投标设计说明.doc

厄瓜多尔德尔西水电站工程
液压启闭机及其附属设备投标设计说明书
1 溢洪道弧门及舌瓣门、泄洪排沙底孔、冲沙底孔液压启闭机
1.1 概述
1.1.1 设备组成
本工程液压设备包含溢洪道弧形工作闸门及舌瓣门液压启闭机2套、泄洪排沙底孔弧形工作闸门液压启闭机2套、冲沙底孔弧形工作闸门液压启闭机1套。
每套溢洪道弧门液压启闭机的组成涉及：2套油缸总成（含油缸、缸旁保压安全阀块、埋件总成）、2套闸门开度（行程）检测装置、1套液压泵站设备及相应的液压管路系统、1套现地电气控制柜和动力柜及其附件、专用检修工具等。每套液压泵站设备涉及1套油箱及其附件、2套液压泵电动机组（1用1备），1套集中控制功能块等。（油箱与该弧门上舌瓣门液压启闭机共用）
每套舌瓣门液压启闭机的组成涉及：2套油缸总成（含油缸、缸旁保压安全阀块、铰座架）、1套闸门开度（行程）检测装置、1套控制阀组及相应的液压管路系统等。（油箱与溢洪道弧门液压启闭机共用）
每套泄洪排沙底孔弧门液压启闭机的组成涉及：1套油缸总成（含油缸、缸旁保压安全阀块、机架总成）、1套闸门开度（行程）检测装置、1套液压泵站设备及相应的液压管路系统、1套现地电气控制柜和动力柜及其附件、专用检修工具等。每套液压泵站设备涉及1套油箱及其附件、2套液压泵电动机组（1用1备），1套集中控制功能块等。
每套冲沙底孔弧门液压启闭机的组成涉及：1套油缸总成（含油缸、缸旁保压安全阀块、机架总成）、1套闸门开度（行程）检测装置、1套液压泵站设备及相应的液压管路系统、1套现地电气控制柜和动力柜及其附件、专用检修工具等。每套液压泵站设备涉及1套油箱及其附件、2套液压泵电动机组（1用1备），1套集中控制功能块等。
1.1.2 设备供货范围说明
液压启闭机供货范围
序号
名称
数量
备注
1
溢洪道油缸总成
2×2套
成套供货，涉及：油缸、油缸埋件、缸旁安全锁定阀块、行程极限位置和开度检测装置、吊轴及有关吊轴定位附件
2
舌瓣门油缸总成
2×2套
成套供货，涉及：油缸、铰座架、缸旁安全锁定阀块、行程极限位置和开度检测装置、吊轴及有关吊轴定位附件
3
溢洪道+舌瓣门液压泵站
2套
成套供货，重要阀件采用国际知名品牌。涉及：油泵-电动机组、泵站阀组、油箱及附件、端子箱、必要的机架、管路系统、必要的附件、专用检修工具
4
泄洪排沙底孔油缸总成
2套
成套供货，涉及：油缸、油缸机架、缸旁安全锁定阀块、行程极限位置和开度检测装置、吊轴及有关吊轴定位附件
5
泄洪排沙底孔泵站
2套
成套供货，重要阀件采用国际知名品牌。涉及：油泵-电动机组、泵站阀组、油箱及附件、端子箱、必要的机架、管路系统、必要的附件、专用检修工具
6
冲沙底孔油缸总成
1套
成套供货，涉及：油缸、油缸机架、缸旁安全锁定阀块、行程极限位置和开度检测装置、吊轴及有关吊轴定位附件
7
冲沙底孔泵站
1套
成套供货，重要阀件采用国际知名品牌。涉及：油泵-电动机组、泵站阀组、油箱及附件、端子箱、必要的机架、管路系统、必要的附件、专用检修工具
8
电控设备
5套
每个泵站一套，涉及动力柜和控制柜和必要的机架和二期埋件
9
精细滤油车
1套

10
专用检修工具

11
液压油

按第一次运营所需油量的120%供货
12
备品备件

备品备件与专用安装及检修根据详见报价表。
1.1.3 设备的规格型号说明
溢洪道弧门液压启闭机型号为QHLY-2X1600 KN -6.13m。启门力为2X1600KN，闭门力闸门自重，油缸工作行程为5.93m，全行程为6.13m。
舌瓣门液压启闭机型号为QSWY-2X250 KN -2.25。启门力为2X250KN，闭门力闸门自重，油缸工作行程为2.15m，全行程为2.25m。
泄洪排沙底孔液压启闭机型号为QHSY-1250/400 KN -7.0m。启门力为1250KN，闭门力闸400KN，油缸工作行程为6.8m，全行程为7.0m。
冲沙底孔液压启闭机型号为QHSY-1000/320 KN -5.5m。启门力为1000KN，闭门力闸320KN，油缸工作行程为5.3m，全行程为5.5m。
1.1.4 设备的重要结构说明
Ø 溢洪道、舌瓣门
1) 液压缸缸体上端支承采用知名品牌自润滑球面滑动轴承。
2) 液压启闭机活塞杆下端采用知名品牌自润滑球面滑动轴承，吊头上有耳孔，以便与闸门连接。
3) 与油缸联接的液压管路采用高压软管，满足油缸摆动的规定。
4) 每台溢洪道弧门液压启闭机与该弧门上舌瓣门液压启闭机共用一套油箱。
Ø 泄洪排沙底孔、冲沙底孔
1) 液压启闭机为单吊点，油缸竖式安装，中部支承，支承应采用自润滑滑动轴承，可以使油缸双向摆动。
2) 液压启闭机活塞杆下端采用球面滑动轴承，吊头上有耳孔，以便与闸门连接。
3) 与油缸联接的液压管路应满足油缸摆动的规定。
1.1.5 运营操作说明
Ø 溢洪道、舌瓣门
1) 每套液压泵站设两台油泵电动机组，正常工作时一台运营，一台备用。
2) 当闸门在全开或局开运营时，由于液压系统泄漏，闸门下滑200mm时，液压启闭机能自动将闸门提高至原启动位置。如下滑200mm，液压启闭机未能启动，则闸门继续下滑，当下滑量达300mm时，液压启闭机自动接通另一组油泵电动机电源，将闸门提高至原启动位置，同时发出报警信号。
3) 闸门下滑速率控制：在48小时内，闸门的下滑量不大于200mm。
4) 每台液压启闭机两套油缸同步运营，在全行程范围内，两台油缸同步运营误差不大于10mm。
Ø 泄洪排沙底孔、冲沙底孔
1) 每套液压泵站设两台油泵电动机组，正常工作时一台运营，一台备用。
2) 当闸门在全开或局开运营时，由于液压系统泄漏，闸门下滑200mm时，液压启闭机应能自动将闸门提高至原启动位置。如下滑200mm，液压启闭机未能启动，则闸门继续下滑，当下滑量达300mm时，液压启闭机应自动接通另一组油泵电动机电源，将闸门提高至原启动位置，同时发出报警信号。
3) 闸门下滑速率控制：在48小时内，闸门的下滑量不应大于200mm。
1.2 设备的结构和机构系统，涉及油缸、液压系统等的描述
1.2.1 油缸总成
活塞杆强度、稳定性计算及油缸内径与外径、活塞宽度、导向套长度等拟定应符合SL41规范有关条款规定。

1.2.1.1 溢洪道油缸重要技术参数
序号
项 目
参 数
单位
备注
1
型号
QHLY-2X1600-6.13

2
额定启门力
2X1600
kN

3
额定闭门力
自重
kN

4
工作行程
5.93
m

5
最大行程
6.13
m

6
启闭速度
~0.5
m/min

7
油缸缸径
400
mm

8
活塞杆直径
200
mm

9
杆腔计算压力
17.0
MPa

10
无杆腔计算压力
0/0.5
MPa

11
杆腔实验压力
21.2
MPa

12
操作条件
动水启闭

13
型 式
双吊点、单作用

1.2.1.2 舌瓣门油缸重要技术参数
序号
项 目
参 数
单位
备注
1
型号
QSWY-2X250-2.25

2
额定启门力
2X250
kN

3
额定闭门力
自重
kN

4
工作行程
2.15
m

5
最大行程
2.25
m

6
启闭速度
~0.5
m/min

7
油缸缸径
220
mm

8
活塞杆直径
150
mm

9
无杆腔计算压力
6.6
MPa

10
无杆腔实验压力
9.9
MPa

11
操作条件
动水启闭

12
型 式
双吊点、单作用

1.2.1.3 泄洪排沙底孔油缸重要技术参数
序号
项 目
参 数
单位
备注
1
型号
QHSY-1250/400-7.0

2
额定启门力
1250
kN

3
额定闭门力
400
kN

4
工作行程
6.8
m

5
最大行程
7.0
m

6
启闭速度
~0.5
m/min

7
油缸缸径
380
mm

8
活塞杆直径
220
mm

9
杆腔计算压力
16.6
MPa

10
无杆腔计算压力
3.6
MPa

11
杆腔实验压力
20.8
MPa

12
操作条件
动水启闭

13
型 式
单吊点、双作用

1.2.1.4 冲沙底孔油缸重要技术参数
序号
项 目
参 数
单位
备注
1
型号
QHSY-1000/320-5.5

2
额定启门力
1000
kN

3
额定闭门力
320
kN

4
工作行程
5.3
m

5
最大行程
5.5
m

6
启闭速度
~0.5
m/min

7
油缸缸径
340
mm

8
活塞杆直径
200
mm

9
杆腔计算压力
16.9
MPa

10
无杆腔计算压力
3.6
MPa

11
杆腔实验压力
21.1
MPa

12
操作条件
动水启闭

13
型 式
单吊点、双作用

1.2.2 油缸重要零部件
1.2.2.1 缸体
材料：缸体材料采用45钢，产品为无缝钢管。缸体粗加工后均进行正火解决。
达成的加工精度规定：缸体内径尺寸公差不低于GB1800中的H9。缸体内径圆度公差不低于GB1184中9级。内表面母线的直线度公差不大于1000:0.2。缸体法兰端面圆跳动公差不低于GB1184中9级。缸体法兰端面与缸体轴线垂直度公差应不低于GB1184中7级。缸体内表面粗糙度不大于Ra0.4，缸体内表面珩磨。
1.2.2.2 活塞杆
材料：活塞杆材料采用45钢，并正火解决。
防腐方式：活塞杆表面喷涂金属氧化陶瓷层TCT1.0。附：陶瓷活塞杆表面涂层TCT1.0重要技术参数列表。
重要陶瓷活塞杆表面涂层TCT1.0重要技术参数列表
序号
项目
参数、性能
1
母材材质
45
2
设计寿命和保证使用寿命
50年
3
底层材料及厚度
NiCr，50~100um
4
表层材料及厚度
Cr2O3+TiO2，≥200um
5
表面硬度
≥750HVS
6
表面粗糙度
≤Ra0.35
7
使用环境温度范围
－40~80℃
8
盐雾实验时间
≥2023h
9
与母材结合强度
≥35N/mm2
10
弯曲极限强度
≥30MPa
11
抗冲击值
≥2J

达成的质量指标为：达成的加工精度规定：活塞杆导向段外径公差不低于GB1801中的e8，圆柱度公差不低于GB1189中的9级，母线直线度公差不大于1000∶0.1；与活塞杆接触之活塞杆端面对轴心心线垂直度公差不低于GB1184中的7级；导向段表面粗糙度不低于Ra0.4μm。活塞杆两端螺纹公差采用GB/T197中6级精度。
1.2.2.3 缸盖
缸盖材料采用45号钢。缸盖与相关件配合处的圆柱度公差不低于GB1184中9级，同轴度公差应不低于7级。缸盖与缸体配合的端面与缸盖轴线垂直度公差不低于GB1184中7级。端面圆跳动公差不低于GB1184中8级。
1.2.2.4 活塞
活塞材料采用45钢。活塞外径公差不低于GB1800中e8。活塞外径对内孔的同轴度公差不低于GB1184中8级。活塞外径圆柱度公差应不低于GB1184中9级。活塞端面对轴线的垂直度公差不低于GB1184中7级。活塞外圆柱面粗糙度不低于GB1031中Ra0.4。
1.2.2.5 吊头
所有油缸吊头材料均采用ZG310-570,采用自润滑关节轴承与闸门销轴连接。
1.2.2.6 油缸密封件和导向
油缸中所有动、静密封件采用性能优良的进口件。
动密封件采用德国MERKEL公司生产的夹布橡胶密封，活塞杆处的密封沟槽设计成轴向可调式，以实现最佳密封效果和最小摩擦力的优点。油缸的动密封在0～1.5倍工作压力时，具有良好的密封性能和较低的起动压力。动密封件具有足够的抗撕裂强度，耐油、耐水、抗老化、摩阻小、无粘着等良好特性，耐压40MPa。
静密封采用进口PARKER公司 “O”形密封圈，其产品耐油、耐水、抗老化。
油缸导向采用德国MERKEL公司KB、SB型非金属导向套系列，该产品承载能力高，安装简便，维护费用低，具有精确的导向作用，极好的耐磨性能和良好的干运营性。同时，保证了液压缸内滑动部件无金属接触。
一字门油缸的活塞杆导向缸盖上设立一道铝青铜环。所有油缸活塞杆出口端部设防尘圈和青铜刮污圈。
1.2.2.7 行程检测装置及限位装置
陶瓷活塞杆配套使用的内置式行程检测传感器CIMS是在活塞杆基体上加工沟槽，其检测长度不受限制，也不存在累积误差。其检测精度±1mm，最大测量误差±2mm。
CIMS行程检测传感器采用不锈钢防护罩和O形圈径向密封，其防护等级达成IP68。
CIMS行程检测传感器由于其结构紧凑、体积小，只需直接安装于液压缸的下端盖上，因此其安装、维护及检修都非常方便。
行程检测装置具有对行程闸门全开、全关极限位置控制进行控制、保护，并有至少二个开度位置预置的功能，同时设有机械控制的上、下极限作为备用。
1.2.2.8 油缸机架、埋件
机架和埋件采用钢板焊接结构。
机架和埋件整体加工。

1.2.3 液压系统总成
1.2.3.1 溢洪道、舌瓣门液压系统重要技术参数
序号
项 目
参 数
单位
备注
1

溢洪道
舌瓣门

2
泵站控制类型
一站两孔（一孔溢洪道，一孔舌瓣门）

3
泵站数量
2
套

4
额定启门力
2X1600
2X250
kN

5
额定闭门力
自重
自重
kN

6
工作行程
5.93
2.15
m

7
最大行程
6.13
2.25
m

8
启闭活塞速度
~0.5
~0.5
m/min
可调
10
油缸缸径
400
220
mm

11
活塞杆直径
200
150
mm

12
杆腔计算压力
17.0
0/0.5
MPa

13
无杆腔计算压力
0/0.5
6.6
MPa

14
油泵排量
71
ml/rev

15
电机功率
45KW

SIEMENS
16
电机转数、电压
1780 r/min AC480V 60Hz

17
油箱容积
2500
L

1.2.3.2 泄洪排沙底孔液压系统重要技术参数
序号
项 目
参 数
单位
备注
1
型号
QHSY-1250/400-7.0

2
额定启门力
1250
kN

3
额定闭门力
400
kN

4
工作行程
6.8
m

5
最大行程
7.0
m

6
启闭速度
~0.5
m/min

7
油缸缸径
380
mm

8
活塞杆直径
220
mm

9
杆腔计算压力
16.6
MPa

10
无杆腔计算压力
3.6
MPa

11
杆腔实验压力
20.8
MPa

12
油泵排量
41
ml/rev

13
电机功率
30KW

14
电机转数、电压
1760 r/min AC480V 60Hz

15
油箱容积
1200
L

1.2.3.3 冲沙底孔液压系统重要技术参数
序号
项 目
参 数
单位
备注
1
型号
QHSY-1000/320-5.5

2
额定启门力
1000
kN

3
额定闭门力
320
kN

4
工作行程
5.3
m

5
最大行程
5.5
m

6
启闭速度
~0.5
m/min

7
油缸缸径
340
mm

8
活塞杆直径
200
mm

9
杆腔计算压力
16.9
MPa

10
无杆腔计算压力
4.0
MPa

11
杆腔实验压力
21.1
MPa

12
油泵排量
33
ml/rev

13
电机功率
22KW

14
电机转数、电压
1760 r/min AC480V 60Hz

15
油箱容积
1000
L

1.2.3.4 重要液压元件和液压油的选型
1) 油泵电动机组
液压启闭机油泵选用国际优质品牌手动变量柱塞泵。
电动机选用知名优质品牌产品。
油泵电动机采用KTR标准钟形罩和联轴器连接。
2) 重要阀件
液压系统中的重要阀件均选用进口优质产品。阀组功能先进，结构紧凑，调试维护方便。
3) 油箱
油箱材质为不锈钢，采用全封闭结构，设检修人孔盖，可以方便地更换油液和去除杂质。并配有液位液温计、液位传感器、油温传感器、优质精细回油滤油器、吸湿式空气滤清器来保证系统对油液的各项控制规定。
4) 液压附件
液压系统中压力传感器、高压球阀、测压软管、测压接头、高压软管等液压附件也均选用优质进口产品，因此足以保证系统的品质优良，性能可靠和经久耐用。
重要进口检测元件一览表
项目

压力

液位

温度

测量

软管

球阀

5) 过滤器选择
回油过滤器选择进口国际优质品牌产品。
6) 液压管路
油管和接头等的材料除接头螺母采用45钢外，材料均选用不锈钢，油管均采用无缝不锈钢钢管。
油管与阀组和油压缸的连接采用管接头连接，接头符合相关标准。由于液压振动，在相应的位置设立管夹固定，管夹采用防震性，且强度达成规定。
7) 液压油
根据规范规定和设备使用环境，选用L-HM46液压油。合用于中、高压液压系统。
液压元件的选型详见液压原理图。
1.2.3.5 双缸同步控制原理介绍（旁路纠偏）
溢洪道和舌瓣门液压系统具有双缸启、闭门同步闭环纠偏功能，以满足弧门同步运营的规定。
1) 液压系统通过两组调速回路将主油路提成两路进入闸门两侧的两只油缸，依靠控制两油缸有杆腔（舌瓣门为无杆腔）的进出油量来控制两侧油缸的基本同步。由于闸门在运营过程中存在不拟定因素，导致闸门两侧油缸的不同步，这时需要依靠旁路纠偏系统来调整两侧油缸的进出油量，从而保持两侧油缸的同步。
2) 通过闸门开度检测装置，自动检测出上下运营过程中左右两侧油缸的行程（即闸门的启闭高度），并将检测出的信号传送至PLC。
3) 根据闸门开度检测装置传送的信号，PLC将两侧油缸不同步误差信号大小和极性进行比对，当不同步误差超过程序设定值时，PLC输出开关量控制信号控制旁路纠偏系统。
4) 当旁路纠偏系统接受到PLC发出的纠偏信号后，旁路纠偏系统将闸门启闭运营过程中相对高的一只油缸放油，从而控制两油缸的行程差，进而消除偏差。放油后，当两侧油缸的行程（闸门高度）达成设定值时，PLC发出信号停止纠偏。
5) 这时，整个纠偏程序完毕。此过程全程跟踪，保证两只油缸启、闭门同步，偏差在设定范围内。
6) 电气控制系统另设立纠偏点动按钮，在自动同步纠偏超差大于最大设定值，导致停机情况下，由操作人员在现地控制单元采用“点动”控制功能，实行手动纠偏，达成同步。
1.2.3.6 液压系统压力保护
Ø 溢洪道、舌瓣门
当SP1发讯时，表白液压系统工作压力过高，应有声光报警，停泵检修。
当SP2发讯时，表白液压泵工作异常，应有声光报警，启动备用泵或停泵检修。当 SP3发讯时,表白溢洪道弧门无杆腔压力过高,应有声光报警，停泵检修。
当SP4i发讯时,表白舌瓣门无杆腔压力过高,应有声光报警，停泵检修。
Ø 泄洪排沙底孔、冲沙底孔
当SP1发讯时，表白液压系统工作压力过高，应有声光报警，停泵检修。
当SP2发讯时，表白液压泵工作异常，应有声光报警，启动备用泵或停泵检修。
当SP3发讯时，表白有杆腔压力过低，应有声光报警，停泵检修。
当SP3发讯时，表白无杆腔闭门压力过低，应有声光报警，停泵检修。
1.2.3.7 油箱部分电气控制
Ø 溢洪道、舌瓣门、泄洪排沙底孔、冲沙底孔
当LS1（CS1）发讯时，表白滤油器已堵塞，应有声光报警，提请清洗或更换滤芯。
当LL1发讯时，表白油箱液位过高，应有声光报警，停泵检修。
当LL2发讯时，表白油箱液位过低，应有声光报警，停泵检修。
当TS1发讯时，表白油箱油温过高，超过60℃应有声光报警。
当TS2发讯时，表白油箱油温低于0℃，应有声光报警。
1.3 设备的计算说明
1.3.1 设计、制造规范和标准
在设备的施工设计、制造、运送、安装、调试、验收过程中，遵循以下的规范和标准，以及机构、协会和组织的相应标准和规程的相应条款。在协议执行过程中如有新版本颁布，则按新版本执行。
SL41水利水电工程启闭机设计规范
《水电水利工程启闭机设计规范》（DL/T5167）（下称《规范》）
《水利水电工程启闭机制造、安装及验收规范》（SL381）
《液压系统通用技术条件》（GB/T3766）
《液压元件通用技术条件》（GB/T7935）
《液压机技术条件》（GB/T3818）
《液压机安全技术条件》（JB3915）
《液压气动系统及元件公称压力系列》（GB/T2346）
《液压泵及马达公称排量系列》（GB/T2347）
《液压气动系统及元件缸径及活塞杆外径系列》（GB/T2348）
《液压气动系统及元件缸活塞行程系列》（GB/T 2349）
《液压气动系统及元件活塞杆螺纹尺寸系列和型式》（GB/T 2350）
《液压泵站油箱公称容量系列》（GB/T 2876）
《二通插装式液压阀安装连接尺寸》（GB/T 2877）
《液压缸活塞和活塞杆窄断面动密封沟槽型式、尺寸和公差》（GB/T 2880）
《液压缸活塞杆用防尘圈沟槽型式、尺寸和公差》（GB/T 6578）
《二通插装阀技术条件》（GB/T 7934）
《中高压液压缸产品质量分等》（JB/JQ20301）
《中高压液压缸实验方法》（JB/JQ20302）
《液压气动用管接头及其附件公称压力系列》（GB/T 7937）
《液压缸及气缸公称压力系列》（GB/T 7938）
《机械密封用O型橡胶圈》（ZBJ22023）
《管道沟槽及管子固定》（JB/ZQ4396）
《管子弯曲半径和弯管中直线段的最小长度》（JB/ZQ4397）
《孔用YX形密封圈》（JB/ZQ4264）
《轴用YX形密封圈》（JB/ZQ4265）
《V型夹织物橡胶密封圈》（HG4－33）
《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》（GB985）
《埋弧焊焊缝坡口的基本形式和尺寸》（GB/T 986）
《钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级》（GB/T 3323）
《钢锻件超声波检查方法》（GB/T 6402）
《锅炉和钢制压力容器对接焊缝超声波探伤》（JB1152）
《锅炉大口径管座角焊缝超声波探伤》（JB3144）
《火焰切割质量技术规定》（JB3092）
《优质碳素结构钢技术条件》（GB/T 699）
《碳素结构钢》（GB/T 700）
《一般工程用铸造碳钢件》（GB/T 11352）
《低压电器外壳防护等级》（GB/T 4942.2）
《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》（GB/T 8923）
《色漆和清漆漆膜的划格实验》（GB/T 9286）
《涂漆通用技术条件》（SDZ014）
《包装、储运图示标志》（GB/T 191）
《防锈包装》（GB/T 4879）
《产品标牌》（JB8）
1.3.2 设备重要技术参数
1.3.2.1 溢洪道、舌瓣门液压启闭机重要技术参数
序号
项 目
参 数
单位
备注
1

溢洪道
舌瓣门

2
泵站控制类型
一站两孔（一孔溢洪道，一孔舌瓣门）

3
泵站数量
2
套

4
额定启门力
2X1600
2X250
kN

5
额定闭门力
自重
自重
kN

6
工作行程
5.93
2.15
m

7
最大行程
6.13
2.25
m

8
启闭活塞速度
~0.5
~0.5
m/min
可调
10
油缸缸径
400
220
mm

11
活塞杆直径
200
150
mm

12
杆腔计算压力
17.0
0/0.5
MPa

13
无杆腔计算压力
0/0.5
6.6
MPa

14
油泵排量
71
ml/rev

15
电机功率
45KW

SIEMENS
16
电机转数、电压
1780 r/min AC480V 60Hz

17
油箱容积
2500
L

1.3.2.2 泄洪排沙底孔液压启闭机重要技术参数
序号
项 目
参 数
单位
备注
1
型号
QHSY-1250/400-7.0

2
额定启门力
1250
kN

3
额定闭门力
400
kN

4
工作行程
6.8
m

5
最大行程
7.0
m

6
启闭速度
~0.5
m/min

7
油缸缸径
380
mm

8
活塞杆直径
220
mm

9
杆腔计算压力
16.6
MPa

10
无杆腔计算压力
3.6
MPa

11
杆腔实验压力
20.8
MPa

12
油泵排量
41
ml/rev

13
电机功率
30KW

14
电机转数、电压
1760 r/min AC480V 60Hz

15
油箱容积
1200
L

1.3.2.3 冲沙底孔液压启闭机重要技术参数
序号
项 目
参 数
单位
备注
1
型号
QHSY-1000/320-5.5

2
额定启门力
1000
kN

3
额定闭门力
320
kN

4
工作行程
5.3
m

5
最大行程
5.5
m

6
启闭速度
~0.5
m/min

7
油缸缸径
340
mm

8
活塞杆直径
200
mm

9
杆腔计算压力
16.9
MPa

10
无杆腔计算压力
4.0
MPa

11
杆腔实验压力
21.1
MPa

12
油泵排量
33
ml/rev

13
电机功率
22KW

14
电机转数、电压
1760 r/min AC480V 60Hz

15
油箱容积
1000
L

1.3.3 溢洪道液压启闭机油缸计算
根据重要技术参数来拟定液压启闭机油缸缸体的缸径D，活塞杆直径d，缸筒壁厚δ等。
本油缸在启闭闸门过程中，提供启门力，为单向作用工况。
本计算顺序为：先根据规范规定，初步选定活塞杆直径，并校核其强度，再选取合适的油缸缸径，然后再计算缸筒壁厚，并校核。
参考液压启闭机系列油缸及招标文献的规定，初步选定活塞杆直径为200mm，缸体直径为400mm，下面对其进行校核：
1) 油缸启门压力计算
计算输入

启门力
F1=
2X1600KN

缸径
D=
400mm

杆径
d=
200mm
计算公式

P1=4 F1/【π·（D2-d2）】

计算结果

启门压力
P1=
17.0MPa

2) 油缸闭门压力计算
计算输入

闭门力
F2=
0

缸径
D=
400mm
计算公式

P2=4F2/(π·D2）

计算结果

闭门压力
P2=
0
备注
1、 溢洪道弧形工作闸门靠自重关闭，无杆工作压力仅考虑活塞杆伸出所需要的推力。
2、油缸无杆腔压力考虑0.5 MPa

3) 油缸壁厚计算
计算输入

缸体材料

45#

缸体屈服强度
σS≥
280MPa

材料安全系数
n=
2.5

缸体许用应力
〔σ〕≥
112MPa

缸内最大压力：启门压力
Pmax=
17.0MPa

缸径
D=
400mm
计算公式

δ=PmaxD/【2.3〔σ〕- Pmax】

计算结果

缸体规定最小壁厚
δ=
28.3mm
备注
参考无缝钢管规格，选择缸体外径为Φ473mm。加工后，缸体净壁厚为36.5mm。所以油缸壁厚满足规定。
4）缸体强度校核
计算输入

缸内最大压力：启门压力
P=
17.0MPa

缸径
D=
400mm

杆径
d=
200mm

缸体中心直径
D1=
436.5mm

缸体壁厚
δ=
36.5mm
计算公式

σzh1=（σz12+σh12-σz1σh1）0.5
σz1= P（D2-d2）/4D1δ
σh1=PD1/2δ

计算结果

纵向应力
σz1=
32.0Mpa

环向应力
σh1=
101.7Mpa

合成应力
σzh1=
90.0Mpa

缸体许用应力
〔σ〕≥
112MPa
计算结论
σzh1≤〔σ〕，强度满足规定。

5） 活塞杆强度校核
计算输入

活塞杆材料

45

活塞杆屈服强度
σS≥
280MPa

活塞杆螺纹

M180×6

活塞杆最危险断面：退刀槽
do=
173.5mm

活塞杆所承受的拉力
F1=
1600kN

安全系数
k=
1.1

轴承半径
r=
100mm

轴承摩擦系数
f=
0.1
计算公式

σ=F1/A+M/（0.1do3）
A=π/4×do2
M= k×F1×r×f

计算结果

活塞杆最危险截面积
A=
23642.3mm2

活塞杆危险断面计算弯矩
M=
17600kN×mm

活塞杆计算应力
σ=
101.4MPa

活塞杆许用应力
〔σ〕=σS/ 2.5≥
112MPa
计算结论
σ≤〔σ〕，强度满足规定。
6） 活塞杆长细比校核
计算输入

油缸全关时的安装尺寸
L=
~14235mm

缸径
D=
400mm

缸外径
D0=
473mm

杆径
d=
200mm
计算公式

λ=4L0/d
L0=μL
μ=[（I1+ I2）/2× I2]0.5
I1=πd4/64
I2=π（D04- D4）/64

计算结果

折算系数
μ=
0.73

活塞杆计算长细比
λ=
207.8
计算结论
λ=207.8<250，活塞杆长细比满足规定
备注
按照设计规范规定：拉杆活塞杆许用长细比[λ]≤250；压杆活塞杆许用长细比[λ] ≤200。所以本油缸活塞杆满足规定。
7） 活塞杆稳定性校核
计算输入

末端条件系数，此处为两端铰接
n=
1

活塞杆材料的弹性模数
E
2.1×1011N/m2

油缸全关时的安装尺寸
L=
~14235 mm

活塞杆直径
d=
200mm

活塞杆稳定性安全系数
NK =
5
计算公式

PK =nπ2EJ/ NK L2
J=πd4/64

计算结果

活塞杆截面的转动惯性矩
J=
7.85×107mm4

活塞杆可以承受的闭门载荷
PK =
160.4KN
备注
1、安全系数规定≥3.5～6，考虑油缸全关状态下挠度较大，取为5。
2、油缸闭门载荷为自重，稳定性可以满足规定。
8） 活塞杆端承重螺纹计算
计算输入

活塞杆材料

45

活塞杆屈服强度
σS≥
280MPa

螺纹受力不均匀系数
Kz=
0.56

螺纹旋合圈数
Z= L/P=
25

活塞杆螺纹

M180×6

内径
d1=
173.5mm

螺纹牙根宽
b=0.75P=
4.5mm

螺纹实际高度
H1=0.54P=
3.24

螺纹中径
d2=
176.1mm

活塞杆所承受的拉力
F1=
1600kN
计算公式

τ=F1/( Kzπd1 bZ)
σw=3F1H1/( Kzπd1 b2Z)
σp=F1 /( Kzπd2H1Z)

计算结果

螺纹计算剪应力
τ=
38.8MPa

螺纹许用剪应力
〔τ〕=（0.12~0.2）σs≥
33.6~56MPa

螺纹计算弯应力
σw=
83.9MPa

螺纹许用弯应力
〔σw〕=（0.24~0.4）σs≥
67.2~112MPa

螺纹计算挤压应力
σp=
53.1MPa

螺纹许用挤压应力
〔σp〕=（0.5~0.62）σs≥
140~173.6MPa
计算结论
强度满足规定。

9） 端盖连接螺栓计算
计算输入

螺栓型号

M20×120

螺栓性能等级

10.9级

螺栓屈服强度
σS≥
900MPa

螺栓所承受的拉力
F1=
1600kN

螺栓预紧力系数
K1=
1.3

螺栓不均衡系数
K2=
1.2

螺栓最小内径
d0=
17.3mm

螺栓数量
z=
35
计算公式

σ=4 F1K1 K2/（πzd02）

计算结果

螺栓计算应力
σ=
303.4MPa

螺栓许用应力
〔σ〕=σs/2.5≥
360MPa
计算结论
σ<〔σ〕，强度满足规定
备注
螺栓布置圆直径为Φ436mm，共布置35个M20×120的螺栓，性能等级为10.9级。

10） 吊头设计计算
计算输入

吊头材料

ZG310-570

吊头屈服强度
σS≥
310MPa

吊头所承受的载荷
F=
1600kN

吊头轴孔直径
d=
290mm

吊头厚度
δ=
200mm

吊头宽度
B=
560mm

应力集中系数
a=
2.2

吊头外形最小半径
R=
280mm
计算公式

σm=F/（d×δ）
σ1=F×a/（B-d）/δ
σe=F（R2+0.