底軸液壓翻板閘門的設計與應用
一、水力自動翻板閘門概況
水力自動翻板閘門是目前國內***常見的一類自控閘門。它利用杠桿的力矩平衡原理在水壓力及閘門自重的作用下使閘門繞水平鉸軸轉動，從而達到自動啟閉的目的，無需動力源，因而被形象地稱為“翻板閘門”。
由于水力自動翻板閘門具有過流能力強、水位壅高少、結構簡單、制造使用方便、造價低廉、維護簡單等諸多優(yōu)點，因而在小型水電站和中小型蓄水工程中得到了廣泛的應用。近年，隨著治水思路的改變，以及環(huán)境保護意識的增強，水力翻板閘門的應用范圍不斷拓展，在城市園林景觀、旅游、環(huán)保等綜合工程中也得到了較好的應用。水力自動翻板閘門經過幾十年的施工運行管理，積累了很多成功的經驗，已由多鉸式升級換代為滾輪連桿式，閘門的調節(jié)性能和研制技術逐步完善和成熟，但這類閘門在運行中也存在一些問題，集中表現(xiàn)在以下幾個方面：
1.運行環(huán)境
雜草、樹枝等雜物堵塞在鉸座周圍，嚴重影響閘門的啟閉，尤其是漲洪時洪水來勢猛，速度大，沖刷強，漂浮物極易使閘門失控或卡死，汛后清理這些雜物很困難。對于富含泥沙的河流，泥沙極易在門前淤積堵塞造成閘門開啟困難。
2.運行穩(wěn)定性
由于水力翻板閘門的運行環(huán)境和受力情況相當復雜，而設計計算理論目前尚不完善，運行中普遍存在著諸多失穩(wěn)現(xiàn)象，波及閘門的正常工作，輕者能引起工程結構的整體振動，重者可導致閘門、壩坎結構毀壞。影響閘門穩(wěn)定的因素很多，因此要確保閘門運行穩(wěn)定很困難。
3.結構設計
閘門穩(wěn)定性主要來自于連桿的阻尼作用，在進行閘門設計時，滾輪的直徑、連桿的長度及連桿后支點位置，閘門重量的正確選擇等等都需優(yōu)化設計。
4.運行功能
受諸多因素的影響，水力自動翻板閘門大多使用在水質條件較好、水流量不大的小型水利工程上。目前許多發(fā)達國家已逐步放棄水力自動翻板閘門，而多采用底軸液壓翻板閘門。
采用槽鋼外包不銹鋼片的設計。具體方法是在一期混凝土澆筑時，預先在邊墩和底墩埋設適當數(shù)目的固定鋼筋，在每根鋼筋上安裝一顆正向螺絲；安裝槽鋼時，在槽鋼內側相應位置上安裝四顆反向螺絲，用槽鋼內側的微調螺絲將槽鋼調整到設計位置后點焊固定，再進行二期混凝土澆筑。這樣既平整光滑，又安裝到位，再在閘門安裝止水橡皮，滿足了密封止水和減小摩擦的要求。
（6）閘門與堰壩的配合
閘門靜止狀態(tài)時，由于閘門支承點上下受不等水力作用可能始終對液壓馬達和支承軸產生力矩作用，此作用對液壓系統(tǒng)不利。為克服這種不利影響，可以通過改善閘門與堰壩底座配合方式，在堰壩底座中央砌一與閘門等寬小臺階。當閘門上部水受力大時，閘門靠臺階外側布置；當閘門下部水受力大時，閘門靠臺階內側布置；就可達到消除力矩作用。同時對增加閘門與堰壩的密封有利。但不利因素是馬達只能沿一個方向轉動而不能雙向轉動。
（7）閘門的結構設計
閘門的結構設計在兩個方面：重量和結構形式。由于屬外力可控閘門，閘門翻轉和穩(wěn)定性不再靠閘門的重量來維系。閘門重量可大大減輕，閘門的強度和剛度須大大提高，可選擇一些強度高、抗彎性能好的材料來作閘門，結構形式要與周圍環(huán)境相協(xié)調。
（8）污染源控制 液控翻板閘門的污染源主要來自液壓油。液壓油對周圍環(huán)境的污染主要來自液壓系統(tǒng)的泄漏和裝卸、故障維修時的外溢，因此要將液壓系統(tǒng)與外界隔離，作為一個立的單元，注重液壓油收集和管理，使液壓油運行在立的單元內，從而避免對河水和周圍環(huán)境的污染
MXF型鑲銅鑄鐵方閘門及配套的QD型手電兩用啟閉機主要應用于城市給排水行業(yè)中，用以截止、調整水流水位，其安裝、維護簡單方便，使用安全可靠。我公司生產的MXF型鑲銅鑄鐵方閘門的安裝方式可采用靠墻式安裝、法蘭式安裝、澆嵌式安裝等形式，具體根據(jù)用戶需要和特定條件而定。QD型啟閉機是一種多功能的手電兩用啟閉機，啟閉機上配有高度指示器，使用可靠、方便。本套產品通常由：鑲銅鑄鐵方閘門、手電兩用啟閉機、門框、閘板、軸導架和緊固螺栓等組成。
手動插板閥又稱手動閘閥與手動螺旋插板閥,主要由框架、閘板、絲桿、螺母、手輪等零件構成，通過手轉動手輪使絲桿帶動閘板沿水平方上下反復運動，使手動插板閥達到啟閉目的。
電動插板閥使用中注意事項及其特點：插板閥的啟閉件是閘板，閘板的運動方向與流體方向相垂直，插板閥只能作全開和全關，不能作調節(jié)和節(jié)流。閘板有兩個密封面，***常用的模式閘板閥的兩個密封面形成楔形、楔形角隨閥門參數(shù)而異，通常為50，楔式插板閥的閘板可以做成一個整體，叫做剛性閘板；也可以做成能產生微量變形的閘板,以改善其工藝性，彌補密封面角度在加工過程中產生的偏差，這種閘板叫做彈性閘板插板閥關閉時，密封面可以只依靠介質壓力來密封，即依靠介質壓力將閘板的密封面壓向另一側的閥座來密封面的密封，這就是自密封。大部分插板閥是采用強制密封的，即閥門關閉時，要依靠外力強行將閘板壓向閥座，以密封面的密封性。插板閥密封結構可以分軟密封、硬密封結構。
鑄鐵鑲銅閘門主要由門框、門體、導軌、楔緊裝置、密封面等部件組成。
1、主要結構
1) 門框由鑄鐵整體澆鑄而成，門框兩側自帶導槽，精加工之后作門體升降的導軌。門框平面經龍門刨（銑）及立車精加工并分別加工一道槽，以便鑲入青銅密封面。
2) 門體為整體鑄造的方形或圓形平板，并在迎水面自帶“井”字形的***筋，***筋的數(shù)量視閘門規(guī)格大小而定，一般間距為250-500mm之間，門體平面精加工并帶有鑲銅條的槽，以便鑲入青銅密封面，門體兩側精加工與門框側槽配合，形成上下滑軌，可以自由滑動。門體上端有吊耳，φ1200與□1000的閘門吊耳與門體一起澆鑄，超過φ1200與□1000的閘門吊耳為單裝配，門體與吊耳的兩接觸面精加工之后用螺栓固定。
3) 超過φ1200與□1000的閘門須另澆鑄兩段導軌，導軌與門框用螺栓聯(lián)接，導軌用鑄鐵制作，導軌面加工成與門框一樣的槽，并在平面上鑲入青銅，減少門體上下運行時的摩擦力。導軌和門框連接的接觸部位精加工，用螺栓聯(lián)接緊固，導軌與門框導向槽一致。
4) 楔緊裝置：為達到閘門的止水效果，閘門兩側設置楔座與楔塊。楔塊用鑄鐵制成，用螺栓分別與門體和門框上的楔座固定，楔座銑成長孔，便于對楔塊的調整。當閘門的某一處止水效果不好時可局部調整楔塊的位置，減小門體與門框的密封面間隙，從而止水效果。當門體未關到位時或已到位而楔塊尚未楔緊時，需重新調整楔塊。
5) 密封面采用銅條或銅圈分別鑲入門框和門體的槽內，密封面銅條鑲好之后用龍門銑床進行銑削，磨削加工，門框和門體之間的緊密配合。
6) 絲桿由圓鋼車制成梯形螺紋，其精度達到7e級標準，螺紋長度比門體行程高度加長200mm，閘門處于關閉位置時，螺紋超出啟閉機螺母50mm，絲桿總長度超過5000mm時，需作分段加工，其接頭采用圓鋼加工成內圓孔，并用圓鋼鉸制螺栓將絲桿和接頭固定。接頭用固定工裝加工，可與相同規(guī)格的絲桿互換配合。絲桿下部焊有圓鋼銷套，用銷軸與門體吊耳相連。絲桿總長度超過一定長度時，需增設軸導架，軸導架由鑄鐵襯套管安裝在鑄鐵托架上組成，鑄鐵托架固定在池壁上，導管與托架都可在兩個方向進行調節(jié)。
7) 門框、門體一般按5m水頭設計，更高水頭需重新設計，其拉伸、壓縮和剪切強度的安全系數(shù)不小于5，撓度不大于構件長度的1/1500，導軌的拉伸、壓縮和剪切強度的安全系數(shù)不小于5。
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