水利水电工程启闭机设计规范.doc

水利水电工程启闭机设计规范SL4193条文说明序言为了提高我国水利水电工程启闭机的设计水平，从总结建国以来启闭机的选用、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标准正文和附录，1987 年以水利水电(前期)科技项目专项协议又加以明确。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，会议邀请了部分水电系统设计院、水工机械厂和高等院校的专家和代表参与，会上提出了不少有益的意见和建议。我们根据专家和代表的意见，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，请他们提出修改意见和建议，到1989 年10 月共收到25 个单位和个人寄来的意见。根据这些意见，我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肯定本规范是符合我国国情并总结了我国数年来启闭机设计、制造、安装等多方面经验，同时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部分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，参与会议的专家有：(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的过程中完毕的。本规范的编制工作遵循下列原则：(1)本规范的内容包含水利水电工程的启闭机设计和布置。(2)本规范的编写尽量总结和反映水利水电行业启闭机的布置和设计的经验及技术水平，也适当吸取当今世界的先进水平。(3)本规范积极采用国家标准和国际标准。(4)本规范作为行业标准，在水利水电行业中具有一定的约束力，此后启闭机新产品设计应按照本规范的规定进行。本规范内容和编排既考虑了与钢闸门设计规范的协调，也考虑到启闭机的特点。作为行业规范，不仅要有启闭机设计部分，也应有启闭机的布置和选用，这就便于启闭机设计人员对设计规范的使用。在国内水利水电工程中投入运营的启闭机大量是固定式启闭机，其机构部分是启闭机设计的重要部分；结构部分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、部件和结构件的许用应力完全不同，同时为使规范使用人员方便起见，某些许用应力就列在有关零、部件和结构的条文和附录中。考虑到我国和世界上的启闭机发展方向，液压启闭机愈来愈广泛地被采用在各个水利水电工程中，同时我国相称一部分水利水电设计院缺少液压启闭机的设计经验，故我们将液压启闭机的有关布置和设计院规定及资料编入本“规范”的正文和附录中。1 合用范围本规范的合用范围重要是：目前在水利水电工程中较多使用的各类启闭机，对于有特殊规定的、新型结构的则不涉及在内。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 引用标准本规范重要引用标准是GB3811-83起重机设计规范和SDJ1378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。本规范不违反起重机设计规范中的规定，但又考虑了启闭机的特殊性和专业规定；且和钢闸门设计规范配套，为水利水电工程金属结构专业性设计规范。3 基本符号由于本规范涉及有关符号较多，同时为了表达方便，只把基本符号列在前面，其他则分别写在有关章、条中。这是根据GB1.187标准编写的基本规定中6.3.2 条的规定表达的。4 总则4.0.1 本条说明本规范对水利水电工程启闭机的布置、设计有约束和指导作用。本规范是根据建国以来各设计部门启闭机的设计实践和使用特点等编制的。在一般情况下都应遵循本“规范”。4.0.2 本条是说明机构的工作级别。水利水电工程启闭机的工作对象明确，使用条件相对稳定。一般水电站启闭机每年使用时间较少，水利工程使用时间较多。机构的设计寿命较多的属于轻级，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，我们把工作级别和荷载状态、设计寿命联系起来，对于结构一般就不考虑疲劳强度，所以机构的工作级别即为启闭机的工作级别。多机构的启闭机的工作级别可以不同，其主起升机构的工作级别作为启闭机工作级别。水利水电工程中，由于各工程的自然条件、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合适，这里仅按一般情况提出如下意见供参考。(1)启闭检修闸门的启闭机可选用Q1轻。(2)启闭事故闸门的启闭机可选用Q2轻或Q1轻。(3)启闭工作闸门的启闭机可选用Q3中或Q2轻。(4)坝顶启闭多孔闸门的移动式启闭机和尾水高扬程启闭机一般可选用Q3中或Q2轻。(5)坝顶启闭多孔的高扬程移动式启闭机可选用Q3中或Q4重。4.0.3 本条说明设计和布置启闭机的有关资料。设计时应考虑枢纽总布置对启闭机的规定，拟定启闭机型式，根据启闭机型式拟定所需资料。如弧形闸门重要用在泄水系统，就没有快速下门的规定；启闭机吊耳不进入门槽一般就不存在钢丝绳与门槽相干扰和水质资料等问题。4.0.4 由于启闭机的工作对象明确，基本参数变化不大，因此有也许逐步达成标准化、系列化。本规范对启闭机的容量、扬程、跨度、速度等基本参数作出规定，在一般情况下规定尽也许按此规定执行，对于个别有特殊规定的则可另行考虑。4.0.5 启闭机和其他起重机械相比，对起升机构的安全保护特别重要。这重要是由于它的工作对象大部分在水中，工作情况不易摸清。为了安全可靠地工作，对安全措施要重视，要强调其重要性。而其他起重设备的吊物大多在陆地上，不安全情况容易被人们发现。假如启闭机发生意外，不仅影响闸门的启闭，有时其后果不堪设想。除了起升机构以外，其他机构也应装设相应的安全装置。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，所以这里专门提出防潮、防腐蚀和防风沙等保护措施，规定设计、使用单位注意。4.0.7 启闭设备中的金属结构，对于固定式启闭机其机构直接安装在结构上，所以一般由挠度控制，强度应力较低；对于移动式启闭机(如门机、桥机等)，由于总的使用频繁率不高，并且季节性较强，有富余的检修时间，一般不会导致疲劳破坏，其金属结构部分可不进行疲劳强度验算，如有关部门专门提出规定，则也可进行验算。4.0.8 由于启闭机的制造和使用地点相隔较远，除了铁路运送外，很多情况下要有公路运送，所以其解体尺寸和重量应考虑工地的情况和条件。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。所以启闭机的解体尺寸和重量要满足工地的铁路运送和公路运送规定。5 设计原则和规定5.1.1 本条是启闭机设计的基本原则，不管何种类型的启闭机，其布置选择和设计，都应遵循这些原则。5.1.2 本条针对各种用途的闸门的启闭设备的选型，提出了一些原则性的意见。由于各个工程的自然条件、水工建筑物的使用条件等均不完全相同，因此在选用和设计启闭机时尚需结合上述因素并进行全面的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的制造、安装等费用外，尚应顾及相应的水工结构和其他的辅助设备。苏联的水工建筑物的启闭机械一书中提出，“大体可以认为，当设有主闸门和事故检修闸门的泄水孔等于或多于6 个孔时，采用移动式启闭机是适宜的。”对于分节启闭的分节式闸门(如迭梁闸门)或闸门扇数少于孔口数(如多孔口的检修闸门或事故检修闸门)则必须采用移动式启闭机。本条把水利水电工程中的泄水、发电、导流、灌溉等各系统的一般选型原则列出，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。施工导流封孔闸门的启闭机的重要特点为：启闭力要有一定的富裕量；要有对的的扬程指示装置，但由于该机属于临时性质(封孔后即拆卸搬走)，所以设计部门在设计时，应考虑尽也许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了解，有无适合导流用的启闭设备进行租借，这样的做法，比较经济。当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的问题。由于我国地区广阔，南北条件差异较大。南方炎热多雨，北方寒冷、多风沙和冰雪。为了给启闭机发明有利的工作环境，如有也许，希望能设立机房。假如限于各方面的条件(涉及布置和费用)，也可加设活动保护罩。总之，不管哪一种措施，均应考虑启闭机的工作条件。此外，根据我们的调查，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，这是由于闸门通气孔信位置不恰当；闸门通气孔较小，因此机房也作为通气孔的一部分；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，后一个因素由于直接影响启闭机的操作，所以在本条中提出，以便在启闭机房的布置中引起重视。此外，还对在严寒地区工作的启闭机提出了保温、工作油和润滑油的防冻规定，重要是保证启闭机能在冬季安全可靠的投入运营。5.1.4 本条指出启闭机的最大扬程除满足启闭闸门的最大扬程外，还应留有适当的富裕度，重要是考虑水工建筑物的施工误差和设备的安装误差。对潜孔弧门启闭机而言，其扬程尚应考虑更换侧、顶水封的需要。这是由于通过调查，了解到有些单位在设计中忽略了这一点，所以投入运营后更换水封就比较困难。本规范提出上述规定，希望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，这是由于改善了工作人员的劳动条件和便于操作运营，所以在水利水电工程中比较受欢迎。有些初期设计的低扬程启闭机，有条件的也在修改为高扬程，可以认为这是发展方向。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的通常潜水深度时，需仔细研究，由于自动挂脱梁若发生问题时，解决就较困难。鉴于目前国内的结识水平不一致，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、钢丝绳与闸门槽的干扰问题。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。所以必须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改变吊点间距)，但假如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、钢丝绳与闸门门槽的干扰。5.1.7 对于进入水中的动滑轮组，根据数年的实践经验推荐采用滑动轴承，而不用滚动轴承。苏联马尔津逊等著的水工建筑物的启闭机机械一书中提到：“通常滑轮组的滑轮都采用滚动轴承，以减少钢丝绳的运营阻力，并延长部件的寿命。但是，当滑轮浸没于水中时，则应采用BPA94号青铜(94 铸造铝铁青铜)，或CB 型层压胶木滑动轴承。”但国内尚有部分启闭机(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，由于自身布置的关系，当钢丝绳通过动、定滑轮和平衡滑轮后，动滑轮组的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的距离与定滑轮组和平衡滑轮间的距离)，因此必须进行计算。在过去的设计中，我们发现两者中心不一，使启闭闸门时又多一个侧向力。故这一问题在本规范中提出以期引起注意。至于其他类型启闭机(如液压式、螺杆式)当然也有闸门起吊中心和启闭机起吊中心一致的问题，但一般不易疏忽，规范中提的是对所有类型启闭机，希望引起设计者注意。5.1.9 本条重要是针对启闭力大的移动式启闭机和固定式启闭机，当其吊具与闸门(或吊杆)吊耳的连接轴重量较大，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，其目的是减少劳动量，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的另一侧增长配重，以使动滑轮组在空载升降时保持平衡。对于液压式或其他类型启闭机，采用多节吊杆连接进行工作时，也应予以考虑。5.1.10 启闭机的安装高程应控制在最高洪水淹没位置以上，这是由于启闭机具有较多的电控设备和电动机、限位开关等电气设备，如淹没于水中则引起失灵。但对液压启闭机，由于自身缸体较长，若部分缸体浸水，在采用防腐蚀(涉及涂刷防油耐水油漆防腐)措施后，仍然可以照常工作，不至于引起失灵，同时也便于总体布置，所以本“规范”特别提出对立式缸体在布置上允许其部分缸体浸水。5.1.11 对于危及水利水电工程安全的启闭机必须要有可靠的备用电源。这是由于某些闸门(如泄水、溢洪系统的工作闸门)的启闭直接影响水工建筑物甚至整个枢纽的安全。我国曾有因暴雨来临，电源发生故障导致闸门不能启动使洪水泛坝的事故，应吸取教训，故提出对这类启闭机需要设立可靠的备用电源。5.1.12 选定启闭机容量时，一般均应大于或等于计算启闭荷载。这是由于启闭机的工作对象在水下，情况不易摸清，并且影响启闭荷载的因素较多，如摩擦系数的变化等，所以在一般情况下，启闭容量选定期向上靠较为合适。5.1.13 由于电站进水口快速闸门其关闭孔口有时间规定(一般为2min)，所以操作快递闸门的启闭机其下降速度应根据规定拟定。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。根据过去的实践经验，一般认为其下降速度在不大于5m/min 时，不致导致破坏，这和SDJ1378 第34 条相一致。5.1.14 泵站出水口的快速闸门也需要快速关闭孔口，而关闭时间有所不同。如湖北省湖区泵站出水口快速闸门(拍门)孔口尺寸为4.5m4.5m(宽高)，规定关闭时间小于15s，该门选用15/60t 快速油压启闭机，为减少拍门在快速下降瞬时关闭的撞击力，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的速度(不大于5m/min)，其目的也是防止闸门出现大的冲击力。5.1.15 双吊点闸门的启闭机，如不保证两个吊点的同步升降速度则直接影响闸门运营。同时各部分的误差(如卷筒直径的误差、钢丝绳的张紧误差等)，亦影响闸门两吊点的升降速度，使闸门倾斜(这在好几个工程中发生过)甚至卡住，所以本条提请注意，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的也许因素，并进行消除，防止因各部分误差累积而影响闸门运营。5.1.16 双吊点闸门的启闭机在正常工作中，虽然由于闸门重心位置的偏差或左、右摩阻力不一致，左、右吊点启闭荷载虽有不同，但根据过去运营经验，每一吊点仍可按1/2 启闭荷载计算。但对于有淤沙等情况的闸门，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适当加大，其值应根据河流情况、设立位置等拟定。5.1.17 对于有小开度(或门体设充水阀)充水规定的闸门，启闭机要设立能满足小开度精度的行程开关或其他措施。这是由于小开度范围一般在200300mm 左右，而启闭机的扬程最少在10m 左右，对于高扬程也许在5080m 甚至更大，其相对比例甚少，如用一套常规的主令控制装置如LK4054，误差太大，不易调整，容易导致过载，所以本条提出来，以引起设计人员注意，当然假如采用电子显示和控制则容易达成所需精度。5.2.1 卷扬式启闭机的重要特点是靠持住力(闸门自重、加重、水柱等)关闭孔口的闸门，一般为一机一门(也有一机二门的)。并且在短时间内可以启闭闸门，所以在泄水、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的快速闸门启闭机外，一般情况下启闭机多为就地操作，这主要是考虑容易了解操作过程中也许出现的各种情况以便于及时解决。至于水利工程中，有时同类工作闸门数量较多，所以在闸门的边侧设立集中控制室操作，这样既能保护电器操作设备，也便于了解操作过程中发生的问题。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，所以应有足够的刚度。其值见结构部分。5.2.4 当启闭机的启闭荷载方向倾斜时，则启闭机的某些零部件在计算时应考虑倾斜力。对于铸铁件若有受拉情况更应进行核算，必要时应以铸钢来代替铸铁，以改善受力情况。5.2.5 高扬程启闭机的重要型式，就我们所知已采用过的型式有：减少滑轮组倍率；带排绳装置的多层卷绕；自由双层卷绕；双双联滑轮组双层卷绕；折线绳槽卷筒的多层卷绕。其中带有排绳装置的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。由于各设计单位的设计经验不一，对高扬程卷扬启闭机型式也各有倾向，现均列出，供设计人员参考。5.2.5.1 带有排绳装置的高扬程启闭机，根据我们的经验，应注意下列几点：在卷筒的端部和钢丝绳退回处要防止钢丝绳互相挤压；排绳装置的导向螺杆螺旋角和钢丝绳返回的圆弧半径要合适；作为螺母的月牙板体形要选择恰当。对于第一点目前一般做法是加工时使端部和返回处有一个偏心凸缘，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，螺旋角选择大了则旋转阻力大，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，我们在设计中曾采用18，也可比这稍小的，返回处的圆弧半径应稍大些，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)的体形选择，应考虑月牙板的包角，以使其接触应力较小，同时要注意其体形，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的启闭机，其第二层以上的偏斜角推荐不大于2，是按GB381183 和起重机设计手册中的数值作为推荐值。苏联1977 年版起重运送机械计算手册( 1977)和苏联起重机手册第二册( 2)提出绳索允许偏角：对于光卷筒2。对于大容量启闭机，由于钢丝绳直径大，僵性也大，所以多层卷绕时一般取2较为合适。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，但后来较多专家和代表的意见采用2，至于采用多少度合适尚可进一步研究，这里提出一般为2。5.2.5.3 双双联滑轮组目前用在桥机、门机较多，但定滑轮直径一般较大，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24 根钢丝绳，因此倍率在2 以上的定滑轮要铰接在滑轮组支架上，这样便于钢丝绳的长度调节和受力均匀。由于双双联的做法是卷筒上第一层钢丝绳作为第二层钢丝绳的导向，所以第一层要先于第二层23 圈。5.2.5.4 采用折线绳槽卷筒在我国矿山卷扬机上己经用得较多，目前在龙羊峡坝顶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，基本得到肯定。此外，减少滑轮组倍率的方法也可达成高扬程规定。这种方法比较简朴，但由于钢丝绳直径增大引起卷筒外径加大及压力增长，因此设备自重有也许增长。5.2.6 本条把表孔、潜孔弧门的卷扬式启闭机在国内使用过的型式列出。吊点设在面板前的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，但钢丝绳及吊具一般应紧贴弧门面板，以达成闸门升降平稳、钢丝绳不致被水冲击而引起抖动的目的。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，故必须镀锌。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的卷扬式启闭机，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，目前也广泛应用。盘香式启闭机目前在国内尚属试用阶段，其重要特点是用盘香板代替卷筒，结构紧凑，用多根钢丝绳起吊一个吊点，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个吊点的多根钢丝绳承载，使各钢丝绳尽量做到受载均匀。潜孔弧门卷扬启闭机的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，因此该处应设有轴套和润滑点。当采用常规的平面闸门卷扬启闭机时，由于吊点在升降过程中前后摆动，要注意防止钢丝绳和定滑轮组支承梁的干扰，特别是采用系列通用的启闭机时，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的钢丝绳与支承梁下部的滑轮或钢丝绳发生干扰。陕西省石砭峪水库采用QPQ240t 启闭机启闭泄洪洞77-36m 弧门中发生支承梁下部的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的布置。此外，这种布置方式对定滑轮(或导向滑轮)的检查、维护较为困难。至于弧门启闭机的其他型式：涉及液压式，链式启闭机等则在有关章条中介绍。5.2.7 本条提出的对于启闭升卧式闸门的卷扬式启闭机的规定是根据河北省水利水电勘测设计院提供的资料编写的。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，用得最多的是固定卷扬式启闭机。本条叙述了启闭机的有关布置注意事项，以供设计人员在设计时参考。5.3 螺杆启闭机螺杆启闭机重要用于小型的水利水电工程中，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，所以容易得到推广。在运营中根据了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整好，故未起作用；闸门摩阻力过大；行程开关未调整好，使闸门到达底槛后继续下压等。因此螺杆启闭机的安装、调整和试运转甚为重要，有关人员应引起注意。5.4.1 单作用式的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适当加压。据了解重要是某些单作用式的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。这类活塞杆的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，假如仅由于安装时需要，也可考虑采用临时措施解决。5.4.2 根据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的实践运营，证明双缸液压启闭机操作弧门，一般不需专设同步系统。这是由于弧门具有足够的平面和空间刚度，不也许因吊点在启闭过程中的同步误差而出现卡死现象。苏联水工建筑物的启闭机械一书中也提及“非同步液压启闭机用以操作金属结构刚度大的闸门(如弧形闸门)或孔口的高跨比大于1 的平面闸门。这时将一对油缸的油路同时接通这种措施足以保证闸门无歪斜地运动”。由于我国这方面实践经验尚不多，所以仅提及启闭弧形闸门时，可以不设专门的同步装置。至于平面闸门的启闭，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的选择依据。液压启|闭机的油泵选用目前逐渐趋向于要求压力高、供油量较大的油泵。在已设计的工程中选用的油泵重要是叶片泵和柱塞泵。叶片泵结构紧凑，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，结构紧凑、噪音小，但结构复杂，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 由于我国目前液压启闭机造价较高，一般都是用在泄水系统或发电系统的重要部位。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，如系统的流速，流量等许可，还可考虑并联工作，加大流量，提高闸门的启闭速度。5.4.5 插装阀是一种新型的液压控制元件。这种阀具有组合机能强，集成度高，噪声低，密封性好，结构紧凑，便于维护等优点。选择不同结构及型式的先导控制阀，控制盖及集成块与插装件相组合，便可获得具有换向、调压、调速等功能的插装阀组。在水利水电工程中，已逐步开始使用，如葛洲坝1#船闸的充、泄水阀门启闭机液压系统和广西桂平船闸人字门及充、泄水阀门启闭机的液压控制系统，据了解运营情况良好。与普通滑阀液压系统相比，阀组体积小、噪声低，基本无泄漏，被控制闸门的运营平稳可靠，动作灵敏，由于是无管路连接，检修相称方便，显示了其明显的先进性，特别是用于高压大流量的水利水电工程的液压系统中，更能充足发挥其专长。5.4.6 液压启闭机的安全(溢流)阀重要用于超载等方面因素引起的泄流，为安全起见，因此在一般情况下不应动作。而行程限位则也许是经常性的动作，如闸门到达底槛，行程控制装置就应动作，切断电源，使其处在设计规定的位置上。所以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 液压系统的实验压力，根据化学工业出版社出版的机械设计手册(下册)规定：系统的实验压力为最大工作压力的1.5 倍；油缸的耐压实验压力当工作压力P16MPa 时为工作压力的1.5 倍，P16MPa 时为1.25 倍，保压时间为2min。由机械工业出版社出版的机械工程手册补充本(二)中提出液压缸的耐压实验取额定压力的1.5 倍，耐压时间为2min。苏联水工建筑物的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的1.25 倍；在水工建筑物金属结构制造安装及验收规范(SLJ20180，DIJ20180)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 条中提出液压缸的耐压实验的额定压力P20MPa 时，实验压力为1.5 倍；P20MPa 时，实验压力为1.25 倍，保压时间为2min 以上。综合上述意见，我们采用了5.4.7 条的值，即液压系统取系统最大工作压力的1.5 倍，油缸的最大工作压力P16MPa 时取1.5 倍，P16MPa 时取1.25 倍，保压时间为2min 以上，其中压力分级系按(JB82466)标准划分，即中压P2.58.0MPa；中高压P8.016MPa；高压P1632MPa；超高压P32MPa。5.4.7 条的提法既考虑了油缸工作压力划分符合一般液压系统的压力划分，也考虑了液压启闭机的具体情况。5.4.8 本条关于液压启闭机活塞杆的防腐蚀问题必须重视，由于活塞杆长期处在潮湿的环境之中，有的工作在水中，假如不防锈则液压启闭机的寿命很短，腐蚀后引起密封破坏以至严重漏油到无法使用。所以本条规定必须遵照执行。5.5.1 链式启闭机作为启闭机的一种型式，在西欧用得较多，在国内虽然5060 年代己经使用(如佛子岭水库)，但并不广泛。这重要是大容量的链条价格较贵，由于使用数量较少，链条制造厂就不愿生产(目前较多的用在冶金工厂的锻造起重机)。链式启闭机由于链轮直径小，所以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。但由于它的造价比卷扬式启闭机贵，所以较少采用，只有当布置上的规定和综合费用比较便宜时，可以使用。作为一种机型，我们仍把它列入规范。5.5.2 链式启闭机起吊闸门的提高速度规定不大于1m/min，重要是为了操作闸门能平稳升降。由于链条通过链轮的逮度是变动的，由此产生动力荷载，为减少动力荷载，同时也可获得紧凑的结构，以减少造价。5.5.3 为保证链条启闭机的二个吊点同步升降，因此应有可靠的同步装置。在条件许可下，最简朴的办法就是机械同步(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，可再增长一个辅助电动机，以使其获得同步转速)。总之，不管那种同步方式，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。同时又可防止水冲击链条而引起不必要的振动。5.5.5 本条提出除了5.5.4 条避免链条与水接触外，还应有防锈蚀措施，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的跨度拟定除了应尽量满足附录A 的规定外，尚应满足跨内、跨外的启闭闸门规定，即能在设计规定下，满足操作各类闸门的启闭和吊运。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)，当然在确定移动式启闭机的外形尺寸时，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 移动式启闭机的工作荷载分为启闭荷载和走行荷载。在很多情况下，两者值是不一致的，有时相差很多。因此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)的启闭力进行比较，以拟定其最大启闭荷载；对所有工作对象的自重(如闸门和拦污栅有分节吊运的，则按分节吊运计算自重)进行比较，以拟定其最大走行荷载。根据上述两类荷载对有关零部件进行计算。如走行轮的轮压当进行强度计算时应以启闭荷载为依据；当进行疲劳计算时应以走行荷载为依据。在结构的荷载组合时同样应分别考虑这两类荷载。5.6.3 对于移动式启闭机的控制操作，国内已建成投入运营的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，需要监视与闸门的连接以及有无其他事故发生，所以工作现场总是有人员在，一般不需采用无线电遥控或者远距离操作。当然有必要也可采用非机上操作。5.6.4 根据国内水电工程的实践，有时规定移动式启闭机在一个曲线弯道上运营，如龙羊峡、白山等水电站。这类设计从理论上说较为简朴，只需改变在两条轨道上的走行轮直径，同时将其布置垂直于轨道(即其走行台车的台车架中心线与曲线轨道的切线相平行)以及适当加宽走轮踏面，这样布置一般不容易啃轨。李家峡水电站规定坝顶门机在坝顶(三心圆拱坝)的二个弯道半径上移动，我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 的模型实验，研究结果和实验表白采用一些措施(如走行台车允许绕立轴转动以及加上一定电气措施)是可以做到移动时不啃轨的。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，所以规范条文的提法比较原则，其具体措施也不再在规范条文中提及。5.6.5 根据有关省设计院的实践，小容量移动式启闭机选用电动葫芦是比较经济的，但由于电动葫芦重要应用在工厂，所以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的验算工况，根据启闭机的特点并参照起重机设计规范表10 的验算工况提出启闭机的3 种验算工况。“荷载系数”表5.6.6-2 是考虑到表5.6.6-1的“验算工况”及起重机设计规范表11 荷载系数中起重机组别(场地固定的桥式类型的轨道起重机，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 启闭机的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，现分别叙述如下。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的验算，所以走行摩擦阻力系数应理解为也许产生的最小走行摩擦系数。当制动力Pz1 大于车轮与轨道的粘着力时，Pz1 用粘着力代替，此时的粘着系数取0.12 也是按也许发生的最小粘着系数选取，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的)的摩擦系数取0.25，最大操作力不得大于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的45、50 号钢的钳口，其摩擦系数取0.120.15；对有齿纹，65Mn、60Si2Mn 钢，齿面淬硬HRC55 的钳口，其摩擦系数为0.30.35，齿峰不尖或变钝后，也可减少( 0.2)。比较两者，考虑到移动式启闭机和其他轨道式起重机相比，其工作频繁限度较低，此外，由于启闭机的工作条件和工作对象相对稳定，所以决定摘录起重机设计规范所采用之值。5.7.1 关于启闭机的制动装置，特别是卷扬式启闭机的起升机构必须设立安全可靠的制动装置。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、盘香式启闭机的制动装置，均应予以重视。液压启闭机由于重要靠控制油量和油速操作闸门升降，所以一般情况下就不存在闸门坠落问题。螺杆启闭机一般靠螺杆传动的自锁来控制闸门位置，如不能自锁也应设立制动装置。此外，启闭机的其他机构(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的，但其规定可不一致，有的规定在提高时起作用，有的则规定下降时起作用，有的规定在上升和下降容量不同的情况下分别起作用，这些均可通过和起升荷载限制器联通的电气控制回路达成目的。起升荷载限制器也是启闭机的重要特点之一，所以一般均应安装，如有特殊工况(无法安装或者安装后易引起启闭事故)经有关部门充足论证后也可以不装设。5.7.3 启闭机的起升机构、走行机构、回转机构等的运动行程，一般情况下均应有所限制，故要安装相应的行程限制器。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的，也应予以满足。装设在门机支腿上的回转吊，其回转行程无法超过270，所以也应设回转行程限制器。同佯对于在轨道上行走