馬洪靜，陳秋紅，蔣志剛

（山東水總機(jī)械工程有限公司，山東 濟(jì)南 250100）

隨著我國(guó)水利事業(yè)的迅速發(fā)展，水利工程金屬結(jié)構(gòu)布置更加復(fù)雜多樣，大型弧形鋼閘門(mén)應(yīng)用越來(lái)越廣泛，有的弧形閘門(mén)的吊耳設(shè)置在閘門(mén)上部，如果采用弧門(mén)啟閉機(jī)啟閉閘門(mén)，由于滑輪倍率為1，啟閉機(jī)的外形尺寸及重量均較大。為了減小外形尺寸及降低成本，采用斜拉式平門(mén)啟閉機(jī)啟閉弧形閘門(mén)。山東水總機(jī)械工程有限公司承建的河南信陽(yáng)市南灣水庫(kù)工程，河南信陽(yáng)市鲇魚(yú)山水庫(kù)工程的啟閉機(jī)均設(shè)計(jì)為斜拉式平門(mén)啟閉機(jī)，下面以南灣水庫(kù)工程1×400kN斜拉式啟閉機(jī)的設(shè)計(jì)為例，總結(jié)在啟閉機(jī)設(shè)計(jì)中的經(jīng)驗(yàn)，供大家參考。

1 啟閉機(jī)布置形式的比較

根據(jù)南灣水庫(kù)工程輸水洞金屬結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和布置，確定啟閉機(jī)的容量為1×400kN，揚(yáng)程為30m，滑輪倍率為4。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)兩種方案即常規(guī)方案及新型方案進(jìn)行了比較。

1.1 常規(guī)方案

常規(guī)的斜拉式啟閉機(jī)〔見(jiàn)圖（1）〕，定滑輪、平衡滑輪均布置在機(jī)架上面，在機(jī)架的底部設(shè)置導(dǎo)向輪，電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速機(jī)使開(kāi)式齒輪帶動(dòng)卷筒轉(zhuǎn)動(dòng)，卷筒上鋼絲繩又通過(guò)動(dòng)滑輪、定滑輪、平衡輪、導(dǎo)向輪實(shí)現(xiàn)吊具的升降。由于這種結(jié)構(gòu)定滑輪、平衡滑輪均布置在機(jī)架上面，減速機(jī)只能放在開(kāi)式齒輪的外側(cè)，這樣就增大了啟閉機(jī)的外形尺寸，可此工程屬除險(xiǎn)加固工程，兩臺(tái)啟閉機(jī)的距離較小，采用此種結(jié)構(gòu)不能滿(mǎn)足空間要求，而且此種結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，制造成本較高，如果考慮不周，鋼絲繩易與機(jī)架相互干攏；繞過(guò)導(dǎo)向輪的鋼絲繩很容易脫槽，從而影響啟閉機(jī)的安全使用。不能滿(mǎn)足《水電水利工程啟閉機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》DL/T5167-2002的要求。

1.2 新型方案

針對(duì)常規(guī)方案的諸多缺點(diǎn)，進(jìn)行了反復(fù)的分析比較，對(duì)啟閉機(jī)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)〔見(jiàn)圖（2）〕，將啟閉機(jī)定滑輪、平衡滑輪布置在機(jī)架下面，定滑輪、平衡滑輪裝在同一滑輪支架上且采用同一芯軸支撐。這樣鋼絲繩從卷筒引出，繞過(guò)動(dòng)滑輪，直接繞在機(jī)架下面的定滑輪、平衡滑輪上，避免鋼絲繩與機(jī)架干涉?；喼Ъ苡酶邚?qiáng)螺栓連接在機(jī)架上，由于鋼絲繩斜拉，滑輪支架上的螺栓承受較大的剪切力，在機(jī)架上焊抗剪板。卷筒采用螺旋線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)繩槽，卷筒兩側(cè)設(shè)擋環(huán)，雙層纏繞,鋼絲繩為雙聯(lián)纏繞。鋼絲繩偏離繩槽兩側(cè)的角度小于2°。選擇硬齒面減速機(jī)，將減速機(jī)布置在開(kāi)式齒輪的內(nèi)側(cè)，卷筒軸的一側(cè)裝有帶主令控制器的高度傳感器裝置,用于顯示閘門(mén)的開(kāi)度和上下極限位置控制。卷?yè)P(yáng)裝置遠(yuǎn)離大齒輪一側(cè)軸承座下面設(shè)有電子式荷重傳感器，用于起升荷載大小的信號(hào)輸出和過(guò)載保護(hù)。

2 效益分析

根據(jù)目前國(guó)內(nèi)水工啟閉機(jī)設(shè)計(jì)范例，新型方案設(shè)計(jì)優(yōu)于常規(guī)方案設(shè)計(jì)，且新型方案具有設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)，新型方案節(jié)省了導(dǎo)向輪，平衡滑輪支架。由于減速機(jī)可以放在開(kāi)式齒輪的內(nèi)側(cè)，減小了啟閉機(jī)的外形尺寸。其整機(jī)質(zhì)量比一般弧門(mén)機(jī)減小1/2左右，比常規(guī)方案斜拉式啟閉機(jī)質(zhì)量減小1/4左右。經(jīng)過(guò)對(duì)啟閉機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，降低了成本，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

3 應(yīng)用前景

近年來(lái),水利工程中斜拉式啟閉機(jī)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,在固定卷?yè)P(yáng)啟閉機(jī)采用這種新型方案是十分理想的,而且隨著啟閉機(jī)的應(yīng)用不斷增加,這種斜拉式啟閉機(jī)將具有廣泛的推廣價(jià)值及良好的發(fā)展前景。

[1]劉細(xì)農(nóng)，陳福榮.閘門(mén)與啟閉設(shè)備.中國(guó)水利水電出版社，2002.

[2]劉登有.水利機(jī)械設(shè)備.水利電力出版社，1985.