大型船闸人字闸门设计

大型船闸人字闸门设计

长委设计院董国威吴小宁汤长书闫如义

1．人字闸门的主要特点和设计思路

人字闸门是通航船闸中的工作闸门，只要船闸通航，人字闸门就会在较短的时间里关闭、开启，结构就将加载、卸载，在每次加载前和卸载后，人字闸门尚要承受扭矩的作用，这种荷载的循环，每天至少有20至50次。就工程结构疲劳而言，高周疲劳要考虑的是大于105次荷载循环之后的疲劳，低周疲劳考虑的则是在少于105次塑性应变循环之后的疲劳。葛洲坝2号和3号船闸人字门运行1 0年后，门叶结构底部五根主横梁两端的上、下翼缘与竖隔板上、下翼缘的连接处都先后出现裂纹。经初步分析，这种裂纹是由低周疲劳引起的，参考有关船体结构腐蚀疲劳的研究，人字闸门的设计者也已开始重视腐蚀疲劳的危害。

有人认为，引起疲劳开裂的主要荷载是开关门过程中壅水，尤其是推赶淤积的泥砂所引起的。根据有限元分析，门体此时的应力只有关门挡水时的10%，如果肯定是赶水和赶泥引起的，此时怎么可能引起斜接柱端的下部主梁开裂？多年来我国投入很大的人力物力对大型人字门开展有限元研究分析和水弹性材料的模型试验，但都没有涉及葛洲坝人字门运行后开裂的问题，低周疲劳的研究仍然是空白，设计人员为什么不怀疑人字门反复承载和卸载会引起疲劳开裂呢，原因是开裂的部位在计算中都承受压应力，只承受压应力的构件是不可能开裂的。

人字闸门在挡水状态时，靠承压条支承，把荷载传向闸墙；在不挡水的开关门状态，人字门是靠底枢和顶枢支承，这两种状态的支承理应各负其责，并应能迅速切换，而实际往往不理想，由于安装的原因和承压条及顶、底枢的磨损，都会影响这两种支承的明确切换，尤其是人字闸门处于全关挡水状态时，顶底枢不但不能完全退出工作，而且还将承受更大的荷载。此外，闸墙上的枕垫块，由于非正常的原因，造成对门轴柱上的支垫块的阻挡（通常称为支枕垫块的挤卡），如果此时启闭机继续关闭人字门，根据杠杆原理，则顶枢承受的荷载将是8倍以上的闭门推力。顶枢拉杆因这类超载，以及材料存在裂纹或其它锐切口或缺陷，而使顶枢拉杆脆性断裂的例子并非个别现象，葛洲坝2号船闸下闸首左人字门顶枢A杆在运行半年后突然断裂，美国军事工程师兵团的大林格先生称，在美国顶枢拉杆断裂事故曾发生过多次。有关美国船闸人字门顶枢和底枢因上述超载而失事的例子，尚未见公开报导，但是，我们发现葛洲坝船闸人字门底枢顶盖与底梁相联的铰孔螺栓都有明显的剪切变形。这种现象一方面说明铰孔螺栓不能与剪力板共同工作，另一方面也说明底枢严重超载。如果没有剪力板作为安全储备，底枢失事在所难免。

2．人字闸门的平面布置

2．1．θ的取值

两扇人字闸门挡水状态下，在平面上形成一个三铰拱，每扇闸门与船闸横向轴线的夹角θ值的取值，尚无权威的论述。对于横梁式人字闸门，前苏联取θ= 20°，美国取θ=18?26''58″,我国葛洲坝取θ=22.5°。葛洲坝在选用θ=22.5?时主要是为了减少人字门对闸墙的横向推力。我国有很多中小型船闸都取θ=2 0?。θ值都取同一个数值，这无疑是有利于船闸人字门结构和另部件的标准化。我们还注意到巴拿马运河船闸从1914年开始运行，它的人字闸门一直是二十世纪世界上较大的人字门，它是由美国设计的，取θ=26?33''54"（1:2）。据现有资料发现，美国在第二次世界大战后新建的人字闸门，不再取θ=26?18''54"（1: 2），而取θ=18?265.8"（1:3）。

从1:2改到1:3，尚未见到详细论证资料，但经初步推算可以发现，巴拿马人字门在关门挡水时的压力线已越出主梁的轮廓线，主梁高度偏小，截面设计很不合理。如果采用1:3，使θ值减小8?8''后，主梁轮廓线已包围了压力线，主梁截面比较容易设计。至于人字门在开关过程中的整体抗扭刚度，应该主要对背拉杆施加预应力或布置扭矩管来解决，用增加人字门的厚度去增加人字门的抗扭刚度其效果不明显。相反，这会给主梁的截面设计带来难度。

2．2．旋转中心的最佳位置

如何确定旋转中心的位置，是人字闸门平面布置的另一个关键问题。旋转中心都偏向三铰拱支铰总推力线的上游侧（见图1）。

这种布置的目的是使门轴柱上的支垫块在闸门进入全关位置时，能迅速与枕垫块接触，使蘑菇头不承受人字门挡水时的拱推力；而在人字门开启时，又能迅速脱开，使蘑菇头恢复它在门叶旋转状态时的支承作用。该偏离值一般采用30～100mm。美国陆军工程师兵团1984年版的“船闸闸门和启闭机”设计手册（以下简称手册）中建议采用177mm（7"）。按几何关系，门叶的旋转中心应该在关门状态的门轴线与全开门状态的门轴线形成夹角的分角线上（见图1），手册中提出，从支枕垫的支承中心向该分角线作垂线，所得的交点即是旋转中心的最佳位置。我们认为，上述方

法确定的旋转中心离

支枕垫的支承中心最

近，所以，当门叶旋转

角速度取同一值时，该

旋转中心只会使支承

中心的线速度最慢，达

不到迅速接触或脱离

的目的。通常，在底横

梁端部布置允许的前

提下，旋转中心应尽量

向三铰拱支铰总推力

线上游侧多偏一点。

3．人字门门体结构

我国的人字门结构设计，在20世纪七十年代以前，受前苏联的影响，70年代后开始局部接触从美国收集来的有限资料，葛洲坝船闸的人字闸门结构就是在这样的情况下完成设计的。葛洲坝1号和2号船闸下闸首人字门宽19.70m，高3 4.10m，无论当时还是如今，都是世界上规模最大的人字门之一。通过近20年的运行，发现了一些结构设计方面的问题，参考国内外科研部门的研究和文献资料，提出我们的一些初步改进意见，供设计参考。

3．1．人字门结构的材料选择

人字闸门的门体结构采用什么钢材，在国内外工程实践中有多种考虑。在美

=350MPa）,其余全用结构碳国，除了人字门的面板和背拉杆采用低合金钢（σ

s

=250MPa），采用结构碳素钢的理由是门体的刚度比采用低合金钢的要素钢（σ

s

大。不管门体是高是矮，

图1人字闸门旋转中心平面布置

美国的人字门结构都采用

这两种钢材。葛洲坝船闸

的人字门结构全部采用16Mn，2号和3号船闸运行9年后都先后发现门叶下部5～6根主横梁两端的上下翼缘有裂纹，在1997年3月，2号船闸抽干检修时发现下闸首左门的主梁下翼缘有贯穿裂缝，裂缝位于第二根主梁门轴柱端，紧靠背拉杆节点板边缘，该节点板与主梁下翼缘搭接。自从发现这种裂纹和断裂后，在三峡人字门的设计中将易出现裂纹的部位，采用园滑过渡，且不布置焊缝；节点板不再与主梁下翼缘搭接，改用对接。在材质选择上，三峡船闸人字门主横梁的全部下翼缘和边柱部位的上翼缘，采用船用钢板DH32，预应力背拉杆采用船用钢板D H36，其余都采用Q345C。船用钢板具有良好的冲击韧性，此外，还具有较高的强度，良好的水下耐腐性和表面质量。

3．2．分组荷载法设计主横梁

主横梁的设计在过去习惯采用等荷载法，当闸门较高时，上部主横梁因无法根据等荷载原理随意地加大主横梁的间距，导致上部主横梁的应力较低，达不到等荷载设计时要求所有主横梁的变形基本一致的意图。所以等荷载设计中的竖向隔板将承受较大的荷载。除了等荷载法，国外也常使用分组荷载法，每2～4根主横梁采用同一种荷载，每一种荷载的大小自下而上递减，主横梁的这种设计法使上部主横梁和下部主横梁的应力基本相近。用分组荷载法设计主横梁比等荷载法更加合理。但是，由于主横梁规格较多，会给制造厂带来一些小麻烦。

3．3．主横梁高度的选择

前苏联在“船闸与船坞的闸门设计规范”中建议横梁式人字门主梁的高度取门宽的1/8～1/10。美国军事工程师兵团的设计手册中规定主梁腹板高度等于门宽的1/8～1/15，且规定梁高最小值为1200mm。主横梁的高度除了考虑门叶整体刚度外，还应考虑主梁的高度与拱的压力线有很直接的关系，如果选择偏小或偏大，主梁截面的中和轴都将远离拱的压力线，此时，再靠调整上、下翼缘的截面积，很难使中和轴靠近拱的压力线，致使主梁载面上的应力分布很不合理，根据这种想法，主梁腹板高h0=(1.3～1.4) DF+a(图 2)比较合理

如果门叶较高，则取上限。（图2）所示的弧线AB 是近似的拱的压力线，它是以R 为半径，对角为2θ的园弧线。

当人字门门叶较高时，为了提高门叶的整体刚度，往往将主梁高度的取值偏大，如果θ值也偏大，则主梁高度也随着要增加。主梁高度的增大将导致腹板的截面积占了主梁绝大部分截面，不但使主梁上下翼缘的截面积较小，较难利用上下翼缘调节主梁中和轴，使其靠近拱的压力线，而且要用较多的材料加固腹板，以保证腹板的局部稳定。所以，主梁高度主要应根据三铰拱的压力线来确定。

3．4．主横梁截面的设计

主横梁的截面设计是以人字门挡

水状态为控制条件的，此时，左右两

扇门的每一对主横梁在平面上形成一

个三铰拱，主横梁正处在三铰拱压力

线上。主横梁腹板等高段的截面，过

去往往设计成等截图2人字闸门主横

梁在水平面上的主要参数面的，为了

照顾到跨中和端隔板之间各截面，跨

中的下翼缘和端隔板处的上翼缘会出

现最小压应力，甚至出现拉应力，而

同一截面上的最大应力却接近允许应

力，同一截面上的应力差别很大，没

有拱结构的特点。实际上，只要相对

地改变主梁上、下翼缘的截面尺寸，

就可以得到两种以上的截面尺寸。通

过试算，各截面的中和轴可以非常接

近拱的压力线（图2）。由于拱的压力线很接近中和轴，各截面上因轴向力偏心所产生的弯矩都很小，由该弯矩所产生的最大应力，可以控制在只有轴向压应力的10～20%之间，同一截面上的应力差异缩小了，材料强度得到了充分利用。在同样材料的前提下，采用这种设计方法可以明显地降低应力幅值，从而提高了主横梁的抗疲劳能力。

3．5．主横梁端部和边柱设计

人字门挡水时，可以按主横梁的数目简化成多组水平布置的三铰

拱，而三铰拱的拱推力，主要是靠推力隔板通过支枕垫块传到闸墙上（见图3），也就是说，三铰拱的支铰反力并不是作用在主横梁端头的一个集中力，而是沿推力隔板作用在主横梁端部腹板上的一组分布力。在门叶两端布置上，推力隔板又是两端的挡水面板，由于推力隔板的特殊作用，故应将它的中心线布置在拱推力的作用线上，并使主横梁端部腹板的上下边缘线与推力隔板中心线的夹角尽量都呈θ角（见图5），因主横梁端部逐渐变小，通过推力隔板传递拱推力，采用经典的材料力学较难分析主横梁端部的应力分布。所以，合理的端部结构布置，

将图2 人字闸门主横梁在水平面上的主要参数

有利于简化结构受力分析，这是很重要的一步。

对主横梁端部进行应力分析

和强度验算，涉及强度验算的控

制截面，设计者曾作过多种尝

试。美国军事工程师兵团的设计

手册规定，控制截面如图4所示，

在离端板内侧的距离为Z ′处，

该处的计算截面包括腹板、上下

翼缘以及上下各8倍推力隔板的

厚度。但是，推力隔板在端隔板

处突然参加传递拱推力，这对该

处的主梁腹板很不利，为此，19

94年版的手册增设了一项验算

内容，手册规定，采用20%的推

力隔板总荷载，横截面为40%的主梁腹板高度及其相应的厚度和该面积内的加劲，据此，验算推力隔板与端隔板相交处主横梁腹板的峰值应力。这种较保守的设计规定，值得参考（见图5）。

以往，设计者把端板与端隔板之间的竖向结构视作弹性地基梁。在门叶挡水时，每一组主梁形成的三铰拱的支铰拱推力作为弹性地基梁上的集中荷载，按弹性地基梁的模式来分析门叶结构的边柱。由于梁的跨高比很小（梁的跨度和梁的截面高度之比），简单弯曲理论所依据的应力为线性分布的假定不再

适用，所以，不应采用这种方法。当门叶在底枢和顶枢支承下自由悬挂时，门叶在底枢和顶枢之间的竖向结构应该视作一根柱子，我们称它为门轴柱（见图5），门轴柱承担着门叶自重和加在门叶上的其它重量，门轴柱的截面积假设为图5所示。由于顶底枢中心与门轴柱的中心不重合，所以门轴柱除了承受轴向力产生的轴向应力外，还承受因轴向力偏心产生的弯曲应力。如果要验算推力隔板处的最大联合应力，则还应再加上推力隔板作为挡水面板所产生的应力。

综上所述，推力隔板在人字门的边柱中起了非常重要的作用，主要有四点：

(1) 把门叶挡水时

产生的三铰拱推力转变

成线荷载，直接通过支枕

垫块传向闸墙，——承受

支承应力。

(2) 它和部分端隔板

一起，形成边柱的挡水面

板，——承受面板弯曲应

力。

(3)

推力隔板的一

图3主梁腹板端头与推力隔板的关系图

部分，是门轴柱的腹板——承受柱的应力。

(4) 主横梁的支铰反力不是一个集中力，它是沿推力隔板传向主横梁端部腹板的一组分布力——承受剪应力。

根据推力隔板的上述作用，设计者可以应用材料力学的基本原理验算下列部位的组合应力：

(1) 在推力隔板与端板的联接处，验算支承应力加上面板弯曲应力的组合应力；其允许应力取弹性极限或0.7σy 两者中的较小值。

(2) 在门轴柱的C 点（见图5）

验算柱应力加面板弯曲应力。

(3) 在与主梁腹板的联接处验

算剪应力。

3．6．人字闸门的抗扭设计

人字闸门在顶枢和底枢支承条件下绕枢轴旋转，开关人字闸门，由于受水的阻力和水面以上风的阻力，门叶承受扭矩的作用，即使门叶处于不挡水的静止状态，由于通常只在上游面布置面板，门叶的重心偏离截面的剪切中心，它还承受自重产生的扭矩作用。运行证明，人字闸门的上述挠曲已不可忽视，若不采取有效措施加以控制，它将影响正常运行，甚至无法使两扇门叶正确对中。自从1942年美国的军事工程师兵团的卡

尔.李.夏姆提出采用预应力背

拉杆加强人字闸门的抗扭分析

方法后，有关如何控制人字闸门

的挠曲问题得到基本解决。二十

世纪七十年代末，葛洲坝船闸人

字闸门使用了预应力背拉杆。但

是预应力背拉杆的预应力会在

运行中慢慢松弛，运行部门必须

经常观察及时调整。二十世纪八

十年代初，美国开始研究用扭矩

管来提高人字闸门的抗扭刚度，

武汉水利电力大学和河海大学

也曾采用有限元法对此进行过

研究。所谓扭矩管实际上是局部

采用双面板，使门叶结构内形成

多个矩形的封闭结构，例如上下游面板加上两个相邻主横梁的腹板，或者是上下游面板加上两相邻竖向隔板形成的封闭结构。无论是采用预应力背拉杆还是全面或局部采用双面板，都是使原来下游面开敞的结构，局部形成封闭结构，从而提高了门叶的抗扭刚度。由于人字闸门开关过程中主要是靠顶枢和底枢支承，另一个支承点是门叶与启闭机相联的拉门点，所以，

为了提高抗扭刚度的扭矩管应尽图4主横梁端部的荷载分布

量靠近顶底枢和拉门点，把门轴柱作成封闭型的扭矩管，应能比较直接地把门叶承受的扭矩传递给顶底枢，但是，由于门轴柱往往形状狭窄，施焊困难，所以，可以把端隔板和最靠近它的竖隔板之间布置下游面板。

从有限元分析可见，扭矩管可以

明显提高人字门的抗扭刚度。

图5主横梁端部布置图3．7．控制疲劳和断裂

3．7．1．对控制疲劳破坏的要求

(1) 疲劳是指结构在反复增减的荷载作用下，结构上的裂纹形成和扩展的过程。葛洲坝船闸人字门至少要运行13年以上，它的应力循环次数才会超过105次，显然，对人字门结构的疲劳计算，不能采用普通工民建的高周疲劳计算规范。从葛洲坝人字闸门运行20年来所暴露的问题来看，人字闸门的疲劳应属于低周一高应变疲劳的范畴。根据人字闸门的应力分析，门体绝大部位都处于受压状态，在应力循环中不出现拉应力，国家标准GBJ17-88明确规定这种部位可以不计算疲劳，因为在没有拉应力的构件中，它的任何裂纹都不可能扩展。然而，在焊接结构内部存在很高的残余应力，它的最大值可以达到屈服极限，焊接残余应力有拉应力也有压应力，在结构内部保持平衡，结构承受外部荷载虽然只出现压应力循环，如果正好和焊接残余应力中的拉应力叠加，结果是使应力水平很高的该拉应力出现应力循环。

(2) 降低应力变幅，这在人字门的面板、次梁和主横梁等构件的截面选择中必须考虑的。这里所说的降低应力变幅实际上是降低应力水平，降低应力水平的措施主要有：①采用分组荷载法计算主横梁的截面；②合理选择主梁高度；③主横梁选用变截面，使截面形心尽量接近拱的压力线。

(3) 作好细部构造设计，采用抗疲劳性能强的细部结构，例如在容易出现应力突变的部位采取圆弧平滑过渡，对厚板集中结构复杂的边柱进行焊后退火。

3．7．2．对控制脆性断裂的要求

(1) 脆性断裂是由于那些可能引起另部件失事的裂纹突然扩展的结果，断裂的特性主要受额定应力水平、材料韧性和初始已有裂纹的几何特性等因素所支配，这三个方面都应全面考虑。

(2）关于降低应力水平，本文在控制疲劳一节中已提到。

(3）合理选用具有良好冲击韧性的材料，限定CVN（V形切口夏贝试验）的下限值。当然，材料的韧性还受加载率、屈服强度、服役温度、构件厚度和细部形式等因素的影响，所以设计者必须全面考虑。

(4）初始裂纹的几何特性靠严格控制加工制造和检测的技术要求来达到。

4．顶枢

4．1．顶枢受力分析

顶枢是人字闸门的重要部件之一，它要保证人字闸门在开关过程中与底枢一起共同支承住门体，并能灵活旋转；当两扇门叶同时处于全关位置时，两扇门叶在平面上形成三铰拱，承受上下游水位差形成的压力，此时的顶枢和底枢并不是三铰拱的支承点，三铰拱的支承点是支枕垫块，也就是说，人字闸门在关门挡水时，顶、底枢退出工作，不承受水压力，这是设计者的理想状态。实践证明，这种顶、底枢支承和支枕垫块支承的明确切换是很难办到的，尤其是门叶在进入全关状态的瞬间和离开全关位置的瞬间，由于设计、制造、安装、运行环境和运行磨损等方面的不利因素相叠加，支枕垫块提前接触，支垫块运动受阻，此时顶枢将承受非正常性的作用力和冲击力，在顶枢另部件的设计计算中，除了考虑1.1的冲击系数外，没有考虑这种非正常性的主要由于支枕垫块的挤卡产生的作用力。当闸门挡水后产生弹性变形，斜接缝支枕垫块可以自由向下游移动，而门轴柱的支枕垫块此时无法转动和位移，门叶只可能绕顶底枢轴旋转，于是，顶底枢犹如撬扛的支点，承受着另一种非正常性的作用力，这是一种由弹性越位所产生的现象，如果操作出现事故，单扇门叶出现事故越位，顶底枢同样将承受非正常性的作用力。顶枢在门叶正常旋转运行过程中所承受的作用力很明确，对葛洲坝2号和3号船闸也曾作过实测，实测值与计算值很接近。由于产生非正常性作用力的因素差异较大，很难预测，实测3号船闸下闸首顶枢A杆因支枕垫块的挤卡，顶枢承受的非正常作用力约为正常作用力的2.08~2.75倍。根据运行经验，支枕垫块的接触面上涂刷油脂后，挤卡的响声和振动明显减弱，对3号下闸门进行实测，涂油后，A杆动应力曲线的陡升突降现象消失，基本成为平缓升高的曲线，除了涂油，还可以采取以下措施：①增加门叶边柱的正向和侧向刚度，确保对背拉杆施加预应力或闸门运行一段时间后边柱没有大的变形，但也有人持相反的观点，他们认为，正因为边柱的刚度不大，才有可能克服挤卡阻力，使支垫块回到设计的工作位置。1982年2月，3号船闸闸室抽干后对下闸首人字门进行检测（见表4.1）检测发现，门轴柱支垫块正向垂直度达到10.0mm，侧向垂直度达到7.5 mm，远远超过安装规程的标准，我们暂且假定安装符合标准，而且，支垫块的安装是在门叶背拉杆调试以后进行的，支垫块垂直度存在这么大的偏差，完全是因为背拉杆预应力有损失或边柱刚度太差，如果把边柱的刚度提高，就可以减小边柱的变形，减轻或消除由此带来对顶枢的危害。②安装调试支枕垫块时要选择温差小的天气。③设计支枕垫块工作面时不采用面对面的接触，采用不同半径园柱面之间的线接触。④把门叶旋转中心偏离总支座反力线的距离尽量加大。⑤安装支枕垫块时，在两者的接触面之间，故意留出0.1~0.2mm的间隙。以上是对顶枢承受非正常性荷载的基本分析，以及如何减轻或消除它的措施，这些措施不可能一劳永逸，还可能产生不利的应力重分配（如接触面留间隙），有待进一步的摸索和研究。

葛洲坝人字门顶枢另部件的设计荷载是参考美国新威尔逊和尼克杰克的方法，A拉杆的设计拉力等于正常最大拉力加50%的正常最大压力，B拉杆的设计拉力等于1.10倍的正常最大拉力。美国1994年版的《Lock Gates and Operat ing Equipment》规定顶枢A、B杆的设计荷载为：设计拉力等于1.1倍的正常最

大拉应力，设计压力等于1.1倍的正常最大压力，该10%的增加量是考虑人字门支承切换时会对顶枢产生冲击。上述两种设计荷载的计算方法都属经验值，基本上没有考虑非正常性的荷载的影响。如果把这些不利影响考虑进去，宜将设计拉力考虑等于1.2倍的正常最大拉力。

表4.1 1982年2月3号船闸闸室抽干后的检测结果

4．2．顶枢的抗疲劳措施

葛洲坝船闸每天运行22次，按年运行350 d计算，必须超过13年，顶枢零部件才承受105（10万）次荷载循环，国家标准GBT17-88“钢结构设计规范”规定“……，当应力变化的循环次数n等于或大于105次时，应进行疲劳计算。”规范并未明确该105次应力循环应在多长时段内发生，我们暂且认为上述规范的高周疲劳计算方法不适用于顶枢另部件的疲劳计算，从顶枢的运行条件和对2

号和3号船闸实测资料，顶枢A、B拉杆都具备低周高应变的条件。A、B拉杆的设计应力可以人为地控制得较低，但是，材料的缺陷、加工的缺陷和安装、运行中的损伤或设计不当，都可能在某些部位产生应力集中，出现高应变。对低周高应变条件下的构件进行疲劳的定量分析在目前是较困难的，我们也没有进行过专题研究，设计应从两方面考虑：

(1)合理选择A、B拉杆的断面，控制应力幅；

(2)精心设计拉杆的细部结构，控制制造安装质量、降低应力集中，提高疲劳寿命。

4．3．顶枢的断裂控制

断裂控制是设计顶枢A、B杆时面临的另一个重要课题，这里所说的断裂是指受力构件中的初始缺陷和裂纹突然扩展而使构件断裂的现象。断裂控制要从两方面着手，首先是选用冲击韧性较好的材料，其次是严格控制制造和安装质量，减少缺陷和损伤。

4．4．顶枢装置的缺点及改进意见

葛洲坝船闸人字门顶枢装置采用楔块对顶枢中心进行调整（见图6），该装

置在运行中非常平稳，没有振动和响声，运行一段时间后不易松动。该装置的最大缺点是不易拆卸和维修。造成拆除困难的主要原因是顶枢互相紧密接触的另部件都没有采取防腐措施，经过一段时间后必然会锈死，对此，结构工程师毫无办法。但是，机械工程师设计的减速箱里有很多啮合的齿轮，它们都被泡在油里，既可以润滑又能防腐，我们完全可以仿效。

图6采用楔块调整的顶枢装置

5．底枢

5．1．对底枢的基本要求

人字闸门在平水情况下开启或关闭时，顶枢装置和底枢装置是人字闸门的主要支承结构，当两扇门叶处于全关位置且抵挡上下游水位差时，支枕垫装置是人字闸门传递水压力的支承结构。设计要求这两种支承状态互不干扰、明确切换，要求顶枢和底枢装置运行灵活，维护简单方便。

5．2．底枢的构成

(1)顶盖（包含球瓦）。用铰孔螺栓固定在底横梁端部。

(2)磨菇头。上部半球体与顶盖内的球瓦配合，下部园柱体分别与基座和垫板的园弧段配合，底面落在垫板上。

(1)垫板。用精制螺钉将垫板固定在底座上。

(2)底座埋入混凝土中。

由上述四部分组成的典型的固定式底枢装置示于图7。

5．3．底枢的工作原理

(1)人字闸门在开或关的整个运行过程中，通过顶盖和球瓦，将作用在底枢装置上的门重力和水平力传到蘑菇头的球面上，再通过蘑菇头底部的圆柱面和底平面，将力传到基座上。在人字门旋转的全过程中，顶枢和底枢要保证该旋转轴始终保持铅垂，只有这样，才能保证两扇门叶合拢时，三对支枕垫块中心线（门轴柱两对，斜接柱一对）才会重合。底枢轴采用球铰主要是为了适应随时变化的作用力，当然，底枢采用球铰更能适应顶枢或底枢的不均匀磨损。

图7固定式底枢装置

(2)当两扇门叶合拢并处于全关位置时，蘑菇头不承受门叶挡水时产生的拱推力，拱推力通过支枕垫块传到闸墙。底枢中心（也是顶枢中心）向上游方向偏离支枕垫块中心的法线，其目的是当门叶到达全关位置时，门轴柱上的支垫块中心线能迅速地与闸墙枕座上的枕垫块中心线重合，两线重合后，枕垫块将阻止支垫块继续运动。然而，当门叶挡水后必然产生弹性变形，弹性变形迫使门叶越位，继续绕顶底枢轴线转动，使支垫块的中心线向闸室方向产生很小的位移，于是支垫块主动地接替蘑菇头来传递水平推力，至于蘑菇头在此过程后还承受多大的水平力，很难定量分析，也未见此专题研究文献。

(3)垫板（又称靴子）有两个作用，第一个用途是当支枕垫块之间卡入碎石杂物时靠它与底座连接的螺栓，把碎石或杂物从支枕垫块之间挤出去。第二个用途是当大修时，将闸门顶升，并使闸门靠支承后，将垫板抽出，此时蘑茹头，和顶盖一起落到底座上，在拆除活动止水装置后，即可将蘑菇头联同顶盖一起拖出来维修。

5．4．底枢装置在运行中出现的问题及处理对策

(1)连接底枢顶盖和底梁的铰孔螺栓被剪切变形。造成这种现象的主要原因：

①顶盖的支垫段是上部门体支垫块的外伸，两者的水平接缝正好在顶盖和底梁的接缝处，当支枕垫块在淤积的泥砂中运行时，下部淤积的泥砂颗粒肯定比上部大而硬，所以，被压积在顶盖支垫段和墙上枕垫块之间的泥砂比上部的多且硬，因此当人字闸门关闭挡水时，底部主横梁的部分拱推力必将首先通过铰孔螺栓传到顶盖，通过顶盖的支垫段再传到闸墙上，如果上下支枕垫工作面上压积的泥砂层厚度和硬度相差很大时，且顶盖的剪力板不起作用时，铰孔螺栓就会剪切变形，待克服上下支枕垫工作面上压积物的厚度和硬度的差异后，底部横梁的拱推力又会通过支垫块传向闸墙。②顶盖以上的支垫块后面有一20mm的环氧垫层，而顶盖支垫段没有环氧垫层，所以，两种支承的刚度不同。

处理对策：①支垫块直接向下延伸到顶盖，支垫块在顶盖与底横梁的接触面处不设接缝，支垫块后面跟门体部分一样设有环氧垫层。②顶盖和剪力板之间设置一个楔形块，安装时设法楔紧。③底枢防淤冲淤。④把支枕垫块的面接触改为不同曲率半径的线接触。

（2）垫板的固定螺钉被剪变形

造成这种现象的原因也是由于下部支枕垫块工作面上或蘑菇头底部园柱形

的工作面一侧上压积了泥砂或掉进了异物。处理对策除6.4(1)所述外，还可以增加固定螺钉的数量。

（3）供油压力不足，Y型密封圈的负压较大，输入蘑菇头和球瓦之间的压力油很难从密封圈排出，导致蘑菇头和球瓦之间供油不足而严重磨损。处理对策：①增设回油管，经常从回油情况来检查是否供油到位。②采用1号M0S2锂基脂加20%机油调匀后作为底枢的润滑油。③适当加大供油压力。

6．支枕垫

6．1．支枕垫的平面布置

本文在介绍顶枢和底枢时已经说明了人字闸门旋转中心与支枕垫接触中心

之间的关系（见图1），葛洲坝船闸人字闸门采用这种世界常用的设计，运行二十年中所暴露的问题，几乎是和国内外的人字门类同的。设计人员认为，当前使用的支枕垫装置和顶底枢装置之间的关系，并不是一个理想的机构设计，但是，也没有出现更好的机构设计方案，大家的注意力都集中在如何改进它完善它。美国陆军工程师兵团的“手册”84年版和94年版都提出，旋转中心偏离推力隔板中心线的距离e，对全部人字门都取7″(177mm），其目的就是为了减少支枕垫块在开关门时的接触时间，也是为了减少支枕垫块之间的阻挡和约束。对此举措我们尚未进行专题研究，所以三峡永船人字门仍和葛洲坝1、2号船闸一样，e 值采用100mm。“手册”的7吋举措没有很高深的理论内涵，似乎只有简单的几何关系，这一举措也许是错，也许有它的局限性，如果针对三峡的门库尺寸和θ=22.5°,我们也能找到相应的e值，并能减少支枕垫块在开关门时的接触时间和减少它们的相互阻挡和约束，这必将是人字门设计的重大改进。

6．2．支枕垫的结构形式

图8巴拿马运河船闸人字门支枕垫座斜接柱支枕垫座门轴柱支枕垫座

6．2．1．分段式和连续式支枕垫

两扇人字闸门在关门状态下挡水时，形成三铰拱结构，门轴柱的支枕垫就是三铰拱的支铰，斜接柱的支枕垫就是三铰拱的中间铰。如果把门体按主横梁分割成若干组三铰拱，且各自设置支铰和中间铰，则从整体看，斜接柱和门轴柱都形成了分段式的支枕垫。采用分段式支枕垫就必须再布置人字门的竖向止水装置，如果把分段式支枕垫在竖

向连成一线，就形成了连

续式支枕垫，此时可以不

再布置竖向止水装置。这

两种支枕垫各自适用于什

么范围，不应该主观地去

划定，应该作深入细致的

技术经济比较后再作选

择。

6．2．2．座式和条式（或块式）支枕垫

巴拿马运河船闸人字门采用的支枕垫座如图8，前苏联常用的人字门支枕垫座如图9，这两种座式支枕垫的共同特点，都是把支垫块或枕垫块嵌在门上或闸墙中的铸钢座上，安装时铸钢座与门叶之间放入不同厚度的垫板进行调整，支枕垫块和铸钢座之间还留有安装间隙作精调，安装完毕后，在该间隙里注入环氧树脂或巴代合金等垫层材料。

葛洲坝船闸人字闸门采用

的条式（或块式）支枕垫，埋入闸墙的枕座采用焊接件，支枕垫块直接装在门叶端板或枕座上翼板上，支枕垫块后面都留有间隙，待安装完毕后，在间隙中注入环氧树脂或锌。斜接柱支枕垫座门轴柱支枕垫座

6．3．支枕垫块材料选择及其接触面的设计

图9前苏联常用的人字门支枕垫座门轴柱支枕垫斜接柱支枕垫

6．3．1．材料选择

支枕垫块的材料通常选用不锈钢或选用优质碳素钢上复合不锈钢。采用复合材料的成本较高时，也可以在支枕垫块的接触面上嵌焊不锈钢板。

6.3.2支枕垫块接触面的设计

在工作状态下，支垫块和枕垫块相互接触的方式是面接触还是线接触，对人字门的正常运行影响很大。可以肯定地说，无论是门轴柱还是斜接柱，面对面接触的支枕垫块是不可行的，这种支枕垫不但会引起严重的挤卡，而且会造成严重的偏心支承。大半径的内柱面枕垫块对小半径的柱面支垫块，这是理想的线接触，两者的半径相差多少为最佳呢？目前尚未见到专题性的论文，表6.3.2列举了七种情况。

表6.3.2 支枕垫块接触面的几何形状

7．讨论

（1）无论在关门挡水时，还是在开关门过程中，当人字闸门旋转时，人字闸门都经受反复的加载和卸载，每天至少20次以上，它显然与水工钢闸门不一样，尤其像葛洲坝1号和2号船闸的特大型人字闸门，我国过去从未设计过，在当时，可供参考的资料也不多，最后能完成设计、制造、安装，并基本上安全运行二十年，这是一个巨大的成就。但是，我们不应忽略20多年前由于设计者在认识上的局限性给葛洲坝人字门设计带来的不足和欠妥，就门叶结构而言，包括：①主横梁的截面选择缺乏优化，下部主横梁的应力太高，主横梁端部应力太高，主横梁同一截面上的应力差太大，没有体现拱的特点。②基本上没有考虑低周高应变的疲劳和脆性断裂。③对主横梁端部和边柱的应力分析方法缺乏科研成果的验证，有限元计算也没有弥补设计人员手工计算的不足。④对结构细部设计，缺乏足够的认识。⑤门叶结构选材缺乏推敲，等……。

（2）支枕垫装置和顶底枢装置是人字闸门在不同状态时的支承装置，目前国内外常用的方法在运行中无法达到设计理想分工，尤其是顶枢和底枢，在运行中出现事故，国内外并不少见。事故的根源往往是这两种支承系统互相矛盾引发的。在顶底枢设计中，无法回避的问题就是它们经常承受非正常作用力，这种作用力主要有三种：第一种是当两扇门叶刚进入全关位置前，门轴柱上的支垫块与

闸墙上的枕垫块之间产生卡阻，顶底枢成为撬杠的支点，这就是所谓的撬杠现象；第二种是因支枕垫块的磨损，使支枕垫块之间出现较大间隙，当人字门关门挡水时，顶底枢将承受水压力；第三种是当人字门进入全关位置前坚硬的异物卡入支枕垫块之间，或泥砂不断压积在支枕垫接触面上，使上下支枕垫块受力不匀或顶底枢承受水平力。产生上述不正常作用力的原因是多方面的，我们认为，支枕垫块采用面对面接触，肯定加大了非正常作用力出现的机率，把面接触改为线接触是完全正确的。

（3）为了优化人字门结构的设计，急待开发人字门门体结构的设计计算程序。过去，门体结构全靠手算，完成设计后再作有限元计算，有限元计算对设计的帮助不大。

（4）应对葛洲坝船闸人字门结构中出现的重大问题（如结构开裂、支枕垫挤卡、顶底枢拆装、底枢防淤和冲淤等）进行专题研究，结合三峡永久船闸试运行还可以作原形观测。

人字闸门安装作业指导书

中国水利水电第十工程有限公司安装二处 作业指导书 人字闸门安装 二O一一年三月三十日

批准：曾竟审核：苏利峰校核：胡洪鑫编写：冯相辉

一、前言 本文主要介绍人字闸门及其附件安装的施工方法及控制手段，同时对施工机械、施工材料、施工人员、施工作业环境和安全作业作了相应的要求。对施工程序、检验和测试方法及手段，各阶段质量检验、验收标准和记录作了明确规定。相关的施工质量验收表格和单元施工质量评定表格作为附件附后。 人字闸门的安装主要包括：底枢的安装、门体的组装、顶枢的安装、背拉杆应力调试、门叶跳动值的调试、支枕垫块的调节及环氧砂浆的浇筑，止水的安装、启闭机的安装。 编写本作业指导书新所引用的规范、标准： GB/T14173—2008 《水利水电工程钢闸门制造、安装及验收规范》 SL27—91 《水闸施工规范》 GB17345—89 《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分析》 GB3323—87 《钢熔化焊接接头射线照相或质量分析》 GB8923—88 《涂装前钢材表面锈蚀等级或除锈等级》 SL105—95 《水工金属结构防腐蚀规范》 以下文件，应同时作为安装及质量验收的重要依据。 1、合同文件的专门规定。 2、设计图纸及厂家到货的随机图纸资料。 3、出厂合格证、检查、验收记录。 二、安装流程及工艺措施 1、安装总流程

2、人字闸门的安装 2.1 安装工艺措施要求 技术准备工作、设计图纸校核、根据图纸绘制测量放点图，配合测量工程师放点，同时向各班组进行技术交底后就可以进行安装工作了。 2.2 底枢支承座的安装 2.2.1 安装流程 2.2.2 底枢支承座是人字闸门安装过程中的一个比较重要的环节,它定位的准确性直接关系到以后门叶同心度、跳动值的调节，而且它支撑着整个门叶，因此，底枢支承座安装的好与坏直接关系到整个人字闸门的安装质量。所以在安装过程中

船闸人字门、阀门制造与安装方案

船闸人字门、阀门制造与安装方案 制造通用技术条件 1、金属材料 闸门、运转件及预埋件等所用金属材料和有色金属材料，符合图纸规定，其物理性能和化学成份应满足现行的中华人民共和国标准（GB），若采取图纸以外的材料代替，应事先征得设计部人门和监理工程师批准。进场金属材料应具有出厂合格证及质保单。凡钢板表面存在的缺陷超过GB3274的有关规定时，不得用于本合同工程。 2、焊接材料 (1)、焊条型号焊丝代号及焊剂符合施工图纸规定，当图纸没有规定时，选用与母材强度相适应的焊接材料。 (2)、焊条各项指标应符合GB5117、GB5118、GB983的规定。 (3)、自动焊用的钢丝应符合GB1300或GB8100的规定。 (4)、焊剂应符合GB5293、GB12470的规定。 (5)、焊接材料应具有出厂质量保证书。 (6)、焊条的储存与保管应遵照JB3223的规定执行。 3、止水橡皮 (1)、止水橡皮的材料应符合施工图纸与技术规范的要求,其物理性能见下表1、表2:

止水橡皮的技术指标 GB10706 表1 (2)、止水橡皮的型式、规格及其尺寸误差应满足施工图纸的要求。 (3)、止水橡皮的单根供货长度比施工图纸的单根长度多10%，以备安装损耗用。 (4)、止水橡皮的接头粘接牢靠，采用热接或冷接工艺。 橡塑复合止水的物理机械性能表2

4.复合橡胶防护木 复合橡胶防护木按设计图纸要求在相关厂家订制。 5.防腐、润滑材料 金属结构防腐材料以及转动部位灌注的润滑脂符合图纸和合同的规定，其性能应符合有关标准。 6.焊接 1、焊接板材的下料及待焊边缘的成型: (1)、一类焊缝的板材下料采用数控切割机下料; 焊接坡口采用机 械加工 (2)、二类焊缝的板材下料采用半自动切割机下料; 焊接坡口采用 机械加工或碳弧气刨; 2、所有金属结构的焊接按施工图纸的规定与焊接工艺执行。 3、对一、二类焊缝，施焊前做焊接工艺评定。焊接工艺评定包括焊接材料、焊接工艺评定报告、焊工资格，并按DL/T5018中的有关规定执行。

2018年船闸调度作业考试试题

盐城市阜宁船闸管理所 船闸调度作业考试试题 使用人员：船闸调度人员 考试方式： 闭 卷 答题时长：120分钟 阅卷成绩登记表（阅卷、核分填写） 一、单项选择题（每题1.5分，计30分） 1、风对船舶操纵的影响：（ ） A 、有助推作用 B 、影响航速 C 、发生漂移、横倾、 偏转 D 、影响航速、发生漂移、横倾、偏转 2、确认船舶超载（ ） A 、载重线下沿 B 、载重线上沿 C 、黑杆下沿 D 、货船围板下沿 3、救生衣完全浸没在淡水中______后，其浮力不应降低5%以上。（ ） A 、12小时 B 、24小时 C 、36小时 D 、48小时 4、雾对船舶航行的影响 （ ） （1）了望 （2）吊向 （3）选择航路 （4）保持航向 A 、（1） B 、（1）（2） C 、（3） D 、（1）（2）（3）（4） 5、《内河交通安全管理条例》规定，船舶停泊时应留有_______的船员值班。（ ） A 、全部 B 、1/3 C 、1/2 D 、足以保证船舶安全 6、船舶最大尺度的作用是（ ） A 、靠泊、通过船闸和进出船坞的参考依据 B 、计算总载重量及总吨位的主要尺度 C 、计算装载吨位的主要尺度 D 、丈量登记吨位的主要参数 7、船闸必须配备______。（ ） A 、消防 B 、救生器材 C 、抢险工具和物资 D 、ABC 8、为加强对船闸的管理和养护，确保船闸_______，充分发挥船闸的作用，更好地为过闸船舶和水运事 业服务。（ ） A 、安全 B 、调度 C 、效益 D 、畅通 E 、AD 9、根据《内河交通安全管理条例》的规定，船舶 、浮动设施遇险，必须迅速将遇险的_____，向遇险地海事管理机构以及船舶、浮动设施所有人、经营人报告 。（1）时间、地点 （2）遇险状况 （3）遇险原因 （4）救助要求（ ） A 、（1）（2）（3） B 、（1）（3）（4） C 、（1）（2）（3）（4） D 、（2）（3）（4） 10、我国现行船舶最低安全配员规则是为了确保船舶的船员配备，足以保证船舶安全_____（ ） A 、航行 B 、停泊 C 、作业 D 、ABC 都是 11、船舶过往船闸报闸须交验：（ ） （1）有效的船检证书 （2）船舶营运证书 （3）船舶国籍证书 （4）有效的船检、国籍、营运证书和船员适任证书或证件 A 、（1）（3） B 、（1）（2） C 、（2）（3） D 、（4） 12、船闸的工作原理是（ ）。 A 、杆干原理 B 、连通器原理 C 、浮力原理 13、船闸管理必须确立为_____的宗旨。（ ） A 、效益 B 、方便 C 、航运服务 D 、社会服务 14、船闸的管理和操作人员，应严格遵守管理规章和操作规程，正确履行职责，并应努力做到（ ）。 A 、熟悉水工建筑、闸阀门和机电设备的基本构造和性能； B 、掌握船闸控制运用的水位、水深、流态等基本情况； C 、掌握船闸运行操作一般事故的应急处置措施； D 、掌握船闸和过往船舶之间联系的灯号、旗号及声号； E 、熟悉常过船闸的船舶（队）类型、特性、基本尺度、吨位及航行规律。 F 、ABCDE 15、船闸操作人员必须经过_____。（ ） A 、学习 B 、考试 C 、专门培训 16、船闸应当提高使用效率，缩短船舶过闸时间；确有困难的，可合理定时开放，但船舶等待过闸的时间 一般应不超过____小时。（ ） A 、8 B 、6 C 、4 D 、2 17、船闸建筑物及其设备的保养修理应当制度化，做到 _______；在保养修理的安排上，应尽量减少对通航的影响。（ ） A 、经常养护 B 、及时修理 C 、AB 18、船闸保养分为____。（ ） A 、一级保养 B 、高级保养 C 、例行保养和定期保养 D 、随便保养 19、船闸管理区域包括（ ）。 A 、上下游引航道 B 、待闸区 C 、闸室 D 、船舶锚地 E 、ABC F 、ABCD 20、干舷系指。（ ） A 、在船长中点处从甲板线的下边缘向下量至有关载重线的下边缘的垂直距离。 B 、在船长中点处从甲板线的下边缘向下量至有关载重线的上边缘的垂直距离。 C 、在船长中点处从甲板线的上边缘向下量至有关载重线的下边缘的垂直距离。 D 、在船长中点处从甲板线的上边缘向下量至有关载重线的上边缘的垂直距离。 二、判断题（每题1分，计20分） 1、安全航速是指船舶能够采取适当而有效的避碰行动。（ ） 2、船体有较小的破洞时，应用木楔进行堵漏。（ ） 3、船上的应变部署由船长制定部署表和明确分工。（ ） 单位： 部门：姓名：________________ ………………………………………装………………………………………订…………………………………线…………………………………

液压系统的课程设计

《现代机械工程基础实验1》（机电）之 机械工程控制基础综合实验 指导书 指导教师：董明晓逄波 山东建筑大学 机电工程学院 2013.7.4 一、过山车项目 1、过山车（Roller coaster，或又称为云霄飞车），是一种机动游乐设施，常见于游乐园和主题乐园中。过山车通常采用液压弹射器提速。弹射系统由高速液压缸、活塞式蓄能器以及大流量高速开关阀等三部分组成液压系统原理图如下：

2、过山车机械结构设计方案图 3、该方案的应用坦克仿真驾驶平台的起伏效果、混凝土搅拌机、塔式起重机、车辆驱动传动系统，液压起升平台 4过山车液压节能回收装置。液压系统设计中的节能问题主要是降低系统的功率损失，液压系统的功率损失会使系统的总效率下降、油温升高、油液变质，导致液压设备发生故障。因此，设计液压系统时必须多途径的考虑怎样降低系统的功率损失。其设计如图所示。

二.坦克系统 1、如何驱动庞然大物-坦克，主要依靠液压系统的驱动，导向，制动。机械液压双工 率流向机构，使得来自发动机的动力分两路，流向驱动轮的两侧。其行走系统 液压原理图 2、由于军事工业的需要，为了使坦克更好的适应作战环境（沟壑，险滩等路面凹凸 不平，）有时为了需要不得不从空中运输，从空中迫降，显而易见，处理好减 震已经迫在眉睫。坦克液压减震系统原理图

3、液压式减震器的结构同吸入式泵基本相似，。当履带遇到凸起的路面受到冲击时， 缸筒向上移动，活塞在内缸筒里相对往下移动。此时，活塞阀门被冲开向上，内缸筒腔内活塞下侧的油不受任何阻力地流向活塞上侧。同时，这一部分油也通过底部阀门上的小孔流入内、外缸筒之间的油腔内。这样就有效地衰减了凹凸路面对车辆的冲击负荷。而当车轮越过凸起地面往下落时，缸筒也会跟着往下运动，活塞就会相对于缸筒向上移动。当活塞向上移动时，油冲开底部的阀门流向内缸筒，同时内缸筒活塞上侧的油经活塞阀门上的小孔流向下侧。此时当油液流过小孔过程中，会受到很大的阻力，这样就产生了较好的阻尼作用，起到了减震的目的。液压减震系统机械结构图 4、设计一个减震系统,使得生鸡蛋从5米高的地方下落能够完好

机械机电毕业设计_液压系统设计计算实例

液压系统设计计算实例 ——250克塑料注射祝液压系统设计计算 大型塑料注射机目前都是全液压控制。其基本工作原理是：粒状塑料通过料斗进入螺旋推进器中，螺杆转动，将料向前推进，同时，因螺杆外装有电加热器，而将料熔化成粘液状态，在此之前，合模机构已将模具闭合，当物料在螺旋推进器前端形成一定压力时，注射机构开始将液状料高压快速注射到模具型腔之中，经一定时间的保压冷却后，开模将成型的塑科制品顶出，便完成了一个动作循环。 现以250克塑料注射机为例，进行液压系统设计计算。 塑料注射机的工作循环为： 合模→注射→保压→冷却→开模→顶出 │→螺杆预塑进料 其中合模的动作又分为：快速合模、慢速合模、锁模。锁模的时间较长，直到开模前这段时间都是锁模阶段。 1.250克塑料注射机液压系统设计要求及有关设计参数 1.1对液压系统的要求 ⑴合模运动要平稳，两片模具闭合时不应有冲击； ⑵当模具闭合后，合模机构应保持闭合压力，防止注射时将模具冲开。注射后，注射机构应保持注射压力，使塑料充满型腔； ⑶预塑进料时，螺杆转动，料被推到螺杆前端，这时，螺杆同注射机构一起向后退，为使螺杆前端的塑料有一定的密度，注射机构必需有一定的后退阻力； ⑷为保证安全生产，系统应设有安全联锁装置。 1.2液压系统设计参数 250克塑料注射机液压系统设计参数如下： 螺杆直径40mm 螺杆行程200mm 最大注射压力153MPa 螺杆驱动功率5kW 螺杆转速60r/min 注射座行程230mm 注射座最大推力27kN 最大合模力(锁模力) 900kN 开模力49kN 动模板最大行程350mm 快速闭模速度0.1m/s 慢速闭模速度0.02m/s 快速开模速度0.13m/s 慢速开模速度0.03m/s 注射速度0.07m/s 注射座前进速度0.06m/s 注射座后移速度0.08m/s 2.液压执行元件载荷力和载荷转矩计算 2.1各液压缸的载荷力计算 ⑴合模缸的载荷力 合模缸在模具闭合过程中是轻载，其外载荷主要是动模及其连动部件的起动惯

液压系统的设计步骤与设计要求

液压传动系统是液压机械的一个组成部分，液压传动系统的设计要同主机的总体设计同时进行。着手设计时，必须从实际情况出发，有机地结合各种传动形式，充分发挥液压传动的优点，力求设计出结构简单、工作可靠、成本低、效率高、操作简单、维修方便的液压传动系统。 设计步骤 液压系统的设计步骤并无严格的顺序，各步骤间往往要相互穿插进行。一般来说，在明确设计要求之后，大致按如下步骤进行。 1）确定液压执行元件的形式； 2）进行工况分析，确定系统的主要参数； 3）制定基本方案，拟定液压系统原理图； 4）计算和选择液压元件； 5）液压系统的性能验算； 6）绘制工作图，编制技术文件。 明确设计要求 设计要求是进行每项工程设计的依据。在制定基本方案并进一步着手液压系统各部分设计之前，必须把设计要求以及与该设计内容有关的其他方面了解清楚。 1）主机的概况：用途、性能、工艺流程、作业环境（温度、湿度、振动冲击）、总体布局（及液压传动装置的位置和空间尺寸的要求）等； 2）液压系统要完成哪些动作，动作顺序及彼此联锁关系如何； 3）液压驱动机构的运动形式，运动速度； 4）各动作机构的载荷大小及其性质； 5）对调速范围、运动平稳性、换向定位精度等性能方面的要求； 6）自动化程度、操作控制方式的要求； 7）对防尘、防爆、防腐、防寒、噪声、安全可靠性的要求； 8）对效率、成本等方面的要求。 主机的工况分析

通过工况分析，可以看出液压执行元件在工作过程中速度和载荷变化情况，为确定系统及各执行元件的参数提供依据。 液压系统的主要参数是压力和流量，它们是设计液压系统，选择液压元件的主要依据。压力决定于外载荷。流量取决于液压执行元件的运动速度和结构尺寸。 主机工况分析包括运动分析和动力分析，对复杂的系统还需编制负载和动作循环图，由此了解液压缸或液压马达的负载和速度随时间变化的规律，以下对工况分析的内容作具体介绍。 运动分析 主机的执行元件按工艺要求的运动情况，可以用位移循环图(L—t) ，速度循环图(v— t) ，或速度与位移循环图表示，由此对运动规律进行分析。 1.位移循环图L —t 液压机的液压缸位移循环图纵坐标L 表示活塞位移，横坐标t 表示从活塞启动到返回原位的时间，曲线斜率表示活塞移动速度。该图清楚地表明液压机的工作循环分别由快速下行、减速下行、压制、保压、泄压慢回和快速回程六个阶段组成。 2.速度循环图v —t(或v —L) 工程中液压缸的运动特点可归纳为三种类型。 图为三种类型液压缸的v —t 图，第一种如图中实线所示，液压缸开始作匀加速运动，然后匀速运动，最后匀减速运动到终点；第二种，如图中虚线所示，液压缸在总行程的前一半作匀加速运动，在另一半作匀减速运动，且加速度的数值相等；第三种，液压缸在总行程的一大半以上以较小的加速度作匀加速运动，然后匀减速至行程终点。v —t 图的三条速度曲线，不仅清楚地表明了三种类型液压缸的运动规律，也间接地表明了三种工况的动力特性。 位移循环图速度循环图 动力分析 动力分析，是研究机器在工作过程中，其执行机构的受力情况，对液压系统而言，就是研究液压缸或液压马达的负载情况。 1．液压缸的负载及负载循环图 (1)液压缸的负载力计算。 工作机构作直线往复运动时，液压缸必须克服的负载由六部分组成：

浅述人字闸门顶底枢埋件的安装方法

浅述人字闸门顶底枢埋件的安装方法 摘要：人字门安装的重点与难点之一是埋件安装，其安装精度和安装质量的好坏将直接影响闸门的运行。在人字门埋件安装中，底枢及顶枢是其余埋件安装的基准，应将顶、底枢安装工作作为一个关键点来控制。 关键词：人字闸门；底枢埋件；关键点；安装措施 我单位承建的大寺闸枢纽是涡河上的一座综合性枢纽工程，位于亳州市谯城区大寺镇。新建船闸为其中一个主要建设内容。工程于2005年6月20日动工，按照原定计划于2006年底完成。本工程完工验收的单元工程合格率100%优良率为89%，获水利部“2006年度水利系统文明建设工地”称号。 新建船闸按通航100T级船队设计，闸室净宽10m，长100m。船闸人字门，上闸首闸门尺寸为6.113×9.71 (宽×高)，下闸首闸门尺寸为6.113×11.99 (宽×高)，采用QRWY-2×160 /2×80-4.0m液压启闭机启闭，上下闸首人字门埋件共7.04t。 根据多年施工经验，人字门安装的重点与难点之一是埋件安装，其安装精度和安装质量的好坏将直接影响闸门的运行。因此，在安装之前对施工图纸进行细致阅读，理解设计意图并仔细研究是很有必要的。在人字门埋件安装中，底枢及顶枢是其余埋件安装的基准，应将顶、底枢安装工作作为一个关键点来控制。 (1) 底枢安装： 船闸底枢安装时，根据施工图纸应以闸门的支承中心来控制底枢座的位置，但在实际施工中支承中心在底枢座上无法直接放样得出，因此需要通过计算求出支承中心距转动中心的水平、坚直尺寸，以转动中心来控制底枢座的位置。利用AutoCAD软件中的尺寸标注可以很容易 求出，见示意图： 计算出尺寸后，在底枢座上用画规放样得出纵、横向中心线。复核土建提供的闸孔中心线及门龛边线并据此在闸底板上放出以转动中心为交点的纵、横向中心线。在闸底板的两条中心线上各架设一台经纬仪。经反复调整将底枢座上的中心线与闸底板的中心线调节重合，待高程也调整到设计平面后将框式水平仪放置在底枢座的精加工水平面上，纵、横向两个方向进行观测，待精细调整完毕复测中心线及高程，达到规范要求后将底枢座与一期锚筋相连并焊接牢固，二期砼浇筑前后，对底枢座复测。为了保证安装精度，要按照相关的规范要求进行安装，安装的允许偏差见下表： 底枢安装允许偏差表 蘑菇头中心距设计中心 2.0mm ，蘑菇头中心与顶枢中心连线的垂直度 2.0mm，底座主轴线相对于人字门合力线的平行度 2.0mm，底座工作面的水平度 1/2000，蘑菇头顶面高程 ±3.0mm ，左、右蘑菇头顶面高程差 2.0mm

人字闸门

人字闸门工作时，两扇门叶构成三铰拱以承受水压力；水道开放时，两扇门叶位于边壁的门龛内，不承受水压力，处在非工作状态。人字闸门一般只能承受单向水压力，而且只能在上、下游水位相等，静水状况下操作运行，最常用于通航河道的船闸，作为工作闸门布置在上、下闸首。 人字闸门图册人字闸门的门叶可以作成平面形和圆拱形两种（图1）。圆拱形的门叶主拱肋仅受轴向压力，用料较省，但刚度差，且门龛较深，应用不普遍。通常多用平面形门叶。平面形门叶常用横梁式（图2a），仅在跨度特大的宽扁形水道孔口才用竖梁式（图2b）。人字闸门左右两扇门叶的两个侧端部位均设有竖直的门轴柱和接缝柱。门轴柱顶部和底端设有供旋转支承的门枢，沿竖直侧端有支承装置。两扇门叶上端一般都设有人行便桥。门叶的左右及下侧均设有止水装置，接缝柱也起止水作用。人字闸门关闭时，门叶和闸墙的夹角一般不大于70°。中、小型人字闸门有的设计成可承受双向水压力的布置,这种闸门的门叶和闸墙的夹角不宜大于115°。承受双向水压力的人字闸门，在改变布置形式、结构状况及操作方式后，也可运用于双向水级的小型船闸(图3)。人字闸门的闭门力和启门力用于克服阻力和摩擦力，主要是水平方向的静水阻力和风阻力。启闭机械分别设在水道两侧的岸边上，分为：刚性推拉式如轮盘式、齿杆式、液压活塞式，柔性牵引式如用绳索或链条等。 人字闸门图册 人字闸门工作时，两扇门叶构成三铰拱以承受水压力；水道开放时，两扇门叶位于边壁的门龛内，不承受水压力，处在非工作状态。人字闸门一般只能承受单向水压力，而且只能在上、下游水位相等，静水状况下操作运行，最常用于通航河道的船闸，作为工作闸门布置在上、下闸首。

船闸自动化控制简介

船闸自动化控制方案 2015-09-01 船闸自动化控制系统采用现在主流的工业网络控制计算机、视频采集及处理、

现场智能仪器、光纤通讯等先进技术、采用分层分布式计算机监控结构，组成船闸计算机监控系统。系统能实现实时信息自动采集、传输、处理入库、动态监测监控、动态现场视频监视、远程数据传输、计算机系统故障自动恢复等功能, 可大大提高船闸的自动化管理水平。系统主要由水位传感器、闸门传感器、电机状态检测单元、现场摄像机、视频录像机、船闸手动集控屏、中控室工控机操作台等组成。系统采用现地触摸液晶屏和液晶显示器显示，手动控制和自动控制并存但相互独立，互为冗余备份，全部数据具备断电记忆功能，水位及闸门传感器采用绝对多轴角编码器，工作安全可靠。系统可长期安全可靠连续运行。 安全可靠和先进实用 除选择技术先进、实用、操作方便外，绝对可靠，能在汛期根据上下游水位有效控制闸门开度的自动控制系统。选择具有成熟和先进的分布式计算机控制系统。在生产过程中信息集中管理，操作可集中进行，也可现地进行，使控制危险分散，提高系统的可靠性。 信息分层管理和控制权限分级 本闸门控制系统分为两层，即主控层、现地控制层。 现地控制层根据采集到的信息自动或手动控制闸门设备按一定的程序可靠运行。 主控层负责信息的集中管理和监控，提供可视性人机界面，对系统进行远程控制，处理可能发生的故障和紧急状态，保持系统的整体协调。 现地控制层具有优先级，主控层其次。 系统的开放性和可扩展性 整个系统采用分层分布的网络结构，其网络通讯协议是国际公认的、开放的, 可

以很方便的对系统进行扩展和连接，系统的软硬件均采用模块化设计。使监控系统更能适将来功能的增加和规模的扩充。 经济性和可扩展性说明 在满足工程需要的前提下，选用性能价格比高的控制设备和控制软件。采用的设备充分考虑到易升级换代，并且在升级时可出最大限度地保护原有的硬件设备和软件投次，采用模块化结构，便于维护、检修和升级。同时，根据当前技术发展，采用一些先进的模块组合代替高成本的过时组合，最大地实现系统经济性和可扩展性。网络化组网接口说明 为实现区域化集中控制，预留标准以太网接口，以支持与远程控制终端的连 接，可实现经授权的多远程终端监测查看相关数据，可以同其它设备一起组成区域化测控网络。 系统完成的功能要求如下： 1、现地控制单元主要由LCU现地控制单元对船闸的上下游闸门的冲水阀的启闭，上下游水位、启闭机、电压电流数据的采集和各项动作是安全保护进行控制。 2、中控室计算机控制单元主要是有1-2台工业计算机加上计算机保护设备和通信设备组成，在计算机中安装想要的组态控制软件，实现对船闸的远程自动化控制。 3、视频监控单元是通过在船闸现在个关键点安装相应的工业摄像机，通过光纤汇集到中控室的硬盘录像机中，在监控拼接大屏中显示出来。实现对船闸各个关键点的实时监控和录像。从而保证远控船闸的安全。 4、船闸收费调度系统，是一个专门针对船闸设计的船舶收费调度软件。此软件不但可以记录通过船闸各船舶的信息，还可以打印相关票据，并且按照登记缴费的顺序和船舶的大小与闸室的大小进行合理的调度，提高船闸的通过效率。

人字门安装调试技术分析

三峡永久船闸人字门安装 、概述 三峡永久船闸为双线五级船闸，布置在三峡水利枢纽左岸坛子岭左侧，分 南北两线，中心相距94米。紧靠岸坡的为北线，靠江的为南线，每线船闸主体 段由六个闸首与五个闸室组成，每个闸室有效面积为 34X 284米，船闸总长为 1621米，上下游闸首落差75.3米。 双线船闸的每线船闸均有五个闸室，六个闸首，每个闸首布置有2扇人字门, 六个闸首的人字门分为2种门高，一至四闸首的门高为38.5m,第五和第六闸首 的门高为 37.5m 。 、人字门门叶运输、吊装 每扇人字门在制造厂都按12个分段，重量在55.0?93.0t 之间，其中底节 门叶最重为 93.0t 。门叶在堆放场装车采用400t 汽车吊，用100t 平板车采用平 运的方式，沿指定的路线运输到闸墩位置，由布置在闸墩上的一台 400t 汽车吊 和一台200t 配合抬吊翻身，然后用400t 汽车吊将门叶吊装到安装位置。 三、人字闸门主要技术参数 各闸首人字闸门的主要技术参数见表 1-1。 人字闸门的主要技术参数表 表1-1

四、人字闸门安装难点及对策 三峡永久船闸人字门，具有结构尺寸大、重量大、挡水高度大，安装精度和焊接质量要求高的总体特点。从拼焊的角度来看，有三个特点：一是门叶的平面尺寸大而厚度小，属薄壁型焊接结构，焊接变形控制难度大；二是单扇门叶由多节拼焊而成，拼焊截面多，焊接工程量大，影响焊接质量因素多，对焊接工艺实施过程控制要求严格；三是门叶为悬挂式薄板结构，变形自由度大，在要求保证焊缝质量，减少焊接变形的同时，努力将门叶的焊接应力降到最低，以减少门叶因长久运行而导致过大的时效变形。 根据上述特点和质量要求，人字门安装拼焊在与闸室中心成12度夹角位置, 采取拼装一节、加固一节、焊接一节的方式进行，使每一拼焊断面上的焊缝在上节门叶处于无强制的自由状态下焊接，同时依据焊接工艺评定、以往焊接经验确定的焊接程序、预防焊接变形措施和焊缝预热、焊后消除应力等具体焊接工艺, 以确保人字门安装质量。门叶组装、焊接完成后，进行门体附件及启闭机系统安装。 五、人字门安装施工措施 5.1人字闸门安装流程 人字门的安装工作范围包括：各分段的直立总拼装、配合制造厂对顶枢现场镗孔、背拉杆的安装和调试、防护梁的安装、支枕垫块的安装和垫层灌注、止水

研华船闸调度系统方案

盐河杨庄船闸调度系统方案 系统架构如下： 系统采用WebAccess + Quantum PLC的方式进行搭配，完成整个杨庄船闸系统的调度。 该PLC控制系统能直接和上位机相连，并使用WebAccess软件控制，能在线编程和操作控制，使船闸的控制更为直观。 系统采取程控与分散运行相结合，正常程序运行情况下，系统自动控制闸阀门的开关动作，并具备多重自动保护功能，自动检测动力、控制电源的电压、电流，闸阀门电机电流，自动形成数据库存入计算机，系统管理员能准确了解系统在过去任意时刻动力、控制电压、电流数值，以及电机运行时电流大小情况。由于在上下游闸首及闸室安

放水位传感器，能实时观测船闸三级水位，保证船闸安全运行。 同时，在上下游闸首分别配置一套广播系统，上位机可进行自动广播，操作全部可在操作面板上进行。对通航信号指示灯系统根据船闸运行的实际状况自动进行切换控制。上位机平时显示闸阀门状态画面及三级水位，需要时，可进入报表界面，参数记录界面及故障报报警界面。 控制系统采用施耐德电动操作机构，可实现远程遥控分合闸。在船闸遇特殊情况需断开所有动力电源时，操作员按任一个“急停”按钮后，系统立即断开船闸所有动力电源。在故障排除后，只需按“合闸”按钮，系统自动合上动力电源。此外，考虑到今后扩展、联网的需要，系统的所有开关量、模拟量输入、输出模块留有一定的空余点数，所有控制电缆均留有一定的未用芯数，所有动力电缆的容量也留有一定的裕度。使得一旦系统的功能需要进一步完善，现有的PLC输入输出点及电缆能在一定范围内满足要求。 Quantum PLC 的硬件配置基本如下： CPU模块:140CPU43412A; 电源模块:140CPS11420(双电源冗余); 以太网模块:140NOE77111; 开关量输入模块:140DDI35300 模拟量输入模块:140ACI04000 继电器输出模块:140DRA84000

杭甬运河船闸自动控制与监控系统

２００９年９月 第９期总第４３２期 水运工程 Ｐｏｒｔ＆ＷａｔｅｒｗａｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｓｅｐ．２００９ Ｎｏ．９ＳｅｒｉａｌＮｏ．４３２杭甬运河船闸自动控制与监控系统 崔优凯，李勇伟，耿驰远 （浙江省交通规划设计研究院，浙江杭州３１０００６） 摘要：以通明船闸为例，介绍了杭甬运河上的船闸自动控制与监控系统，包括船闸运行自动控制系统、船闸运行视频监控系统、船闸过闸调度与收费系统。该系统保证船闸的正常运行，具有数据采集与处理，运行监视，控制操作，自诊断和冗余切换等主要功能。 关键词：船闸；机电；调度；收费；ＰＬＣ 中图分类号：Ｕ６４１．３＋４文献标志码：Ａ文章编号：１００２—４９７２（２００９）０９—０１５１—０５ ＡｕｔｏｍａｔｉｃｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｆｏｒＨａｎｇｚｈｏｕ－ＮｉｎｇｂｏＣａｎａｌＬｏｃｋ ＣＵＩＹｏｕ－ｋａｉ，ＬＩＹｏｎｇ－ｗｅｉ，ＧＥＮＧＣｈｉ－ｙｕａｎ （ＺｈｅｊｉａｎｇＰｒｏｖｉｎｃｉａｌＰｌａｎｎｉｎｇ，Ｄｅｓｉｇｎ＆ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ３１０００６，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｉｓｐａｐｅｒｄｅｓｃｒｉｂｅｓｔｈｅａｕｔｏｍａｔｉｃｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍｆｏｒｌｏｃｋｓｏｎＨａｎｇｚｈｏｕ—－ＮｉｎｇｂｏＣａｎａｌ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇｔｈｅａｕｔｏｍａｔｉｃｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅｖｉｄｅｏｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇｓｙｓｔｅｍ，ａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｄｉｓｐａｔｃｈｉｎｇａｎｄｔｏｌｌｃｏｌｌｅｃｔｉｎｇｓｙｓｔｅｍ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌｏｃｋ；ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ＆ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｓｙｓｔｅｍ；ｄｉｓｐａｔｃｈｉｎｇ；ｔｏｌｌ；ＰＬＣ １概述 杭甬运河起自杭州三堡船闸，沿钱塘江上行入浦阳江，南萧山新坝船闸进萧绍内河途经萧山、绍兴、上虞、余姚，终于宁波镇海，全长２３８ｋｍ，全线按内河四Ⅳ级航道标准建设，建成后可通行５００吨级船舶。 杭甬运河分杭州、绍兴、宁波３段建设。杭州段设三堡和新坝２座船闸；绍兴段设塘角、通明、大厍３座船闸；宁波段设蜀山、姚江、大通３座船闸。 自动控制与监控等机电工程是船闸建设的重要组成部分，也是船闸正常运行的关键设施之一。各船闸均设置了自动控制与监控中心和过闸操作控制中心，分别位于船闸管理所的智能控制中心管理室和各船闸运行集控室内（如通明船闸设在上闸首３楼）。过闸操作控制中心负责指挥和监控船只的过闸运行，自动控制与监控中心负责协调和管理上、下闸首集控单元，收集现场有关的信息并作相应处理和存储，负责闸区监控以及调度、收费管理等工作。自动控制与监控系统主要包括自动控制、监控、调度与收费。 每个船闸控制和监控系统目前暂时独立运行，控制系统为全线所有船闸和航道管控一体化的联网预留了接口。由于各船闸自动控制与监控系统基本相同，故本文以通明船闸为例对该系统作详细介绍。 通明船闸自动控制与监控系统于２００６年开始设计，经施Ｔ安装调试，于２００８年底建成投入使用。 ２自动控制系统 ２．１系统构成 根据集中控制和就地分散控制相结合的总体 收稿日期：２００９—０８—１０ 作者简介：崔优凯（１９７卜），女，高级工程师，从事交通机电设计。

滑动水口教程

第一节滑动水口工作特点 一、滑动水口工作原理 滑动水口是通过安装在包底的滑动机构连接、装配在一起的两块开孔的耐火砖相对错位的大小来控制钢流的机构。 上水口和上滑板是固定在机构里，下滑板和下水口安装在拖板里，可以左右移动，上、下滑板内孔重合时，水口开度最大，不重合时，水口关闭。滑动水口拖板借助于液压缸左右移动，下滑板与上滑板用弹簧压紧，使移动过程中滑板间不产生间隙，防止发生滑板漏钢。 滑动水口的优点是改善劳动条件，加快钢包周转，节省耐火材料，减少漏包事故，提高钢水质量，便于炉外精炼。 二、滑动水口结构形式 滑动水口结构形式包括：机械装置部分；驱动部分（手动与液压）；其运动方式有两种： （1）直线往复式当滑板作直线往复运动时，调节滑动板与固定板之间的流钢孔来控制钢流。 （2）回转式滑动板作旋转运动，以调节流钢孔大小和控制钢水流量。三、滑板水口用耐火材料 滑动水口是由上、下滑板和上、下水口4块耐火砖组成。每包钢水的浇注都要通过上、下滑板和上、下水口，因此对它们要求非常严格，首先要求在高温下有足够的强度，以承受钢液的静压力，其次要求上、下滑板的滑面要十分光滑，平整度要高，确保接触严密，保证在浇注过程中不漏出钢水，而且还要耐冲刷、耐侵蚀和有良好的热稳定性，以便能承受温度的急变，钢水的冲刷和熔渣的侵蚀。 1、滑板它是决定滑板水口功能的关键部分。 由于滑板反复接触高温钢水（特别是铸孔部位），蚀损严重，使用条件苛刻。要求滑板具有高强度、耐侵蚀、抗剥落等到良好性能。在浇注过程中保证滑板间不能漏钢水，滑板必须具有以下性能： （1）滑动面应平滑、平整度≤0.05mm； （2）机械强度高； （3）耐钢水和熔渣的侵蚀能力强； （4）不易附着钢水。 过去使用较普遍的是高铝质并以莫来石结合的滑板，它用沥青浸渍后，再

船闸设计计算书(完美版)

第一章} 第二章船闸总体设计 第一章设计资料 一经济资料 1、建筑物的设计等级： 2、高良涧二线船闸按III级船闸、II级建筑物标准设计。 3、货运量： 4、淮河1995年的过闸货运量为1750万吨，年设计通过能力为1750万吨。 5、通航情况： 6、通航期N=360天/年，客轮及工作船过闸次数e n=1,船舶载重量不均匀系数α=，月不 均匀系数β=，船闸昼夜工作时间小时τ=22小时 7、设计船型： 8、 9、 10、 11、见表1-1 二水文与气象资料 \ 1、特征水位及水位组合：见表1-2，1-3 高良涧船闸上游为洪泽湖，下游为灌溉总渠，根据江苏省水利厅规划的洪泽湖调蓄及灌溉总渠控制的情况及可行性研究报告提供的数据进行综合分析后拟定。

2、地质资料及回填土资料 高良涧二线船闸位于洪泽湖大堤，土质较为复杂，上部为人工夯实的湖堤，多为黄色粘土，持力层为粘土、亚粘土、粉砂夹层，但层次划分不明，软硬变化较大，下卧层基本上为承载力较高的砂性土，土层概况见表1-4 # 表1-4 闸址处土层概况表 & 3、地震资料 查江苏省地震烈度区划分图得，该地区属七度区，根据水工建筑物抗震设计规范SDJ—78“对于级挡水建筑物，应根据其重要性和遭震害的危害性可在基本烈度的基础上提高一度”的规定，考虑到本船闸属洪泽湖防洪线上的挡水建筑物，故按地震烈度八度设防。 4、地形资料 地形资料详见“高良涧二线船闸闸址地形图” 5、交通及建筑材料供应情况 水运可直达工地，公路运输亦方便，除木材外，其他材料供应充足，钢材由南京发货、水泥、石料、沙由安徽提供，木材由江西福建运来。 第二节船闸的基本尺度 . 船闸的基本尺度包括闸室的有效长度、有效宽度及门槛水深。 根据设计船型资料，考虑1顶+2×1000T船队两排并列一次过闸、1顶+2×1000与1拖+12×100船队并列过闸、1拖+4×500并列过闸三种组合。计算结果如下：

船闸自动化控制简介

船闸自动化控制方案 简 介 2015-09-01

船闸自动化控制系统采用现在主流的工业网络控制计算机、视频采集及处理、现场智能仪器、光纤通讯等先进技术、采用分层分布式计算机监控结构，组成船闸计算机监控系统。系统能实现实时信息自动采集、传输、处理入库、动态监测监控、动态现场视频监视、远程数据传输、计算机系统故障自动恢复等功能，可大大提高船闸的自动化管理水平。系统主要由水位传感器、闸门传感器、电机状态检测单元、现场摄像机、视频录像机、船闸手动集控屏、中控室工控机操作台等组成。系统采用现地触摸液晶屏和液晶显示器显示，手动控制和自动控制并存但相互独立，互为冗余备份，全部数据具备断电记忆功能，水位及闸门传感器采用绝对多轴角编码器，工作安全可靠。系统可长期安全可靠连续运行。 安全可靠和先进实用 除选择技术先进、实用、操作方便外，绝对可靠，能在汛期根据上下游水位有效控制闸门开度的自动控制系统。选择具有成熟和先进的分布式计算机控制系统。在生产过程中信息集中管理，操作可集中进行，也可现地进行，使控制危险分散，提高系统的可靠性。 信息分层管理和控制权限分级 本闸门控制系统分为两层，即主控层、现地控制层。 现地控制层根据采集到的信息自动或手动控制闸门设备按一定的程序可靠运行。 主控层负责信息的集中管理和监控，提供可视性人机界面，对系统进行远程控制，处理可能发生的故障和紧急状态，保持系统的整体协调。 现地控制层具有优先级，主控层其次。 系统的开放性和可扩展性

整个系统采用分层分布的网络结构，其网络通讯协议是国际公认的、开放的，可以很方便的对系统进行扩展和连接，系统的软硬件均采用模块化设计。使监控系统更能适将来功能的增加和规模的扩充。 经济性和可扩展性说明 在满足工程需要的前提下，选用性能价格比高的控制设备和控制软件。采用的设备充分考虑到易升级换代，并且在升级时可出最大限度地保护原有的硬件设备和软件投次，采用模块化结构，便于维护、检修和升级。同时，根据当前技术发展，采用一些先进的模块组合代替高成本的过时组合，最大地实现系统经济性和可扩展性。 网络化组网接口说明 为实现区域化集中控制，预留标准以太网接口，以支持与远程控制终端的连接，可实现经授权的多远程终端监测查看相关数据，可以同其它设备一起组成区域化测控网络。 系统完成的功能要求如下： 1、现地控制单元主要由LCU现地控制单元对船闸的上下游闸门的冲水阀的启闭，上下游水位、启闭机、电压电流数据的采集和各项动作是安全保护进行控制。 2、中控室计算机控制单元主要是有1-2台工业计算机加上计算机保护设备和通信设备组成，在计算机中安装想要的组态控制软件，实现对船闸的远程自动化控制。 3、视频监控单元是通过在船闸现在个关键点安装相应的工业摄像机，通过光纤汇集到中控室的硬盘录像机中，在监控拼接大屏中显示出来。实现对船闸各

液压系统经典毕业设计.

序号（学生学号）：201140110225 液压课程设计 设计题目：上料机液压系统设计 班级：2011级本机制（2）班 学号：201140110225 设计者：汤特 指导老师：黄磊肖新华黄松林 2014年3月

一．序言 1.设计的目的 2设计的要求 二．工况分析 1. 动力分析（负载分析） 2. 运动分析（速度分析） 3.绘制负载图和速度图 三．确定液压缸 1．液压缸的工作压力 2．液压缸主要尺寸 3．计算最大流量 4．确定液压缸的结构 5. 工况图的绘制 四．拟定液压原理图 1．速度回路的选择比较 2．压力回路的选择比较 3. 换向回路的选择比较 4. 泵的供油方式 5. 确定总的液压原理图（说明清楚各个动作的进油路和回油路的路线） 五．液压元件的选择 1. 泵的选择 2．电动机的选择 3．液压阀的选择 4．辅助原件 六．验算液压系统的性能 1．压力损失验算 2. 温升的验算 七. 总结

一．序言 1、课程设计目的 通过本次设计，让我很好的锻炼了理论联系实际，与具体项目、课题相结合开发、设计产品的能力。既让我们懂得了怎样把理论应用于实际，又让我们懂得了在实践中遇到的问题怎样用理论去解决。在本次设计中，我们还需要大量的以前没有学到过的知识，于是图书馆和INTERNET成了我们很好的助手。在查阅资料的过程中，我们要判断优劣、取舍相关知识，不知不觉中我们查阅资料的能力也得到了很好的锻炼。我们学习的知识是有限的，在以后的工作中我们肯定会遇到许多未知的领域，这方面的能力便会使我们受益非浅。 在设计过程中，总是遇到这样或那样的问题。有时发现一个问题的时候，需要做大量的工作，花大量的时间才能解决。自然而然，我的耐心便在其中建立起来了。为以后的工作积累了经验，增强了信心。同时为毕业设计和今后工作中进行液压系统结构设计打下基础。 2、设计步骤和内容 设计步骤如下： 液压系统的设计步骤和内容大致如下： (1) 明确设计要求，进行工况分析，绘制工况图； (2) 确定液压系统的主要性能参数； (3) 拟订液压系统原理图； (4) 计算液压系统，选择标准液压元件； (5) 液压缸设计，绘制液压缸装配图； (6) 绘制工作图，编写技术文件，如果有些同学能力好，时间宽裕的话并提出电气控制系统控制液压元件的设计。 以上步骤中各项工作内容有时是互相穿插、交叉进行的。对某些复杂的问题，需要进行多次反复才能最后确定。在设计某些较简单的液压系统时，有些步骤可合并和简化处理。 3、题目：上料机液压系统设计 工作循环：快速上升——慢速上升（可调速）——快速下降——

船闸平面设计

航道工程课程设计题目：西江某水利枢纽船闸总体设计

学院：船舶工程学院 专业：港口航道与海岸工程 学号：2011012125 姓名：薛天寒 日期：2015年1月 目录 1. 设计基础资料 (5) 1.1设计依据 (5) 1.2设计标准、规范 (5) 1.3设计背景 (5) 1.4设计资料 (6) 1.5设计船型 (7) 2.船闸总体设计 (7) 2.1船闸基本尺度的确定 (8) 2.1.1闸室有效长度 (8) 2.1.2闸室有效宽度 (9) 2.1.3船闸门槛最小水深 (10)

2.1.4船闸最小过水断面的断面系数 (11) 2.1.5闸首长度 (12) 2.2船闸各部分高程的确定 (12) 2.2.1闸门门顶高程 (12) 2.2.2闸室墙顶高程 (13) 2.2.3闸首墙顶高程 (14) 2.2.4闸首槛顶高程 (14) 2.2.5闸室底板顶部高程和引航道底部高程 (15) 2.2.6导航和靠船建筑物顶部高程 (15) 2.2.7引航道堤顶高程 (16) 2.3引航道平面布置及尺度确定 (17) 2.3.1引航道平面布置 (17) 2.3.2引航道尺度 (17) 2.4船闸通过能力计算 (20) 2.4.1船队进出闸时间 (20) 2.4.2闸门启闭时间 (20) 2.4.3闸室灌、泄水时间 (21) 2.4.4船舶、队进出闸门间隔时间 (21) 2.4.5船闸通过能力 (21) 2.5船闸耗水量计算 (22) 3.闸首、闸阀门及输水系统选择 (24) 3.1闸门的选型及基本尺度计算 (24) 3.1.1门扇长度l n (24) 3.1.2门扇厚度t n (24)

人字门船闸制造工艺

人字门船闸制造工艺 1 工艺流程 1.1 人字门制造工艺流程 施工准备→零构件制造→检验→组装→检验→焊接→检验→机加工→预组装→检验→防腐→检验→竣工验收→出厂。 1.2 零构件制造工艺流程 工艺性审查→工艺设计→备料→划线→下料→边缘加工→零件机加工→零件矫正→检验→组装→检验→焊接→检验→校正→防腐→检验→构件验收→构件成品。 2 工艺性审查 2.1 图样审查：审查图样的绘制是否符合国标规定、是否齐全、视图是否表达清楚、尺寸标注是否正确完整清晰合理、技术要求是否合理，合格后交付施工准备和施工使用； 2.2 结构工艺性审查：审查结构是否有利于减少焊接应力与变形、是否有利于减少施工劳动量、是否有利于施工方便和改善施工人员的劳动条件、是否有利于减少应力集中、是否有利于节约材料和合理使用材料，以制定经济、最有效的工艺方法。 3 工艺设计 3.1 按照技术先进、经济合理、技术可行及良好劳动条件等原则，对产品进行工艺分析，编制制造工艺规程，包括工艺过程卡、加工工序卡和加工简图等工艺文件； 3.2 根据施工实际设计和制造施工所需的各种工装，如夹具、卡马、斜楔、专用吊具、拉杆等必须工具。 4 备料

闸门制造所用材料应符合图纸及有关规范规定，并具有出厂合格证，如无出厂合格证、或标号不清、或数据不全、或对数据有疑问者，应重新进行检验、试验，确认合格后才使用。 5 工艺措施 5.1 拼接 闸门构件在划线、下料之前，如果钢板或型钢尺寸不足时，允许拼接。 5.1.1 钢板拼接：拼接缝开“Y”型或双“V”型坡口，坡口的型式和尺寸按 GB986／985及设计图纸的规定执行，拼接的钢板最小尺寸大于600mm,接缝局部间隙不大于1mm，钢板平面错位不大于0.5mm，采用埋弧自动焊焊接，焊透，并经无损探伤检查合格，然后磨平焊缝。 5.1.2 型钢拼接：拼接缝开双“V”型坡口，接缝局部间隙不大于1mm，平面错位不大于0.5mm，采用手工焊接，焊透，并经无损探伤检查合格，然后磨平焊缝。 5.1.3 钢板拼接缝不允许出现十字交叉焊缝，主梁腹板的拼接缝应距跨中1米以上，且与其轴线倾斜25°~45°，主梁腹板、边梁腹板的拼接缝与其翼板的拼接缝错开500mm以上。 5.2 划线 5.2.1划线选用的量具要求有较高精度、且具有有效使用期内的计量检定合格证（附修正值）； 5.2.2 划线应根据图纸、工序流程卡的要求，在相应材料上进行。 5.2.3 顶梁、底梁、主横梁腹板端头，门轴柱、斜接柱肋板数量较多且形状不规则，应制根据图纸制作样板划线。 5.2.4 划线尺寸按“零件1:1尺寸+割口余量（手工割为2mm,自动割为3mm）+机加工余量+焊接收缩预留量”进行，未裁边钢材加10~15mm裁边量。 5.3 下料 5.3.1 下料前将钢板、型钢矫平、矫直。 5.3.2 规则板件采用半自动切割机，不规则板件采用手工切割，并采用砂轮打磨割口。 5.3.3 小型钢件采用剪切或砂轮切割，大型钢件采用手工切割，并采用砂轮打磨割口。