识最清晰的要数这次实习见到的水电站闸门，但是闸门的使用却不只局限于此，其他诸如船舶等。三峡作为水电站也是要使用闸门，在这些重大建设中闸门关系到整个建筑的坚固和可靠，在设计之时就要求设计人员本着敬业精心的态度去完成每一个环节和做好每一个计算。闸门失效的严重性不必多讲，闸门的使用不会随着社会的发展而消失，它会随着社会的发展发挥出更大的作用，未来对于闸门的要求将更加严格，那么我们就需要更加负责的态度去面对！预期的成果及形式1、一份不少于3000字的开题报告2、一份不少于3000字的外文翻译3、一份不少于10000字的设计说明书4、折合成图幅为A0图纸2.5张的绘图5、时间安排第1——2周确定设计任；，安排毕业设计进度；了解课题内容，查找相关资料，搜集整理信息第3——4周做毕业设计实习；完成实习报告，开题报告，对设计内容进行熟悉第5——6周完成外文翻译；按分组要求的不同，完成设计的相关选型、布置、整体及零部件的全部设计计算第7周进行相关的计算分析第8——11周完成全部图纸的绘图设计工作

第12——13周整理毕业设计说明书、整改图纸第14周毕业答辩指导教师意见签名：年月日备注［主要参考资料］范崇仁水