JTJ-309-2005船闸启闭机设计规范

船闸启闭机设计规范CodeforDesignofHeadstockGearsofShiplocks2005-10-17发布2006-03-01实施中华人民共和国交通部发布《船闸设计规范第五篇：启闭机设计》(JTJ265-87)(试行)自1987年颁布实施以来，对提高船闸设计水平起到了积极本规范是在总结建国50多年来船闸建设的实践经验，特别是在总结近10年来船闸工程建设中的科研、设计、制作安 1 2 2.2启闭机型式 22.3启闭机布置 2.4启闭机机房 33启闭机设计参数 43.1启闭时间和速度 4 4 5 64.1启闭机的工作级别 6 6 74.4钢丝绳、卷筒和滑轮 95液压传动启闭机设计 附录A推拉杆、活塞杆的强度和稳定性计算 附录B本规范用词用语说明 附加说明 2.2启闭机型式 232.3启闭机布置 3启闭机设计参数 3.1启闭时间和速度 3.2启闭机行程 4.1启闭机的工作级别 25 264.4钢丝绳、卷筒和滑轮 275液压传动启闭机设计 5.3油缸 1.0.1为统一船闸启闭机设计的技术要求，提高设计水平，1.0.2本规范适用于内河I～VI级船闸工作闸门和工作阀门1.0.4船闸启闭机设计应积极慎重地采用新技术、新工艺和1.0.6船闸启闭机设计除应符合本规范规定外，尚应符合国3.1.1人字闸门、三角闸门和一字闸门的启闭时间可按表3.1.1选取。于4m/min。4机械传动启闭机设计4.1.1启闭机的工作级别应根据设计寿命和荷载状态划分为四级，见表4.1.1。启闭机的工作级别表4.1.1工作级别总设计寿命(h)荷载状态经常启闭轻的荷载，很少启闭额定荷载经常启闭额定荷载4.2.1启闭机的驱动装置应选用交流电动机。当选用直流电动机时，必须经过技术经济论证。4.2.2启闭机的驱动装置宜采用Y系列异步电动机。4.2.3电动机的额定功率应按电动机静功率和负荷持续率确定。4.2.4电动机静功率应按下式计算：K——克服惯性的功率增大系数，平面闸门和工作阀门取1.0,人字闸门、三角闸门、一字闸门和横拉闸门取1.1～1.2;F——最大工作荷载(N);轴静力矩的1.2～1.5倍。工作级别安全系数n5Q₃-中、Q₄-重6按式(4.4.3)计算。平衡滑轮直径不应小于滑轮最小缠绕直径的0.6倍。Domin=e·d工作级别卷筒和滑轮系数Q₁-轻、Q₂-轻4.4.5钢丝绳的偏斜角(图4.4.5)的允许值应满足下列各式(1)当系统最高工作压力不大于16MPa时，系统试验压(2)当系统最高工作压力大于16MPa时，系统试验压力(1)当油缸最高工作压力不大于16MPa时，油缸试验压(2)当油缸最高工作压力大于16MPa时，油缸试验压力取泵规格和驱动油泵功率应根据油泵所需最高工作压力和所需式中Pp——油泵最高工作压力(MPa);Qs—液压系统最大工作流量(m³/s);5.2.4驱动油泵功率应按下式计算：式中N——驱动油泵功率(kW);Ps——液压系统最高工作压力(MPa);Qs—液压系统最大工作流量(m³/s);η—油泵的总效率，按油泵产品样本或表5.2.4选用，定量泵取大值，变量泵取小值。油泵的总效率表5.2.4油泵名称齿轮泵叶片泵柱塞泵总效率5.2.5阀件应满足液压系统运行要求。阀件的压力和流量应留有一定的富裕量。5.2.6管道设计应符合下列规定。5.2.6.1管道尺寸应根据液压系统最高工作压力、液压油通过管道的最大流量和允许流速确定，并应按下列公式计算：式中d——油管内径(mm);[o]——油管材料的容许应力(MPa),不大于25MPa;管道种类允许流速(m/s)备注吸油管道流量大时取大值压油管道油的粘度小时取大值总回油管道短管道和管道局部收缩处管外径的10倍。5.2.7.3吸油管与回油管之间应设置隔板。5.2.7.4油箱宜设置除湿空气过滤器、热交换器、油位计5.2.7.5油箱内壁严禁涂刷油漆。5.2.8管道和油箱宜采用不锈钢材料。5.3.1油缸壁厚可按下列公式计算：式中δ——油缸壁厚(mm);P——油缸最高工作压力(MPa);D——油缸内径(mm);[o]——油缸材料的容许应力(MPa);Ob——油缸材料的抗拉强度(MPa);Kk——安全系数，取5。5.3.2油缸的主要尺度应符合下列规定。5.3.2.1油缸的最小导向长度(图5.3.2)宜按下式确定：式中Hmin—最小导向长度(mm),即活塞杆外伸至最大行程时，活塞支承中点至导向套滑动面中点的距离；S——活塞最大行程(mm);图5.3.2油缸导向结构简图A.0.1推拉杆和活塞杆的强度应按式(A.0.1)计算。式中σ——推拉杆或活塞杆的轴心压杆应力(MPa);A₁——推拉杆或活塞杆截面净面积(mm²);闸阀门设计规范》(JTJ308)的有关规定选用。A.0.2推拉杆的稳定性验算应按式(A.0.2)计算。式中σ——推拉杆轴心压杆应力(MPa);A₂—推拉杆截面毛面积(mm²);[o]——材料的容许应力(MPa),按现行行业标准《船闸闸阀门设计规范》(JTJ308)的有关规定选用；φ——推拉杆轴心压杆稳定系数，按现行行业标准《船闸闸阀门设计规范》(JTJ308)的有关规定选用。A.0.3活塞杆的稳定性验算应满足式(A.0.3)的要求。式中nw——活塞杆的稳定安全系数；pk——活塞杆临界荷载(N);p——活塞杆承受的最大轴向荷载(N);容许稳定安全系数表A.0.3654A.0.4活塞杆的临界荷载可根据活塞杆长细比按下列公式计算：式中λ——活塞杆长细比；Pk——活塞杆临界荷载(N);A₂—活塞杆截面毛面积(mm²);时取0.7;I活塞杆计算长度(mm);A₂——活塞杆截面毛面积(mm²)。附加说明主要起草人：张国维(中交水运规划设计院)黄潼(中交水运规划设计院)陈银锋(中交水运规划设计院)袁克忠(四川省交通厅交通勘察设计研究院)总校人员名单：李永恒(交通部水运司)何文辉(交通部水运司)吴敦龙(中交水运规划设计院)张国维(中交水运规划设计院)黄潼(中交水运规划设计院)龙友(中交水运规划设计院)董方(人民交通出版社)刘洪波(中交水运规划设计院)龙友(中交水运规划设计院)吴立新(中交水运规划设计院)2.1.1推荐同一条河流上相同门型采用同一种型式启闭机，2.1.2大中型船闸和工作繁忙的小型船闸，设一台动力设备2.1.4设置同步装置是为了保证上述工作闸门和工作阀门在2.1.5要求启闭机运转平稳是为了保证工作闸门运转平稳，2.1.6启闭机设置制动装置，主要是为了能控制工作闸门、2.1.7工作闸门和工作阀门启闭机设行程限位装置，是为了2.1.8由于常用液压油的粘度随着温度的降低而升高，所以2.2.3～2.2.4大行程平面闸门和横拉闸门，开关门行程较3.1.1～3.1.4条文规定的内容是根据国内外多座船闸资料3.2.1本条规定启闭机行程留有适当的富裕度是为了适应闸4机械传动启闭机设计4.1.1船闸启闭机用于不同门型、机型和航道，彼此工作状荷载状态表明启闭机受载的轻重程度。表4.1.1中“经常计最高通航水位出现的天数较少，经常在中等通航水位下工4.2.1由于我国的船闸多建于环境温度较高，气候潮湿，且动机静功率时，克服惯性的功率增大系数K取为1.0;人字闸所选钢丝绳的破断拉力应满足式4.4.2的要求。该方法比较简关于轻级工作制的钢丝绳安全系数不小于5,中级工作制不小于5.5;前苏联《起重机运输机械图集》提出对于机动的钢丝绳其轻级的安全系数不小于5。所以本规范中钢丝绳安全系数取Q₁-轻为5,Q₂-轻为5.5,Q₃-中、Q₄-重为6。4.4.3关于卷筒和滑轮的最小缠绕直径，本规范与《起重机轮与钢丝绳直径之比为20;中级工作制为25;因此本规范取4.4.5限制钢丝绳偏斜角的目的，是防止偏斜角过大时，造其船闸液压启闭机液压系统的最高工作压力大部分在12.0~5.1.3～5.1.4对系统试验压力和液压缸试验压力的要求是5.2.2～5.2.3油泵的最高工作压力是