水利水电工程启闭机设计规范样本

水利水电工程启闭机设计规范SL41—93条文阐明前言为了提高国内水利水电工程启闭机设计水平，从总结建国以来启闭机选用、布置、设计、制造、科研和教学经验着手，由原水利电力部水利水电建设总局于1985年下达任务，由西北勘测设计院(主编单位)和成都勘测设计院负责编制水利水电工程启闭机设计规范《行业原则》正文和附录，1987年以水利水电(前期)科技项目专项合同又加以明确。1988年11月由水利水电规划设计总院主持，在西安召开了《启闭机设计规范》(讨论稿)第一稿小型审查会，会议邀请了某些水电系统设计院、水工机械厂和高等院校专家和代表参加，会上提出了不少有益意见和建议。咱们依照专家和代表意见，对讨论稿进行修改和补充，并作为征求意见稿于1989年4月寄发给水利水电系统设计院、水工机械厂、研究所和高等院校等单位，请她们提出修改意见和建议，到1989年10月共收到25个单位和个人寄来意见。依照这些意见，咱们再一次修改了征求意见稿并作为送审稿提出。1990年11月水利水电规划设计总院邀请45个单位55位专家和代表在四川夹江水工机械厂召开《水利水电工程启闭机设计规范》(送审稿)审查会。与会专家和代表一致必定本规范是符合国内国情并总结了国内近年来启闭机设计、制造、安装等多方面经验，同步提出了不少宝贵意见和经验，使之更加完善。1991年6月水利水电规划设计总院，邀请了水利水电系统某些专家在三门峡水工机械厂召开“启闭机设计规范统稿工作会议”，对规范进行最后定稿，参加会议专家有：(以姓氏笔画排列)王守运、卢希静、行少阜、李毓芬、李元吉、沈德民、陆长生、陈文洪、张志宏、杨达夫、赵志伟、赵辅鑫、薛瑞宝。本规范是在不断完善过程中完毕。本规范编制工作遵循下列原则：(1)本规范内容包括水利水电工程启闭机设计和布置。(2)本规范编写尽量总结和反映水利水电行业启闭机布置和设计经验及技术水平，也恰当吸取当今世界先进水平。(3)本规范积极采用国标和国际原则。(4)本规范作为行业原则，在水利水电行业中具备一定约束力，此后启闭机新产品设计应按照本规范规定进行。本规范内容和编排既考虑了与钢闸门设计规范协调，也考虑到启闭机特点。作为行业规范，不但要有启闭机设计某些，也应有启闭机布置和选用，这就便于启闭机设计人员对设计规范使用。在国内水利水电工程中投入运营启闭机大量是固定式启闭机，其机构某些是启闭机设计重要某些；构造某些重要是用于移动式启闭机。荷载和材料均作为单独一章列出，这和钢闸门设计规范相一致。由于各类零、部件和构造件许用应力完全不同，同步为使规范使用人员以便起见，某些许用应力就列在关于零、部件和构造条文和附录中。考虑到国内和世界上启闭机发展方向，液压启闭机愈来愈广泛地被采用在各个水利水电工程中，同步国内相称一某些水利水电设计院缺少液压启闭机设计经验，故咱们将液压启闭机关于布置和设计院规定及资料编入本“规范”正文和附录中。1合用范畴本规范合用范畴重要是：当前在水利水电工程中较多使用各类启闭机，对于有特殊规定、新型构造则不涉及在内。电动葫芦重要用于厂矿公司，已定型化、系列化，水利水电工程需使用时可以选用定型产品，本规范就不再考虑其设计条件。2引用原则本规范重要引用原则是GB3811-83《起重机设计规范》和SDJ13—78《水利水电工程钢闸门设计规范》(试行)。前者为通用性规范，后者则与启闭机设计规范配套使用。本规范不违背起重机设计规范中规定，但又考虑了启闭机特殊性和专业规定；且和钢闸门设计规范配套，为水利水电工程金属构造专业性设计规范。3基本符号由于本规范涉及关于符号较多，同步为了表达以便，只把基本符号列在前面，其她则分别写在关于章、条中。这是依照GB1.1—87《原则编写基本规定》中6.3.2条规定表达。4总则4.0.1本条阐明本规范对水利水电工程启闭机布置、设计有约束和指引作用。本规范是根据建国以来各设计部门启闭机设计实践和使用特点等编制。在普通状况下都应遵循本“规范”。4.0.2本条是阐明机构工作级别。水利水电工程启闭机工作对象明确，使用条件相对稳定。普通水电站启闭机每年使用时间较少，水利工程使用时间较多。机构设计寿命较多属于轻级，仅很少数(如龙羊峡坝顶5000kN门机)属于重级。为简化工作级别起见，咱们把工作级别和荷载状态、设计寿命联系起来，对于构造普通就不考虑疲劳强度，因此机构工作级别即为启闭机工作级别。多机构启闭机工作级别可以不同，其主起升机构工作级别作为启闭机工作级别。水利水电工程中，由于各工程自然条件、河流特性、安全可靠度规定等差别较大，故要完全按闸门工作性质来对启闭机工作级别分类有时不一定适当，这里仅按普通状况提出如下意见供参照。(1)启闭检修闸门启闭机可选用Q1—轻。(2)启闭事故闸门启闭机可选用Q2—轻或Q1—轻。(3)启闭工作闸门启闭机可选用Q3—中或Q2—轻。(4)坝顶启闭多孔闸门移动式启闭机和尾水高扬程启闭机普通可选用Q3—中或Q2—轻。(5)坝顶启闭多孔高扬程移动式启闭机可选用Q3—中或Q4—重。4.0.3本条阐明设计和布置启闭机关于资料。设计时应考虑枢纽总布置对启闭机规定，拟定启闭机型式，依照启闭机型式拟定所需资料。如弧形闸门重要用在泄水系统，就没有快速下门规定；启闭机吊耳不进入门槽普通就不存在钢丝绳与门槽相干扰和水质资料等问题。4.0.4由于启闭机工作对象明确，基本参数变化不大，因而有也许逐渐达到原则化、系列化。本规范对启闭机容量、扬程、跨度、速度等基本参数作出规定，在普通状况下规定尽也许按此规定执行，对于个别有特殊规定则可另行考虑。4.0.5启闭机和其她起重机械相比，对起升机构安全保护特别重要。这重要是由于它工作对象大某些在水中，工作状况不易摸清。为了安全可靠地工作，对安全办法要注重，要强调其重要性。而其她起重设备吊物大多在陆地上，不安全状况容易被人们发现。如果启闭机发生意外，不但影响闸门启闭，有时其后果不堪设想。除了起升机构以外，其她机构也应装设相应安全装置。4.0.6由于启闭机使用场合多处在深山峡谷或江河处，维护条件差，湿度大，因此这里专门提出防潮、防腐蚀和防风沙等保护办法，规定设计、使用单位注意。4.0.7启闭设备中金属构造，对于固定式启闭机其机构直接安装在构造上，因此普通由挠度控制，强度应力较低；对于移动式启闭机(如门机、桥机等)，由于总使用频繁率不高，并且季节性较强，有充裕检修时间，普通不会导致疲劳破坏，其金属构造某些可不进行疲劳强度验算，如关于部门专门提出规定，则也可进行验算。4.0.8由于启闭机制造和使用地点相隔较远，除了铁路运送外，诸多状况下要有公路运送，因此其解体尺寸和重量应考虑工地状况和条件。如龙羊峡水电站坝顶5000kN门机，其主梁长达33m，铁路运送满足规定，但公路运送无法转弯，设计时分为两段，在工地再拼装为一根主梁。因此启闭机解体尺寸和重量要满足工地铁路运送和公路运送规定。5设计原则和规定5.1.1本条是启闭机设计基本原则，不论何种类型启闭机，其布置选取和设计，都应遵循这些原则。5.1.2本条针对各种用途闸门启闭设备选型，提出了某些原则性意见。由于各个工程自然条件、水工建筑物使用条件等均不完全相似，因而在选用和设计启闭机潮流需结合上述因素并进行全面技术经济指标论证才干拟定。在论证和比较时，除了考虑启闭设备自身制造、安装等费用外，尚应顾及相应水工构造和其她辅助设备。苏联《水工建筑物启闭机械》一书中提出，“大体可以以为，当设有主闸门和事故检修闸门泄水孔等于或多于6个孔时，采用移动式启闭机是适当。”对于分节启闭分节式闸门(如迭梁闸门)或闸门扇数少于孔口数(如多孔口检修闸门或事故检修闸门)则必要采用移动式启闭机。本条把水利水电工程中泄水、发电、导流、灌溉等各系统普通选型原则列出，但应结合总体布置和自然条件等因素统一考虑，这样选型才干比较切合实际。施工导流封孔闸门启闭机重要特点为：①启闭力要有一定富裕量；②要有对的扬程批示装置，但由于该机属于暂时性质(封孔后即拆卸搬走)，因此设计部门在设计时，应考虑尽量在本工程中借用工程永久启闭设备(如碧口水电站工程、宝珠寺水电站工程)或施工用起重设备(盐锅峡水电站工程)，也可对施工单位进行理解，有无适合导流用启闭设备进行租借，这样做法，比较经济。固然对于某些大型项目，由于启闭容量较大，无法借用，只能另行设计、制造。5.1.3本条关于固定式启闭机设立机房问题。由于国内地区辽阔，南北条件差别较大。南方炎热多雨，北方寒冷、多风沙和冰雪。为了给启闭机创造有利工作环境，如有也许，希望能设立机房。如果限于各方面条件(涉及布置和费用)，也可加设活动保护罩。总之，不管哪一种办法，均应考虑启闭机工作条件。此外，依照咱们调查，当启动闸门时，机房内风力很大，有时给工作人员工作导致困难，这是由于①闸门通气孔信位置不恰当；②闸门通气孔较小，因而机房也作为通气孔一某些；③闸门通气孔没有和机房分开。前两个因素重要在闸门设计中解决，后一种因素由于直接影响启闭机操作，因此在本条中提出，以便在启闭机房布置中引起注重。此外，还对在寒冷地区工作启闭机提出了保温、工作油和润滑油防冻规定，重要是保证启闭机能在冬季安全可靠投入运营。5.1.4本条指出启闭机最大扬程除满足启闭闸门最大扬程外，还应留有恰当富裕度，重要是考虑水工建筑物施工误差和设备安装误差。对潜孔弧门启闭机而言，其扬程尚应考虑更换侧、顶水封需要。这是由于通过调查，理解到有些单位在设计中忽视了这一点，因此投入运营后更换水封就比较困难。本《规范》提出上述规定，但愿在设计和布置时考虑。5.1.5高扬程启闭机在国内自70年代开始逐渐得到推广，这是由于改进了工作人员劳动条件和便于操作运营，因此在水利水电工程中比较受欢迎。有些初期设计低扬程启闭机，有条件也在修改为高扬程，可以以为这是发展方向。但当高扬程下游止水潜孔闸门和自动挂脱梁(移动式启闭机)联合使用，且其水下深度大于潜水员普通潜水深度时，需仔细研究，由于自动挂脱梁若发生问题时，解决就较困难。鉴于当前国内结识水平不一致，故在本规范中仅作为在一定条件下推荐意见。5.1.6本条提出在设计高扬程启闭机时，要注意动滑轮组、钢丝绳与闸门槽干扰问题。这是由于高扬程启闭机取消了中间连接吊杆，动滑轮组和钢丝绳都要进入闸门门槽，特别是双吊点闸门，由于按过去常规设计，闸门吊耳都设立在闸门边柱上部，这样门槽容易与钢丝绳或动滑轮组发生干扰。因此必要要和闸门设计人员进行配合，必要时规定闸门吊点向中间靠拢(如移动式启闭机则可通过自动挂脱梁或平衡梁变化吊点间距)，但如果吊点间距过小则对启闭机设计也许又带来问题。至于单吊点闸门虽然不易产生上述问题，但在设计时也应注意动滑轮组、钢丝绳与闸门门槽干扰。5.1.7对于进入水中动滑轮组，依照近年实践经验推荐采用滑动轴承，而不用滚动轴承。苏联马尔津逊等著《水工建筑物启闭机机械》一书中提到：“普通滑轮组滑轮都采用滚动轴承，以减少钢丝绳运营阻力，并延长部件寿命。但是，当滑轮浸没于水中时，则应采用BP·AЖ9—4Л号青铜(9—4锻造铝铁青铜)，或дCп—B型层压胶木滑动轴承。”但国内尚有某些启闭机(大多为门机)采用滚动轴承，故本规范提出如采用滚动轴承则应考虑密封装置，防止水进入轴承体内。5.1.8本条指出启闭机起吊平面闸门时，其起吊中心线应与闸门起吊中心线一致。这重要是指卷扬式启闭机，由于自身布置关系，当钢丝绳通过动、定滑轮和平衡滑轮后，动滑轮组中心线不一定和定滑轮组中心线一致(重要取决于定滑轮组和卷筒间距离与定滑轮组和平衡滑轮间距离)，因而必要进行计算。在过去设计中，咱们发现两者中心不一，使启闭闸门时又多一种侧向力。故这一问题在本规范中提出以期引起注意。至于其她类型启闭机(如液压式、螺杆式)固然也有闸门起吊中心和启闭机起吊中心一致问题，但普通不易疏忽，规范中提是对所有类型启闭机，但愿引起设计者注意。5.1.9本条重要是针对启闭力大移动式启闭机和固定式启闭机，当其吊具与闸门(或吊杆)吊耳连接轴重量较大，操作困难时，对移动式启闭机则宜采用自动挂脱梁或手摇联轴装置，其目是减少劳动量，便于经常拆卸。当卷扬式启闭机在动滑轮组吊耳上采用手摇联轴装置时，尚应在装联轴装置吊板另一侧增长配重，以使动滑轮组在空载升降时保持平衡。对于液压式或其她类型启闭机，采用多节吊杆连接进行工作时，也应予以考虑。5.1.10启闭机安装高程应控制在最高洪水沉没位置以上，这是由于启闭机具备较多电控设备和电动机、限位开关等电气设备，如沉没于水中则引起失灵。但对液压启闭机，由于自身缸体较长，若某些缸体浸水，在采用防腐蚀(涉及涂刷防油耐水油漆防腐)办法后，依然可以照常工作，不至于引起失灵，同步也便于总体布置，因此本“规范”特别提出对立式缸体在布置上容许其某些缸体浸水。5.1.11对于危及水利水电工程安全启闭机必要要有可靠备用电源。这是由于某些闸门(如泄水、溢洪系统工作闸门)启闭直接影响水工建筑物甚至整个枢纽安全。国内曾有因暴雨来临，电源发生故障导致闸门不能启动使洪水泛坝事故，应吸取教训，故提出对这类启闭机需要设立可靠备用电源。5.1.12选定启闭机容量时，普通均应不不大于或等于计算启闭荷载。这是由于启闭机工作对象在水下，状况不易摸清，并且影响启闭荷载因素较多，如摩擦系数变化等，因此在一般状况下，启闭容量选定期向上靠较为适当。5.1.13由于电站进水口迅速闸门其关闭孔口有时间规定(普通为2min)，因此操作快递闸门启闭机其下降速度应依照规定拟定。但当闸门接近底槛时，若其速度过大则易对闸门底槛引起冲击甚至破坏。依照过去实践经验，普通以为其下降速度在不不不大于5m/min时，不致导致破坏，这和SDJ13—78第34条相一致。5.1.14泵站出水口迅速闸门也需要迅速关闭孔口，而关闭时间有所不同。如湖北省湖区泵站出水口迅速闸门(拍门)孔口尺寸为4.5m×4.5m(宽×高)，规定关闭时间不大于15s，该门选用15/60t迅速油压启闭机，为减少拍门在迅速下降瞬时关闭撞击力，在油缸下部设立了缓冲装置。本条提出要控制接近全关闭时速度(不不不大于5m/min)，其目也是防止闸门出现大冲击力。5.1.15双吊点闸门启闭机，如不保证两个吊点同步升降速度则直接影响闸门运营。同时各某些误差(如卷筒直径误差、钢丝绳张紧误差等)，亦影响闸门两吊点升降速度，使闸门倾斜(这在好几种工程中发生过)甚至卡住，因此本条提请注意，特别在设计、制造和安装过程中，要严格控制这些误差，在调试过程中更应注意两吊点升降速度不一致也许因素，并进行消除，防止因各某些误差累积而影响闸门运营。5.1.16双吊点闸门启闭机在正常工作中，虽然由于闸门重心位置偏差或左、右摩阻力不一致，左、右吊点启闭荷载虽有不同，但依照过去运营经验，每一吊点仍可按1/2启闭荷载计算。但对于有淤沙等状况闸门，则两点有时荷载相差甚多，故在考虑左、右吊点启闭荷载时应恰当加大，其值应依照河流状况、设立位置等拟定。5.1.17对于有小开度(或门体设充水阀)充水规定闸门，启闭机要设立能满足小开度精度行程开关或其她办法。这是由于小开度范畴普通在200～300mm左右，而启闭机扬程至少在10m左右，对于高扬程也许在50～80m甚至更大，其相对比例甚少，如用一套常规主令控制装置如LK—4054，误差太大，不易调节，容易导致过载，因此本条提出来，以引起设计人员注意，固然如果采用电子显示和控制则容易达到所需精度。5.2.1卷扬式启闭机重要特点是靠持住力(闸门自重、加重、水柱等)关闭孔口闸门，一般为一机一门(也有一机二门)。并且在短时间内可以启闭闸门，因此在泄水、溢洪等工作闸门上使用较多。5.2.2水电工程除电站进水口迅速闸门启闭机外，普通状况下启闭机多为就地操作，这主要是考虑容易理解操作过程中也许浮现各种状况以便于及时解决。至于水利工程中，有时同类工作闸门数量较多，因此在闸门边侧设立集中控制室操作，这样既能保护电器操作设备，也便于理解操作过程中发生问题。5.2.3本条重要强调机架上因设立传动零部件，为保证正常运营，因此应有足够刚度。其值见构造某些。5.2.4当启闭机启闭荷载方向倾斜时，则启闭机某些零部件在计算时应考虑倾斜力。对于铸铁件若有受拉状况更应进行核算，必要时应以铸钢来代替铸铁，以改进受力状况。5.2.5高扬程启闭机重要型式，就咱们所知已采用过型式有：①减少滑轮组倍率；②带排绳装置多层卷绕；③自由双层卷绕；④双双联滑轮组双层卷绕；⑤折线绳槽卷筒多层卷绕。其中带有排绳装置多层卷绕和自由双层卷绕多用于卷扬式启闭机；双双联滑轮组双层卷绕已在门机和桥机中采用；折线绳槽卷筒在龙羊峡水电站用于坝顶门机回转吊上，北京院设计用于安康水电站卷扬式启闭机上，这在水利水电工程中刚开始采用，在煤矿卷扬机中已较广泛采用。由于各设计单位设计经验不一，对高扬程卷扬启闭机型式也各有倾向，现均列出，供设计人员参照。5.2.5.1带有排绳装置高扬程启闭机，依照咱们经验，应注意下列几点：①在卷筒端部和钢丝绳退回处要防止钢丝绳互相挤压；②排绳装置导向螺杆螺旋角和钢丝绳返回圆弧半径要适当；③作为螺母月牙板体形要选取恰当。对于第一点当前普通做法是加工时使端部和返回处有一种偏心凸缘，使钢丝绳由第一层过渡到第二层时不互相挤压；对于第二点因为导向螺杆是双向螺纹，螺旋角选取大了则旋转阻力大，滑块(月牙板)到端部返回困难，如螺旋角太小则胆怯中部任一圈螺纹中会滑至反向螺纹中去，导致工作破坏，咱们在设计中曾采用18°，也可比这稍小，返回处圆弧半径应稍大些，在厂内组装试运营时进行修正，且应光滑；对于第三点滑块(月牙板)体形选取，应考虑月牙板包角，以使其接触应力较小，同步要注意其体形，以保证其弯曲强度和顺利返回，此外，滑块(月牙板)要注意润滑，防止因严重磨损后而折断。5.2.5.2对于自由双层或多层卷绕启闭机，其第二层以上偏斜角推荐不不不大于2°，是按GB3811—83和起重机设计手册中数值作为推荐值。苏联1977年版《起重运送机械计算手册》(Спавочникпорасчетаммеханизновптм1977)和苏联《起重机手册》第二册(Справочникпокранамтом2)提出绳索容许偏角：对于光卷筒γ≤2°。对于大容量启闭机，由于钢丝绳直径大，僵性也大，因此多层卷绕时普通取2°较为适当。原水电部水电总局曾组织过调查组对此问题进行过调查，调查报告推荐为2.5°。在第一次本规范讨论会上也曾讨论过，但日后较多专家和代表意见采用2°，至于采用多少度适当尚可进一步研究，这里提出普通为2°。5.2.5.3双双联滑轮组当前用在桥机、门机较多，但定滑轮直径普通较大，这是为了防止与定滑轮支承梁发中干扰。另一注意点是双双联有2～4根钢丝绳，因而倍率在2以上定滑轮要铰接在滑轮组支架上，这样便于钢丝绳长度调节和受力均匀。由于双双联做法是卷筒上第一层钢丝绳作为第二层钢丝绳导向，因此第一层要先于第二层2～3圈。5.2.5.4采用折线绳槽卷筒在国内矿山卷扬机上己经用得较多，当前在龙羊峡坝顶5000kN门机回转吊上已采用。北京勘测设计研究院在安康水电站卷扬式启闭机中也开始采用，并在三门峡水工机械厂召开了评议会，基本得到必定。此外，减少滑轮组倍率办法也可达到高扬程规定。这种办法比较简朴，但由于钢丝绳直径增大引起卷筒外径加大及压力增长，因而设备自重有也许增长。5.2.6本条把表孔、潜孔弧门卷扬式启闭机在国内使用过型式列出。吊点设在面板前表孔弧门卷扬启闭机、盘香式启闭机，其起吊半径大，受力明确，但钢丝绳及吊具普通应紧贴弧门面板，以达到闸门升降平稳、钢丝绳不致被水冲击而引起抖动目。此外，由于吊具与闸门连接处经常在水中，不易检查，且局部钢丝绳也常浸在水中，故必要镀锌。60年代末70年代初，广东院、辽宁院等陆续采用吊点在面板下游卷扬式启闭机，其特点是可以用平面闸门卷扬启闭机改装加滑轮组起吊，使启闭机自重减少，但钢丝绳缠绕较为复杂，当前也广泛应用。盘香式启闭机当前在国内尚属试用阶段，其重要特点是用盘香板代替卷筒，构造紧凑，用多根钢丝绳起吊一种吊点，由于钢丝绳重叠挤压，规定使用钢芯钢丝绳。使用时要注意调节一种吊点多根钢丝绳承载，使各钢丝绳尽量做到受载均匀。潜孔弧门卷扬启闭机共同问题是动滑轮组吊耳(或吊杆)与弧门吊耳连接部位有相对转动，因而该处应设有轴套和润滑点。当采用常规平面闸门卷扬启闭机时，由于吊点在升降过程中先后摆动，要注意防止钢丝绳和定滑轮组支承梁干扰，特别是采用系列通用启闭机时，有时需要对支承粱下翼缘进行解决。当将定滑轮组设立在定滑轮支承梁下部或在定滑轮组支承梁下部设立导向滑轮(如葛洲坝水利枢纽工程泄水闸门启闭机)时，要注意平衡滑轮及通过平衡滑轮上钢丝绳与支承梁下部滑轮或钢丝绳发生干扰。陕西省石砭峪水库采用QPQ2×40t启闭机启闭泄洪洞7×7-36m弧门中发生支承梁下部滑轮与平衡滑轮干扰。此外，由于在支承下部设立滑轮，所以应注意对其润滑系统布置。此外，这种布置方式对定滑轮(或导向滑轮)检查、维护较为困难。至于弧门启闭机其她型式：涉及液压式，链式启闭机等则在关于章条中简介。5.2.7本条提出对于启闭升卧式闸门卷扬式启闭机规定是依照河北省水利水电勘测设计院提供资料编写。该院用此门型建闸40余座，其启闭设备用过液压式、台车式和卷扬式等启闭机，用得最多是固定卷扬式启闭机。本条论述了启闭机关于布置注意事项，以供设计人员在设计时参照。5.3螺杆启闭机螺杆启闭机重要用于小型水利水电工程中，其特点是造价低，制造技术较简朴，地区和县所属水利机械厂均可生产，便于订货，因此容易得到推广。在运营中依照理解常有螺杆压弯现象，这重要也许有下列因素导致，即：过载保护装置没有调节好，故未起作用；闸门摩阻力过大；行程开关未调节好，使闸门到达底槛后继续下压等。因而螺杆启闭机安装、调节和试运转甚为重要，关于人员应引起注意。5.4.1单作用式液压启闭机如因维修、安装等需要，也可在油路设计中考虑能对油缸上腔恰当加压。据理解重要是某些单作用式油压启闭机因活塞阻力较大，靠活塞杆自重无法外伸，因而影响安装和检修，但工作时活塞杆不承受压力。此类活塞杆长细比可以按受拉计算而不必按受压计算，这就可以加大长细比，减轻自重，简化机构。此外，如果仅由于安装时需要，也可考虑采用暂时办法解决。5.4.2依照华东勘测设计研究院在福建沙溪口水电站表孔滥洪道弧形闸门采用液压启闭机实践运营，证明双缸液压启闭机操作弧门，普通不需专设同步系统。这是由于弧门具备足够平面和空间刚度，不也许因吊点在启闭过程中同步误差而浮现卡死现象。苏联《水工建筑物启闭机械》一书中也提及“非同步液压启闭机用以操作金属构造刚度大闸门(如弧形闸门)或孔口高跨比不不大于1平面闸门。这时将一对油缸油路同步接通这种办法足以保证闸门无歪斜地运动”。由于国内这方面实践经验尚不多，因此仅提及启闭弧形闸门时，可以不设专门同步装置。至于平面闸门启闭，待实践运营总结后再进行补充。5.4.3本条提出了油泵型式和规格选取根据。液压启|闭机油泵选用当前逐渐趋向于要求压力高、供油量较大油泵。在已设计工程中选用油泵重要是叶片泵和柱塞泵。叶片泵构造紧凑，外形尺寸小，运转平稳，输油量均匀，脉动及噪音较小，耐久性好，使用寿命长，价格较柱塞泵便宜，重要用于中压液压系统中。柱塞泵寿命长，构造紧凑、噪音小，但构造复杂，价格较贵，可以得到高压，大流量，且流量可调，故重要用于高压液压系统中。5.4.4由于国内当前液压启闭机造价较高，普通都是用在泄水系统或发电系统重要部位。油泵装置占启闭机总投资较少，为安全运营起见，故宜设立两套互为备用。此外，如系统流速，流量等允许，还可考虑并联工作，加大流量，提高闸门启闭速度。5.4.5插装阀是一种新型液压控制元件。这种阀具备组合机能强，集成度高，噪声低，密封性好，构造紧凑，便于维护等长处。选取不同构造及型式先导控制阀，控制盖及集成块与插装件相组合，便可获得具备换向、调压、调速等功能插装阀组。在水利水电工程中，已逐渐开始使用，如葛洲坝1#船闸充、泄水阀门启闭机液压系统和广西桂平船闸人字门及充、泄水阀门启闭机液压控制系统，据理解运营状况良好。与普通滑阀液压系统相比，阀组体积小、噪声低，基本无泄漏，被控制闸门运营平稳可靠，动作敏捷，由于是无管路连接，检修相称以便，显示了其明显先进性，特别是用于高压大流量水利水电工程液压系统中，更能充分发挥其特长。5.4.6液压启闭机安全(溢流)阀重要用于超载等方面因素引起泄流，为安全起见，因而在普通状况下不应动作。而行程限位则也许是经常性动作，如闸门到达底槛，行程控制装置就应动作，切断电源，使其处在设计规定位置上。因此本条提出行程限位应设行程控制装置，而不是采用安全(溢流)阀。5.4.7液压系统实验压力，依照化学工业出版社出版《机械设计手册》(下册)规定：系统实验压力为最大工作压力1.5倍；油缸耐压实验压力当工作压力P≤16MPa时为工作压力1.5倍，P＞16MPa时为1.25倍，保压时间为2min。由机械工业出版社出版《机械工程手册》补充本(二)中提出液压缸耐压实验取额定压力1.5倍，耐压时间为2min。苏联《水工建筑物启闭机械》一书中提出安装完毕后全系统最大实验压力为额定压力1.25倍；在《水工建筑物金属构造制造安装及验收规范》(SLJ201—80，DIJ201—80)中提到如图纸无规定则油缸组装后按额定压力(启门力)试压10min，各类阀按1.25倍工作压力试压，在《水利水电工程启闭机制造、安装及验收规范》(送审稿)5.1.6条中提出液压缸耐压实验额定压力P≤20MPa时，实验压力为1.5倍；P＞20MPa时，实验压力为1.25倍，保压时间为2min以上。综合上述意见，咱们采用了5.4.7条值，即液压系统取系统最大工作压力1.5倍，油缸最大工作压力P≤16MPa时取1.5倍，P＞16MPa时取1.25倍，保压时间为2min以上，其中压力分级系按(JB824—66)原则划分，即中压P＞2.5～8.0MPa；中高压P＞8.0～16MPa；高压P＞16～32MPa；超高压P＞32MPa。5.4.7条提法既考虑了油缸工作压力划分符合普通液压系统压力划分，也考虑了液压启闭机详细状况。5.4.8本条关于液压启闭机活塞杆防腐蚀问题必要注重，由于活塞杆长期处在潮湿环境之中，有工作在水中，如果不防锈则液压启闭机寿命很短，腐蚀后引起密封破坏以至严重漏油到无法使用。因此本条规定必要遵循执行。5.5.1链式启闭机作为启闭机一种型式，在西欧用得较多，在国内虽然50～60年代己经使用(如佛子岭水库)，但并不广泛。这重要是大容量链条价格较贵，由于使用数量较少，链条制造厂就不肯生产(当前较多用在冶金工厂锻造起重机)。链式启闭机由于链轮直径小，因此其载重部件可以布置得比较紧凑；在水下工作时，链条要比钢丝绳耐久。但由于它造价比卷扬式启闭机贵，因此较少采用，只有当布置上规定和综合费用比较便宜时，可以使用。作为一种机型，咱们仍把它列入规范。5.5.2链式启闭机起吊闸门提高速度规定不不不大于1m/min，重要是为了操作闸门能平稳升降。由于链条通过链轮逮度是变动，由此产生动力荷载，为减少动力荷载，同步也可获得紧凑构造，以减少造价。5.5.3为保证链条启闭机二个吊点同步升降，因而应有可靠同步装置。在条件允许下，最简朴办法就是机械同步(加同步轴)，但有时需要有工作桥。如无工作桥时也可考虑采用电气同步(如采用绕线式电动机时，可再增长一种辅助电动机，以使其获得同步转速)。总之，不论那种同步方式，只要实现同步以防止闸门歪斜而卡住都可采用。5.5.4链式启闭机在启闭闸过程中，应尽量防止链条与水接触，这一方面可以减少锈蚀，保护链条。同步又可防止水冲击链条而引起不必要振动。5.5.5本条提出除了5.5.4条避免链条与水接触外，还应有防锈蚀办法，用以防止链条每节之间锈蚀而不能转动。5.6.1本条提出移动式启闭机跨度拟定除了应尽量满足附录A规定外，尚应满足跨内、跨外启闭闸门规定，即能在设计规定下，满足操作各类闸门启闭和吊运。工作平台(坝顶或尾水平台等)以上扬高，重要考虑某些闸门需吊出孔口(整体吊出或分节吊出)，固然在确定移动式启闭机外形尺寸时，对于门机要考虑其高跨比，对于台车启闭机则应考虑排架高度。5.6.2移动式启闭机工作荷载分为启闭荷载和走行荷载。在诸多状况下，两者值是不一致，有时相差诸多。因而在拟定最大启闭荷载和最大走行荷载时，应对所有工作对象(闸门和拦污栅)启闭力进行比较，以拟定其最大启闭荷载；对所有工作对象自重(如闸门和拦污栅有分节吊运，则按分节吊运计算自重)进行比较，以拟定其最大走行荷载。依照上述两类荷载对关于零部件进行计算。如走行轮轮压当进行强度计算时应以启闭荷载为根据；当进行疲劳计算时应以走行荷载为根据。在构造荷载组合时同样应分别考虑这两类荷载。5.6.3对于移动式启闭机控制操作，国内已建成投入运营设备几乎所有是在机上直接操作，这重要是由于操作闸门时，需要监视与闸门连接以及有无其她事故发生，因此工作现场总是有人员在，普通不需采用无线电遥控或者远距离操作。固然有必要也可采用非机上操作。5.6.4依照国内水电工程实践，有时规定移动式启闭机在一种曲线弯道上运营，如龙羊峡、白山等水电站。此类设计从理论上说较为简朴，只需变化在两条轨道上走行轮直径，同步将其布置垂直于轨道(即其走行台车台车架中心线与曲线轨道切线相平行)以及恰当加宽走轮踏面，这样布置普通不容易啃轨。李家峡水电站规定坝顶门机在坝顶(三心圆拱坝)二个弯道半径上移动，咱们委托了上海交通大学起重运送与工程机械教研室进行了研究并作了1：10模型实验，研究成果和实验表白采用某些办法(如走行台车容许绕立轴转动以及加上一定电气办法)是可以做到移动时不啃轨。这样做法，可以节约工程投资和增长安全可靠性。由于国内尚无实践经验，因此规范条文提法比较原则，其详细办法也不再在规范条文中提及。5.6.5依照关于省设计院实践，小容量移动式启闭机选用电动葫芦是比较经济，但由于电动葫芦重要应用在工厂，因此其起升速度和走行速度不一定能完全符合启闭闸门规定，操作时要注意。此外，当为两吊点时，其同步升降比较困难。5.6.6关于移动式启闭机抗倾覆稳定性验算工况，依照启闭机特点并参照《起重机设计规范》表10验算工况提出启闭机3种验算工况。“荷载系数”表5.6.6-2是考虑到表5.6.6-1“验算工况”及《起重机设计规范》表11荷载系数中起重机组别Ⅲ(场地固定桥式类型轨道起重机，如门式起重机和装卸桥等)提出：自重系数为0.95；荷载(启闭荷载和走行荷载)系数取1.4、1.2和0；风力系数取0、1.0和1.15。5.6.7启闭机防风抗滑安全性按两种工况进行验算，即按正常工作状态和非工作状态，现分别论述如下。5.6.7.1在正常工作状态时按本规范5.6.7.1条进行计算。规范中表5.6.7“走行摩擦阻力系数”是摘录《起重机设计规范》表12。这里是作为防风抗滑安全性验算，因此走行摩擦阻力系数应理解为也许产生最小走行摩擦系数。当制动力Pz1不不大于车轮与轨道粘着力时，Pz1用粘着力代替，此时粘着系数取0.12也是按也许发生最小粘着系数选用，而没有区分室内和室外。5.6.7.2非工作状态时按本规范5.6.7.2款进行验算，此时轨道和夹轨钳(表面有刻痕并经淬火)摩擦系数取0.25，最大操作力不得不不大于200N，此值摘自《起重机设计规范》2.3.22条。《起重机设计手册》提到：对于无齿纹未经热解决45、50号钢钳口，其摩擦系数取0.12～0.15；对有齿纹，65Mn、60Si2Mn钢，齿面淬硬HRC≥55钳口，其摩擦系数为0.3～0.35，齿峰不尖或变钝后，也可减少(μ≈0.2)。比较两者，考虑到移动式启闭机和其她轨道式起重机相比，其工作频繁限度较低，此外，由于启闭机工作条件和工作对象相对稳定，因此决定摘录《起重机设计规范》所采用之值。5.7.1关于启闭机制动装置，特别是卷扬式启闭机起升机构必要设立安全可靠制动装置。60年代初期吉林云峰电站发生过台车式启闭机起升机构制动失灵，使闸门坠落、启闭机电动机飞逸事故。对于链式、盘香式启闭机制动装置，均应予以注重。液压启闭机由于重要靠控制油量和油速操作闸门升降，因此普通状况下就不存在闸门坠落问题。螺杆启闭机普通靠螺杆传动自锁来控制闸门位置，如不能自锁也应设立制动装置。此外，启闭机其她机构(如走行机构、回转机构等)也应有制动装置，以便于控制位置和防止事故。5.7.2起升荷载限制器在大多数启闭机械中是需要装设也是可以装设，但其规定可不一致，有规定在提高时起作用，有则规定下降时起作用，有规定在上升和下降容量不同状况下分别起作用，这些均可通过和起升荷载限制器联通电气控制回路达到目。起升荷载限制器也是启闭机重要特点之一，因此普通均应安装，如有特殊工况(无法安装或者安装后易引起启闭事故)经关于部门充分论证后也可以不装设。5.7.3启闭机起升机构、走行机构、回转机构等运动行程，普通状况下均应有所限制，故要安装相应行程限制器。对起升机构来讲，应考虑控制上、下极限位置，如在上、下极限位置之间尚有规定，也应予以满足。装设在门机支腿上回转吊，其回转行程无法超过270°，因此也应设回转行程限制器。同佯对于在轨道上行走移动式启闭机，其端部应装设行程限制器。5.7.4在普通移动式启闭机中两端除了安装行程限制器外，尚应装设缓冲装置。但对于大容量移动式启闭机(如门机)，其设立缓冲装置位置较高，重量既大，又不美观。特别是坝顶门机两端撞头，有时达数米之高，且妨害交通。因此咱们在某些电站坝顶门机设计中取消了缓冲器撞头，将端部轨道向上倾斜并连接圆弧形轨道，使启闭机动能转变为势能。这种做法不但有助于交通，还可节约钢材，并达到缓冲目。因此在本规范中予以推荐。5.7.5室外移动式启闭机应安装风速仪，这是由于水利水电工程大多在深山峡谷之间，风大、门机自身易于挡风，因此规定当风速不不大于工作极限风速时，能发出停止作业警报，并切断走行机构电源。当为电动夹轨器时也可和夹轨器联动。5.7.6《起重机设计规范》提出：对塔式、造船用门式或门座起重机，当非工作风压超过600N/m2时，她起重机超过800/m2时，必要装设牵缆或其她型式锚定装置。考虑到水利水电工程用移动式启闭机普通比前者低，相对稳性较好，和后者相比所处位置易承受风压，所以选定非工作风压超过700N/m2时，必要装设牵缆或锚定装置。5.7.7关于电气保护装置详见本规范电气某些。5.8.1液压穿轴式自动挂脱梁是运用电动机——油泵将压力油压向销轴，将销轴推入轴孔或推出轴孔。这种型式是60年代从苏联引入，一方面使用在三门峡水利枢纽中，合用于操作大、中型闸门，但必要有可靠密封装置和防水插座，防止电气某些浸水失效。此外，也应注意电缆强度，当扬程较高时，电缆强度应能承受电缆自身重量，否则在升降过程中，电缆遭受破坏，而使挂脱梁失效。5.8.2机械式自动挂脱梁型式较多，近年来由于各水利水电工程投入运营后局部改造，依照各工程运营规定，对原有抓梁作了不少改进，并不断刨造出新型式。本规范仅从大方面提出三种型式，即：①重锤式自动挂脱梁；②挂钩式自动挂脱梁；③挂脱自如式自动挂脱梁。5.8.3自动挂脱梁有诸多长处，因而当前在大、中、小型工程中都广泛使用。但设计时必要注意使用条件，否则容易引起失败。如闸门为下游止水，且水深超过潜水员普通潜水深度时要特别注意其可靠性，否则发生事故时解决相称困难。对于多泥沙河流，要注意泥沙有无也许将吊耳或门顶淤住，以至于无法自动穿轴。对操作多孔闸门或拦污栅，应恰当提高门槽或栅槽施工安装精度等等。总之在设计自动挂脱梁时：①是要注意使用条件；②是要提出对闸门(拦污栅)及其门(栅)槽施工安装精度；③对自动挂脱梁本体设计应予以充分注重，否则易导致失败。6荷载6.1自重荷载启闭机自重荷载重要用来计算启闭机不同部位。如卷扬式启闭机在计算起升机构时，除了启闭荷载外尚应涉及动滑轮组及吊具重量，对于不不大于50m高扬程还应增长钢丝绳重量，计算机架时则要把设立在机架上机械设备(如有电气设备也应加上)和机架自重予以计入。计算门机时，对于大车架主梁活动荷载，按小车轮压计入；当计算大车轮压时，则应把大车架、小车和大车上各类设备自重(也涉及压重)均按自重荷载计入。6.2启闭荷载由于启闭力在启闭过程中是变化，因此这里所指为在启闭过程中也许发生最大计算启闭力。考虑了各种类型启闭机，故明确将其作用荷载位置统一到启闭机与闸门(如有吊杆、自动挂脱梁，则为吊杆或自动挂脱梁与启闭机下吊耳连接处)连接吊耳上。对于卷扬式启闭机即指动滑轮组吊耳与下部连接处。液压启闭机、螺杆启闭机则指活塞杆下部吊耳和螺杆下部吊耳。链式启闭机则指与闸门吊耳或固定在闸门上滑轮所承受荷载。如某些移动式启闭机在编制设计任务书时，其启闭荷载中没有涉及自动挂脱梁自重，那么应当在任务书中注明，以便设计部门可以把该某些重量计算进去。6.3走行荷载水利水电工程中启闭荷载和走行荷载其值往往不一致，有时可以相差一倍以上，这一特性是启闭机所特有。因此在设计移动式启闭机时，应单独作为一种荷载因素提出，以便在使用荷载进行强度计算(如走行轮)或在荷载组合中加以考虑，使启闭机设计更加符合使用情况，同步还能节约钢材。6.4.1走行惯性力等于启闭机自身质量和行走时容许携带荷载(走行荷载)和走行加速度乘积1.5倍，系数1.5是参照西德原则DIN15018规定：是考虑动力对构造产生效应。《起重机设计规范》中也乘以系数1.5。6.4.2回转吊回转运动时水平力，其吊重绳偏摆角αⅠ、αⅡ系参照《起重机设计规范》附录D中关于数值。系数1.5也是参照西德原则DIN15018规定。《起重机设计规范》中也乘以系数1.5。6.4.3移动式启闭机由于制造、安装上因素，事实上在走行时不也许是一条直线或规定曲线，而是不规则折线或曲线。因而在走行时必然有偏斜现象浮现，也就是发生水平侧向力，其计算可参照本规范附录B。6.5碰撞荷载碰撞荷载值取决于设备自身质量、走行荷载和走行速度。《起重机设计手册》提到对于桥式类型起重机，可取V0=(0.3～0.7)V额，对于高速走行装卸桥小车或所有是驱动轮起重机，可取V0≈V额(V额——额定走行速度)。《起重机设计规范》则提出不不大于额定走行速度50%。据理解“不不大于0.5倍额定走行速度”是依照国内历年起重机经验和产品实际状况提出。考虑到水利水电工程用移动式启闭机，作为工程永久设备其走行限位开关均应齐全，且走行速度普通在20m/min左右，和其她起重机相比速度较低，但其重要限度较高。因此本规范取不不大于50%额定运营速度作为碰撞速度，这也和《起重机设计规范》相一致。6.6风荷载计算风压q基准面，按照国内关于规定是按空旷平地，离地10m高处计算风速来拟定。工作状态计算风速按阵风风速(即瞬时风速)考虑，非工作状态计算风速按2min时距平均风速考虑。苏联《水工建筑物启闭机械》一书中q基准面按最低水位算起，但这种状况甚少浮现，而最低运营水位浮现状况也许较多。咱们以为在水利水电工程中，如按离地10m高(如坝顶门机按坝顶高程，尾水门机按尾水平台高程)作为计算风压q基准面，似乎并不安全。按最低运营水位(如坝顶门机按上游最低运营水位，尾水门机按尾水最低运行水位)也许比较接近实际状况。因此在本规范中制定为：移动式启闭机按最低运营水位为基准面进行计算。表6.6.3风压计算值是摘录《起重机设计规范》表4，其中台湾省及海南省原为台湾省及南海诸岛，由于国内行政区变动，海南岛及南海诸岛划为海南省，故改为当前名称。各国使用工作风压值如下：国别内陆风压(N/m2）沿海风压(N/m2）西德250250苏联150250日本170170英国250250美国250250法国250250中华人民共和国《起重机设计手册》150250中华人民共和国《起重机设计规范》150250从上面风压值可以懂得各国工作风压大体上比较接近。本规范使用工作风压大体上可以概括为：内陆工作状态计算风压相称于5～6级风(风速为15.6m/s)，沿海工作状态计算风压相称于6～7级风(风速为20.19m/s)。但诸多状况下，水利水电工程各类资料较完整，因而可以参照本地近年气象资料进行计算，拟定计算风压。工作状态计算风压不考虑高度变化，重要是使计算工作简朴化和偏于安全，咱们规定在门机顶部装设风速仪来限制工作时风速不超过工作规定极限值。计算非工作状态风压时，按照习惯，沿高度划提成20m高等风压区较适当，由于划分过细使计算繁琐，划分过粗则误差太大。表6.6.5所示风力系数C摘自《起重机设计规范》表6。风压高度变化系数Kh见下表。风压高度变化系数Kh离地(海)面高度h(m)≤1020304050607080陆地3.0)10(h1.001.231.391.511.621.711.791.86海上及海岛2.0)10(h1.001.151.251.321.381.431.471.52离地(海)面高度h(m)90100110120130140150200陆地1.931.992.052.112.162.202.252.453.0)10(h海上及海岛2.0)10(h1.551.581.611.641.671.691.721.82注：计算风荷载时，可沿高度提成20m高等风压区段，以各段中点高度系数Kh乘以计算风压。6.7温度荷载温度荷载普通不考虑，这是由于启闭机支承跨度普通均较小，温度变化影响不大。6.8安装荷载安装荷载应考虑，这是由于在安装过程中，一方面要把风荷载予以考虑，同步要考虑安装时要起吊部件、构件吊点位置强度和对其自身也许产生变形，这些在设计时应加以考虑。6.9雪荷载国内地区旷大，南方炎热，北方和西北方寒冷，因而雪荷载应依照本地状况考虑。6.10坡度荷载坡度荷载在《起重机设计规范》中规定为：当坡度为0.5%如下时可不计算坡度荷载。欧洲关于规定：轨道端面与理论位置相比，其纵向和横向倾斜量不应超过0.3%，在轨道总长度内，最大侧向允差为±10mm，在2m轨道长度范畴内，不应超过±1mm。《水工建筑物金属构造制造、安装及验收规范》(SLJ201—80，DLJ201—80)表9.1.3中规定远较《起重机设计规范》严格，如轨道纵向不平度不大于1/1500且全行程不超过10mm，轨道横向不平度为1/100轨宽。在本《规范》中拟定坡度不超过0.3%时可不计算坡度荷载，也就是在普通状况下可以不计算坡度荷载，如有需要也可按0.3%计算。6.11地震荷载依照关于资料简介，由于水库形成有时诱发地震，因此在启闭机设计中，应依照本地关于资料以决定考虑与否。苏联《水工建筑物启闭机械》一书中提出，“当启闭机所在地区震级不不大于6级时，应考虑地震荷载，并按建筑法规(CHиП)Ⅱ—69计算”。苏联1971年出版《起重机手册》中提到：“在地震区安装高架起重机应考虑水平地震荷载作用。水平地震荷载P=K·G，式中：G——起重机自重或所考虑某些重量；K——与地震烈度有关地震系数，7度区：0.025，8度区：0.05；9度区：0.1”。在日本工业规范JISB8821—1976《起重机钢构造某些计算原则》中提到：“对运营起重机、固定起重机均按20%自重水平荷载考虑。但不考虑用钢丝绳悬挂物品水平荷载。”考虑了上述状况，本规范规定：“当启闭机工作地区地震烈度不不大于或等于7°时，应考虑地震水平荷载。6.12实验荷载为防止启闭机调试和安装中存在问题发生，故在正式使用前，应进行动载和静载实验。普通状况下，应尽量使用试重块进行实验(龙羊峡5000kN门机采用试重块实验)，不要采用闸门自身进行实验，这是为了防止发生意外。对于机构自身实验，可以考虑单股绳取消滑轮组办法进行。但对于构造某些这种实验办法，无法直接达到实验目。对于大容量移动式启闭机如各方面条件限制实在无法采用试重块进行实验，也可考虑采用液压测力计进行实验，但无法进行动载实验。为达到实验目，实验必要制定详细实验规程，明确加载位置、加载顺序、加载时间和办法等。液压启闭机实验分为系统实验和缸体实验，按实验压力进行，不按本实验荷载进行试验。7材料7.1、7.2这两条为启闭机惯用铸、锻件材料，涉及铸钢件、铸铁件、铸铜件和锻钢等。由于启闭机材料使用品种较多，同步材料品种发展也较快，因此在《规范》中所列出仅为惯用各种材料，依照国内新材料发展状况，对于未列出或者其她新型材料，也可依照不同状况使用。7.3金属构造材料在本规范中列出为当前启闭机惯用构造材料：Q235和16Mn，至于其她材料如15MnTi和15MnV等因过去使用不多，因此在本规范中未予列出，如有需要也可使用。7.4连接材料连接材料分为焊接、铆接和螺栓连接三某些。焊接用焊条应选取与主体金属强度相适应牌号，对于Q235则选取GB5117《碳钢焊条》中E43焊条系列，对于16Mn钢则选取E50焊条系列，当Q235与16Mn钢焊接时，从连接韧性和经济方面考虑宜用E43系列焊接材料。铆接连接当前在启闭机设计中已很少采用，考虑到过渡阶段尚有采用，因此铆钉材料本规范也予列出。螺栓连接涉及普通螺栓、不锈钢螺栓和高强度螺栓3种，其材料性能都按关于国标规定列出。8机构8.1.1起升机构电动机选取，重要是考虑：①按荷载值及启闭速度拟定功率；②依照启闭机类型选取电动机型式。由于闸门在启闭过程中，启闭荷载是随着不同开度而变化。如果采用最大启闭荷载作为计算电动机容量根据，则普通可不校验过载和发热。当荷载按等效启闭荷载(如采用分段计算启闭荷载)作为计算电动机容量根据时，特别是高扬程启闭机，则应校验其过载和发热。除液压启闭机外，普通启闭机起升机构电动机选用，应考虑满载启动、短时或断续工作制，因此选取冶金及起重用电动机。液压启闭机系为空载启动，因此可选用普通类型(如Y型)、不规定调速、可持续运转异步电动机。启闭机起升机构速度普通均不太大(除有迅速下门规定启闭机外)，大多数在1～2.5m/min范畴内，因而平均加速度普通状况下不会太大。平均加速度如果太大则易导致过大冲击，参阅《起重机设计手册》，可以以为机构平均加速度，在普通状况下不大于0.3m/s2是适当，对启闭机而言也是可以达到。至于迅速闸门启闭机，由于其迅速下降速度由孔口高度和关闭时间决定，应在满足关闭时间规定下，尽量加长起动时间，以求得运营平稳。启闭机起升机构电动机选取，还应考虑其工作方式及闸门工作性质。现按普通状况提出如下意见供参照，(1)按最大启闭荷载计算低扬程启闭机，其电动机可考虑按FC=15%或按10min短期工作进行选取。(2)按最大启闭荷载计算高扬程启闭机，其电动机可考虑按FC=25%或按30min短期工作选用。(3)按等效启闭荷载计算启闭机，其电动机普通可按FC=25%或按30min短期工作选用。如其工作较为频繁，则可上提一级即按FC=40%或按60min短期工作选用。(4)对于海拔高于1000m使用场地，则应考虑恰当加大电动机容量。(5)当启闭机工作级别为Q1时，普通可按FC=15%或按10min短期工作选用；为Q2时普通可按FC=25%或30min短期工作选用；为Q3时普通可按FC=40%或按60min选用；当为Q4时，普通可按FC=60%或90min短期工作选用。但如何选用，应视详细状况而定，不能完全照套。8.1.2除液压启闭机和螺杆启闭机外其她起升机构，制动器是必要设立安全装置，其型式应是常闭式支持制动器，这是保证在停电状态下，机构始终处在制动状态，使荷载不会自动坠落。由于制动装置选取普通是以最大外荷载为根据，因此制动安全系数是比较安全。8.1.3减速装置。对于启闭重载启闭机普通均有减速器(一台或二台)和开式齿轮传动组成。由于减速器专业原则已有如“起重机减速器”、“ZQ型减速器”等，因此选用原则减速器便于设计制造和减少成本。对于开式齿轮单级传动比i依照咱们实践普通都不超过6，同步查阅了已制造过二级和三级减速器，其传动比分派，推荐采用i≤6.3。固然实际设计中也有不不大于6.3，但仅是很少数而已。8.2.1走行静阻力涉及摩擦阻力、坡道阻力和风阻力。由于移动式启闭机普通状况下为有轨移动，因此其摩擦阻力涉及带载走行时车轮轴承中摩擦阻力，车轮踏面沿轨道滚动阻力和由于走行时偏斜(总是不可避免)引起轮缘沿轨道侧面附加摩擦阻力3某些，这3种摩擦阻力之和可如下式表达。FQGdkDCf=+×+()走02μ式中Ff——三种摩擦阻力之和；Q走——走行荷载；G0——启闭机(或小车)自重；D——车轮直径；μ——轴承摩擦系数：滑动时μ=0.08；滚动时μ=0.015；d——轴承内径；k——车轮沿轨道滚动摩擦力臂，可取k=0.5mm；C——侧向附加阻力系数，C=1.2～1.8。坡道阻力按本规范6.10节规定：其坡度不超过0.3%时，普通可以不加考虑，这是由于电动机有一定超载能力缘故。风阻力按本规范6.6节规定执行。8.2.2由于电动机选取是由走行荷载时产生摩擦阻力、坡道阻力、风阻力和走行速度、机构效率等决定，因此在普通状况下，电动机应校验过载和发热，如行程较短，也不一定非要验算。8.2.3走行机构制动器选取，既要能满足在一定期间或一定距离内停住，又要满足尽量减少冲击力以及避免驱动轮与轨道间打滑。据咱们理解，有些运营单位由于启闭机走行制动冲击力较大，因而把制动器完全松开，这样做法也是不适当。对的做法应恰当调节制动力矩以满足上述规定。8.2.4打滑验算粘着系数，其值取自《起重机设计规范》和《起重机设计手册》。8.3回转机构因回转吊多设立在门机上起吊拦污栅或其她较小荷载，因而回转机构速度不规定太高，重要是考虑回转时平稳。参照《起重机设计规范》中提出推荐值，即：“对于回转速度较低安装用起重机，此值依照起重量大小为0.1～0.3m/s2”。荷载大者可取小值，荷载小者可取大值。制动器选取，国内外较多选取可操纵常开式制动器，以使制动平稳精确。但常闭式制动器在启闭机中比较习惯使用，启闭机回转机构普通速度低，没有工作效率规定(如需兼作施工起重设备用，则另当别论)，因此也可使用常闭式制动器，但应控制其减速度在0.1～0.3m/s2范畴内。极限力矩联轴器重要应用在有自锁也许传动机构中，如蜗轮蜗杆传动机构，这是由于当紧急制动时，如果没有极限力矩联轴器，而机构自锁，制动器与制动盘不能打滑，传动机构就要承受特大冲击荷载，甚至引起破坏。但对非自锁传动机构，如齿轮传动机构，当紧急制动时，力矩超过制动力矩，制动器打滑，即可起到保护作用，如果回转臂架在回转过程中磁到障碍物，无法继续回转，此时传动机构所承受为电动机最大力矩，传动机构应验算这一工况(即事故状态下)静强度，保证传动机构不至破坏。8.4.1液压系统普通布置，重要是依照水利水电工程实践提出。液压启闭机普通安装在潮湿地带，局部设备有也许被水沉没；有泵站和油缸需分开布置(如一种泵站操纵多台油缸)，因而管道较长，有些需要调节或监视液压件应布置明显位置并便于操作等；此外还应考虑通风、保温和排水办法等。8.4.2油箱是设计时需要注意事项。普通状况下油箱设计强度均可满足，但运营规定容易被忽视，故本条把应当满足运营规定列出，供设计者设计时注意。8.4.3液压油重要依照使用规定提出，特别是对于油纯净应引起注意，当液压油具有机械杂质和水份时，有也许导致阀组漏油或者密封破坏，甚至局部锈蚀。表8.4.3液压油推荐粘度范畴是摘录机械工业出版社1989年1月出版《机械设计师手册》关于液压油粘度表。8.4.4表8.4.4摘自《机械设计师手册》表4-5-1。8.4.5在设计液压系统时，选定油压应考虑系统压力损失，否则会浮现启闭力局限性状况。当液压系统工作较频繁时(普通状况很少遇到)则应计算发热。8.4.6普通状况下可以不进行泄漏和液压冲击计算。8.5.1零件计算办法，本规范采用普通通用办法，即静强度计算和疲劳强度计算两种。静强度计算对于大多数启闭机零件来说是需要，但由于启闭机某些零件为高速传动(如高速轴)，其总循环应力次数往往超过疲劳循环次数107，因此对某些零件来说要进行疲劳计算。由于启闭机零件较多，除了上述两类计算外，有零件还需进行刚度计算，有要进行稳定计算，这些将在关于零件计算中提出。总之，不同零件其计算规定也不同。8.5.2.1(1)起升机构疲劳计算基本荷载按闸门类别和工作性质拟定启闭力传递至计算零件承受力矩或力乘以0.6～1.0值为计箕根据。当启闭水柱下门“动下静起”事故闸门时，由于下门力为最大启闭力，起门力则较小，因而以最大下门力作为计算根据较为适当；当为检修闸门或工作闸门时，普通状况下是起门力为控制值。值0.6～1.0重要考虑了最大启闭力不是发生在启闭全过程，普通仅是在较短时间(如起门开始或接近闭门)，水压力为全压状况，因此应考虑闸门工作性质。对于高速轴上零部件，考虑了动载因素和设计上习惯，故按电动机额定力矩乘以1.3～1.4。(2)运营和回转机构计算荷载，由于其低速运营质量惯性比机构高速轴上回转件惯性大得多。依照《起重机设计计算》一书(胡宗武、顾迪民编著)简介桥机运营小车低速惯量与高速轴上回转件惯性之比为α=2～5；大车运营机构，α=5～15。刚体动载系数.与计算轴两侧惯性比α及电动机起动转矩倍数β关于。当β=1.6～2.1，α=5～30时，可直接从下图中选用。图8.5.2钢体动载系数8.5.2.2(1)起升机构最大荷载拟定，由于荷载限制器在起升机构中作用时，普通均调节在110%基本荷载左右，加之荷载限制器自身误差及相应安全度，故选用最大启闭力1～1.2倍作为计算根据，该值选用应与8.5.2.1款(1)选用相应，即大者选大值、小者选小值。对于高速轴上零部件考虑到动载因素可按电动机额定力矩乘以1.3～1.4。如果启闭机自身无荷载限制器或为遥控操作启闭机，其零部件强度计算应考虑以电动机最大力矩作为计算根据，这作为特殊状况来考虑。苏联《水工建筑物启闭机械》一书中提出起升机构要能在超载达25%状况下工作，这和本条拟定值大体相似。此外，为计算简化起见，不再考虑其她动载系数。(2)式(8.5.2-2)摘自《起重机设计规范》。8.5.2.3本条重要合用在室外工作启闭机，特别是移动式启闭机，对于某些经常发生大风区更不应当忽视。8.5.2.4特殊荷载涉及缓冲器碰撞荷载、安装荷载、实验荷载，上述荷载在普通状况下是不产生，因此作为特殊荷载对待。8.5.3～8.5.58.5.3条应力循环次数；8.5.4条强度极限；8.5.5条疲劳强度极限是参照起重机设计规范编写。8.5.6强度验算中强度安全系数表8.5.6摘自《起重机设计手册》。由于启闭机工作场合和工作对象较差(工作场合较潮湿、维护质量差、工作对象在水下状况不清)，因而不选用《起重机设计规范》中强度安全系数。8.5.7磨损计算对于在运营中处在经常摩擦零件是很重要，因此本规范予以列上。至于磨损计算普通早有规定，即验算覆盖面单位面积压力强度p及其与速度v乘积pv值。8.6.1吊钩、吊叉与吊轴在启闭机中惯用，特别是吊轴用得较多，本条叙明这些零件惯用材料选取和计算办法。8.6.2.1本款提出普通宜采用镀锌钢丝绳，重要由于启闭机多使用在潮湿地区，为防止或减缓钢丝绳锈蚀，采用选用镀锌钢丝绳办法，但据关于方面反映镀锌钢丝绳订货困难，故本条意见为“普通采用”而不用“必要采用”。采用石棉芯也基于潮湿浸水这一因素。钢丝绳强度计算，咱们采用习惯通用办法即F0≥Sn，由于这种办法比较简朴。另一种计算办法即国际原则ISO4308—1981中提到，国内起重机设计规范中也予以推荐dCS=。式中d——钢丝绳直径，mm；C——与机构工作级别和钢丝公称抗拉强度及钢丝绳构造关于系数；S——钢丝绳最大静拉力。上述办法虽为ISO原则，但计算较为繁琐，故本规范未予推荐。钢丝绳安全系数和《起重机设计规范》(GB3811—83)中相比，本规范相对地提高了一级。这是由于闸门荷载在水下，钢丝绳也比较潮湿，苏联《水工建筑物启闭机械》一书中提到关于轻级工作制钢丝绳安全系数不不大于5，中级工作制不不大于5.5；苏联《起重运送机械图集》提出对于机动钢丝绳其轻级安全系数不不大于5。因此本规范中钢丝绳安全系数除Q1为4.5外，取Q2为5，Q3、Q4为5.5可以以为是适当。钢丝绳与滑轮偏角在国外关于设计规范中提出了详细数值，如英国1974年出版《工业和民用建筑塔式起重机设计规范》BS2799和《电动桥式起重机规范》BS466—1960和BS3579中均提到钢丝绳与滑轮轴相垂直平面之间导角，在规定绳轮比状况下不超过1/12。苏联《起重运送机械构造图册》中提出钢丝绳对于滑轮面允许偏斜角为6°，苏联《水工建筑物启闭机械》一书中提出钢丝绳与滑轮中面容许偏角γ，依照钢丝绳不压住滑轮轮缘条件来决定：[]tgtgγβσ=2KdDkΠ式中β——滑轮槽开口夹角之半为35°；K——钢丝绳刚性系数，取K=1.7；dk/Dбп——120125~。则[tgγ]≈0.10417～0.08334，即γ=5.947°～4.764°。《起重机设计规范》4.4.2.1条提出，钢丝绳绕进或绕出滑轮槽时偏斜最大角度推荐不不不大于5°。综合上述各类规定，同步为简化计算起见，本《规范》提出偏斜角普通不不不大于5°(1/12)。钢丝绳绕入或绕出卷筒时，钢丝绳偏离螺旋两侧角度普通不不不大于3.5°，这是参阅《起重机设计规范》推荐值，苏联《起重运送机械构造图册》提出钢丝绳中心线对于卷筒绳槽允许偏斜角为3°。对于光卷筒和多层缠绕卷筒，钢丝绳与卷筒轴垂直平面夹角，考虑到直径较大钢丝绳其僵性较大，《起重机设计规范》和《起重机设计手册》推荐不不不大于2°，原水电部启闭机调研组调查报告推荐不不不大于2.5°，本规范考虑到多层缠绕多用于高扬程且启闭荷载也较大。即钢丝绳直径较大，僵性也大，鉴于这一状况，推荐采用2°。8.6.2.2关于卷筒和滑轮最小缠绕直径，本《规范》与《起重机设计规范》相比较均有适当加大，这是考虑到在条件允许状况下，恰当加大直径可以延长钢丝绳使用寿命，同时考虑到工作场地较为潮湿且维护条件较差。苏联《水工建筑物启闭机械》中提到轻级制工作取卷筒(或滑轮》与钢丝绳直径之比为20；中级工作制取25；平衡滑轮直径容许小20%。本规范取Q1时为18；Q2时为20；Q3～Q4时取25，平衡滑轮直径为D0min0.6～0.8倍。8.6.2.3滑轮材料多用铸铁、球墨铸铁和铸钢锻造。铸铁滑轮(如HT200)工艺好，易于切削加工，并且对钢丝绳损伤小，但因强度低且较脆，使用时易引起轮缘破裂。球墨铸铁(如QT40—17)滑轮工艺性较好，且有一定强度和冲击韧性，使用时不易碎裂。铸钢(如ZG230—450或ZG270—500)滑轮强度和冲击韧性均较高，但工艺性较差，且由于绳槽表面硬度高，钢丝绳较易磨损。用Q235钢制造焊接滑轮，在启闭机设计中很少使用，其特点是重量较轻，其性能和铸钢滑轮相似。80年代国际上浮现了热轧滑轮，国内在1987年12月对热轧滑轮进行了鉴定，并已批量生产，其重要特点是：构造合理、强度高、重量轻，比同规格铸钢滑轮轻40%，切削量比锻造滑轮减少约90%，焊接加工比全焊接滑轮减少约70%，使用寿命比普通滑轮提高1～2倍。因而热轧滑轮很也许是此后发展趋势。卷筒材料普通不低于HT200铸铁，对于大荷载启闭机采用ZG230—450、ZG270—500铸钢或Q235，16Mn钢板卷焊而成。从当前实践来看，钢板卷焊制造多用于大荷载启闭机中，其特点是强度高、重量轻，当前有倾向于钢板卷焊制造卷筒趋势，据理解西德多用钢板卷筒。8.6.2.4本条列出卷筒强度计算和稳定性验算控制条件和计算(验算)内容。计算办法见附录G。8.6.3齿轮与蜗杆传动中要注意如下各项。(1)材料选取：配对齿轮，其采用材料应不同，以避免因使用同类材料引起胶合。(2)齿轮传动齿面类型，大体上可以分为三种状况，即大、小齿轮均为软齿面齿轮传动，此时其齿面硬度应有所差别；两者均为硬齿面时，则大、小齿轮齿面硬度大体相似；当软、硬齿面配对时，则大、小齿轮齿面硬度相差很大。齿轮工作面硬度及其组合应用举例见表8.6.3。(3)除了上述3种齿面类型外，尚有称为“中硬齿面”齿轮传动，中硬齿面硬度目前尚无统一值。其区别是以普通刀具能否加工为准，因而各研究所和制造厂依照各自状况确定硬度HB值，如洛矿研究所拟定中硬齿面硬度为302～362HB，且大小齿轮齿面硬度差为30HB。(4)齿轮计算办法：当前国内惯用办法有两种，一为由苏联资料中所简介，在《起重机设计手册》等资料中予以推荐使用，这种办法自50年代就在中华人民共和国使用，基本上是经过考验。另一种办法是《起重机设计规范》附录中推荐办法，即ISO原则齿轮强度计算法，此办法重要是和国际原则相联系，便于国际上交流，但计算较为繁琐，此两种办法均可用电算程序进行计算，咱们在这里不作详细规定。8.6.4轴材料在本规范中提出为惯用轴材。由于材料工业发展较快，因此不限于提出那些材料。对于初步计算转轴和心轴，其许用弯曲应力值可按《机械设计手册》中列出轴某些材料牌号、强度限等选用。表8.6.3热解决工作齿面硬度组合举例齿面类型齿轮种类小齿轮大齿轮两轮工作齿面硬度差小齿轮大齿轮备注软齿面直齿调质正火20～25≥(HB)(HB)＞HB240～270HB180～210用于重载中低速调质(HB)1min-(HB)2max＞0HB260～290HB220～250低速固定式传动装置正火HB240～270HB160～190正火HB260～290HB180～210(HB≤350)斜齿及人字齿调质调质(HB)1min-(HB)2max≥20～30HB270～300HB220～250调质HRC45～50HB270～300表面淬火调质HRC45～50HB200～230软硬组合齿面HB1＞350(HB2≤350)斜齿及人字齿渗碳调质齿面硬度差很大HRC56～62HB200～230用于负荷冲击及过载都不大重载中低速固定式传动装置表面淬火表面淬火HRC45～50硬齿面(HB＞350)直齿斜齿及人字齿渗碳渗碳齿面硬度大体相似HRC56～62用在传动尺寸受构造条件限制和运送机械上传动装置启闭机工作小时，按表4.0.2规定由800～6300h，经初步核算其高速轴零件循环数已超过107次，如高速轴转速为1000r/min，则800h高速轴循环次数n=1000×60×800=4.8×107次。因此对称循环许用弯曲应力[σ.1]在启闭机设计中有必要加以定值。轴刚度计算控制数值：最大挠度不超过支点间距0.0003；支点处由挠曲引起最大偏转角不超过0.001弧度，此二值摘自苏联《起重机构和起重运送机械零件计算》一书提出数值。咱们对照了化工出版社出版《机械设计手册》(中册)轴容许挠度[y]及偏转角[θ](表8-374)，其规定普通用途轴[ymax]=(0.0003～0.0005)l，金属切削机床主轴为0.0002l(l—支承间距)；至于偏转角容许值[θ]，滑动轴承和安装齿轮处用0.001弧度。两者对比结果，咱们以为选用当前控制值是适当。许用扭转角按《机械设计手册》(表8.349)注2：“许用扭转角选用，对于规定精密、稳定传动，可取[φ]=0.25～0.5°/m；对于普通传动，可取[φ]=0.5～1°/m”。综合上述状况，咱们选用[φ]≤0.5°/m。轴临界转速计算摘自《起重机设计规范》4.3.9条。8.6.5启闭机使用减速器，其特点是短时断续工作，直接满载启动(起升机构经常是带载启动)。依照使用经验，这种工作方式，容易使齿轮齿面干接触工作而引起严重磨损和胶合。因而依照使用特点提出可另设专用油泵，在机器启动前短时投入运营，对各对啮合齿轮进行喷射润滑，用以改进工作状态。当前减速器壳体由锻造向焊接发展，据理解西德生产减速器壳体多用钢板焊接，其特点是重量轻、强度高，由于启闭机制造厂家当前很少有此条件，故这里不提壳体制造焊接规定。起重机用减速器除了ZQ型尚在使用外(将逐渐被裁减)，当前已有专业原则ZBJ19“起重机底座式减速器”、“起重机减速器”等，当使用能满足规定期，应尽量选用原则型减速器。8.6.6启闭机中使用联轴器，当前大多为齿轮联轴器(涉及全齿轮联轴器和半齿轮联轴器)和弹性销柱联轴器，本条所列安全系数n值与《起重机设计规范》4.4.8条相比，稍有加大。8.6.7启闭机中所采用轴承，除了经常浸水高扬程启闭机动滑轮组以外，当前愈来愈多地在其她部位采用滚动轴承。滚动轴承选用，在