山東水總機(jī)電工程有限公司 山東 濟(jì)南 250100

正文：

1 工程概況

人民勝利堰節(jié)制閘除險(xiǎn)加固工程位于臨沭縣西南15km處，人民勝利堰節(jié)制閘是治淮骨干工程沂沭河洪水東調(diào)南下工程大官莊樞紐工程的重要組成部分，共8孔。單孔凈寬10.0米，閘門為10*9.5鋼結(jié)構(gòu)弧形閘門，該閘主要由閘室、消能防沖設(shè)施、防滲排水設(shè)施及兩岸連接建筑物等組成。

該工程項(xiàng)目啟閉機(jī)型號(hào)為2×400kN，共計(jì)8臺(tái)，為8孔弧形工作閘門的啟閉設(shè)備，為后拉式啟閉機(jī)。起升高度10m，起升速度0.67m/min，雙吊點(diǎn)，工作級(jí)別Q2。本文詳細(xì)介紹啟閉機(jī)的設(shè)計(jì)思路，計(jì)算過程及主要部件圖紙。

2 設(shè)計(jì)思路

本次設(shè)計(jì)，主要考慮新技術(shù)的應(yīng)用，及現(xiàn)場(chǎng)啟閉機(jī)房空間問題，在滿足使用要求的情況下，盡量減小啟閉機(jī)的尺寸。通過對(duì)各種減速機(jī)功能性對(duì)比，選擇了三合機(jī)電的CHC系列齒輪連環(huán)少齒差減速器，采用該減速器后，可以省去大小齒輪，使得啟閉機(jī)結(jié)構(gòu)非常緊湊。

該減速器的原理是：功率從高速部分輸入、分流、減速到低速多齒同時(shí)嚙合部分，功率合成輸出，從而達(dá)到大速比、大扭矩的目的。

該減速器與傳統(tǒng)的減速器相比，具有傳動(dòng)比大、結(jié)構(gòu)緊湊、承載能力大、抗過載能力強(qiáng)、荷重比大、高可靠性等特點(diǎn)。

減速機(jī)形式確定后，通過對(duì)整個(gè)啟閉機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)扭矩計(jì)算，確定卷筒的外形尺寸，由于CHC減速機(jī)輸出扭矩較大，輸出軸采用的是花鍵形式，如果在卷筒內(nèi)部直接加工花鍵難度較大，容易出現(xiàn)偏差，影響機(jī)構(gòu)運(yùn)行，采用花鍵支承法蘭單獨(dú)鑄造加工，然后與卷筒螺栓連接，后期加工時(shí)，花鍵支承法蘭為基準(zhǔn)，加工卷筒，保證加工質(zhì)量。

電動(dòng)機(jī)選擇的是YTYTAE系列帶制動(dòng)電機(jī)，這樣可以省去制動(dòng)器，使整個(gè)啟閉機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊美觀。

原啟閉機(jī)定滑輪及閘門處動(dòng)滑輪不更換，我們?nèi)赃x擇直徑為25.5的鋼絲繩，型號(hào)為ZAA6X19S+IWR1670，通過計(jì)算其抗拉強(qiáng)度滿足使用要求。

3 主要參數(shù)

啟閉機(jī)主要參數(shù)見下表：

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4 設(shè)計(jì)計(jì)算

整個(gè)啟閉機(jī)由起升機(jī)構(gòu)、保護(hù)裝置、機(jī)架及電氣控制裝置組成。起升機(jī)構(gòu)包括電動(dòng)機(jī)、減速器、卷筒裝置、鋼絲繩、動(dòng)滑輪、平衡滑輪和聯(lián)軸器等，保護(hù)裝置包括荷重限制裝置、高度指示裝置和電氣控制部分。

4.1 鋼絲繩計(jì)算

滑輪組倍率：m=6

經(jīng)計(jì)算鋼絲繩最大拉力為70.18kN。

查GB/T20118-2006《一般用途鋼絲繩》表17選用6X19(a)類鋼絲繩。公稱抗拉強(qiáng)度1770MPa，鋼芯，公稱直徑為25.5mm鋼絲繩。

選用：25.5 ZAA6X19S-FC1770鋼絲繩，其鋼絲繩破斷拉力為380KN

該鋼絲繩滿足要求。

4.2 卷筒計(jì)算

選取卷筒壁厚為25mm。

卷筒材料選為Q235C，經(jīng)計(jì)算強(qiáng)度符合要求。

4.3 機(jī)構(gòu)扭矩計(jì)算

前面計(jì)算得到鋼絲繩的最大靜拉力為70.18kN，根據(jù)公式計(jì)算卷筒軸上的扭矩 M1=18.28kN.m ，減速機(jī)輸出軸扭矩M2= 19.04kN.m。

減速機(jī)輸入軸扭矩 M3=0.0354kN.m

4.4 電動(dòng)機(jī)選擇

按照減速機(jī)輸入扭矩計(jì)算電動(dòng)機(jī)功率P =5.31KW

選用YTYTAE132M-4型電動(dòng)機(jī)能滿足要求，電動(dòng)機(jī)特性如下：

P=6.3KW n=1440r/min

啟閉速度v=D0πn/ai1=0.5π×1440/6×560=0.67m/min

4.5 減速器

條件：電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速1440r/min，起升速度0.67m/min，卷筒直徑0.5，滑輪倍率6、總效率0.88。

經(jīng)計(jì)算，所需減速器傳動(dòng)比為560，低速軸輸出扭矩18.82kN.m。

故選CHC170-560型硬齒面減速器，傳動(dòng)比560。

4.6 同步軸及聯(lián)軸器

上面計(jì)算中選擇CHC170-560型硬齒面減速器，其同步輸出軸的輸出扭矩為630N.m。選用GIICLZ5聯(lián)軸器，公稱轉(zhuǎn)矩為3150N.m滿足要求。

5 結(jié)語(yǔ)

在建設(shè)單位的組織下，啟閉機(jī)的設(shè)計(jì)方案通過了設(shè)計(jì)院、監(jiān)理等單位的審查，現(xiàn)已安裝完畢，試運(yùn)行良好。