JTJ 265-1987船闸设计规范(试行) 第五篇 启闭机设计

船闸设计规范
第五篇
启闭机设计
JTJ265
第一章
一般规定·
第一节
适用范围
第二节
第三节
第四节
第五节
第二章
第一节
第二节
第三节
第三章
第四章
第一节
第二节
第三节
第四节
第五节
第五章
第一节
第二节
第三节
第四节
第五节
附录一
附录二
附录三
设计准则
启闭机型式
启闭机布置
启闭机房
启闭机设计参数
启闭时间和速度
启闭机行程
启闭力
启闭机的工作级别
机械传动的启闭机设计
电动机选择
人力驱动装置的一般要求
启闭机零部件的设计
钢丝绳、卷筒、滑轮
平衡重
液压传动的启闭机设计
液压系统压力选定
液压系统的设计.
液压件的设计与选择
液压系统的压力损失验算
油缸结构设计
.........
推拉杆强度计算
管道尺寸的计算
油缸整体稳定验算
...262
第一章一般规定
第一节
适用范围
本篇适用于船闸工作闸门、阀门启闭机（以下第1.1.1条
简称启闭机）的设计。
第二节
第1.2.1条
设计准则
启闭机设计应符合国家有关机械设计标准的规定，关于安全设施可参照《工厂安全卫生规程》中的有关要求。第1.2.2条启闭机设计必须满足运转要求，保证运行可靠，做到技术先进，经济合理，维修方便。第1.2.3条启闭机应逐步实现标准化、系列化和通用化。在同一条河流上相同门型的启闭机，应尽量采用同一种型式。第1.2.4条小型闸门的启闭机，一般采用电动、手摇两用型。大、中型和工作繁忙的小型闸门的启闭机，应设置备用动力设备。0
第1.2.5条
采用双吊点的升降式平面闸门、弧形闸门的启闭机，应考虑同步运行。
人字闸门和三角闸门的启闭机，应能使闸门在关闭终了时较好地吻合。
第1.2.6条
启闭机应运转平稳，闸门、阀门开关至终点位置时，不得发生撞击现象。
第1.2.7条机械传动的启闭机应设制动装置。液压传动的启闭机应设锁紧回路。
第1.2.8条
启闭机应设行程限位装置和超负荷保护装置。0
大、中、小型闸门的划分。见本规范闸门、阀门篇253
第三节启闭机型式
第1.3.1条启闭机的型式应根据闸门、阀门的型式、孔口尺寸、使用条件和加工制造等因素，进行全面的技术经济比较后确定。
大、中型人字闸门、三角闸门和输水阀门的启第1.3.2条
闭机，一般选用液压传动的启闭机。第1.3.3条升降式平面闸门、弧形闸门、横拉闸门的行程大于10米时，宜选用机械传动的启闭机。大型平面闸门、大型弧形闸门的启闭机，应与配置平衡重的方案进行比较后确定。启闭机布置
第四节
第1.4.1条
第1.4.2条
启闭机的布置不得侵占船闸的通航净空和净启闭机宜安装在最高通航水位以上，并应考虑闸门、阀门检修方便。
第1.4.3条人字闸门、三角闸门、弧形闸门的启闭机布置，应根据启闭力大小和行程长短进行优选后确定。第五节启闭机房
启闭机一般应设置机房。机房（除有特殊要求第1.5.1条
和采用提升闸门的机房外）宜采用低层建筑。机房的平面尺寸和净空高度，应满足机房内启闭机安装、检修以及吊运要求。
第1.5.2条
当机房布置在闻项面以下时，应考虑机房的通风、照明和给排水；机房应满足阀门及启闭机安装、拆卸和运输到检修地点的要求。
第1.5.3条
机房应有相应的消防设备。
第二章
启闭机设计参数
第一节启闭时间和速度
船闸口门宽度大于或等于16米时，人字闸门和第2.1.1条
三角闸门的启闭时间一般取为2～3分钟；口门宽度小于16米时，启闭时间一般取为1～2分钟。
第2.1.2条升降式平面闸门及弧形闸门采用卷扬式启闭机时，闸门的升降速度一般不大于6米每分。横拉闸门的横移速度一般不大于12米每分。
当采用液压启闭机时，液压缸的活塞移动速度第2.1.3条
一般不大于4米每分。
条船闸灌泄水阀门启闭机的启闭时间，应符合本第2.1.4条
规范输水系统篇中的有关规定。第二节
第2.2.1条
启闭机行程
启闭机的行程除满足闸门、阀门的工作要求外，还应留有适当的裕度。
第2.2.2条
横拉闸门启闭机，应考虑将闸门拉入门库内检修时所必需的检修行程。
第三节启闭力
第2.3.1条
闸门、阀门启闭机的启闭力，应根据闸门、阀门启闭所需的力或力矩确定。
第三章
启闭机的工作级别
在进行启闭机设计时，应根据其载荷状态和忙第3.0.1条
闲程度确定工作级别。
第3.0.2条
毁荷状态
启闭机的载荷状态划分，见表3.0.2。载荷状态
机构经常承受轻的载荷，偶尔承受最大的载荷机构经常承受中等的载荷，较少承受最大的载荷机构经常承受较重的载荷，也常受最大的载荷第3.0.3条
表3.0.3。
第3.0.4条
分，见表3.0.4。
载薇状茶
启闭机的忙闲程度按设计总工作小时划分，见闲程度
设计总工作小时
3000以下
3000~8000
8000以上
启闭机的工作级别按载荷状态和忙闲程度划工
忙闲程
第四章机械传动的启闭机设计
第一节电动机选择
第4.1.1条启闭机应选用交流电动机。若需选用直流电动机时，必须经过技术经济论证。第4.1.2条电动机的功率，应按启闭机工作级别所相应的负载持续率JC值（轻级：JC15%，中级：JC25%）和电动机静功率选择。
电动机静功率按下式计算：
第4.1.3条
P=K1000m
式中：P一电动机静功率（千瓦）；(4.1.3)
K一一克服惯性的功率增大系数（升降闸门为1，推拉闸门为1.1~1.2)；
F——最大工作载荷（牛）；
V一一对升降闸门为闸门起升速度（米/秒），对推拉闸门为启闭机推拉杆速度（米/秒）；
n机械的总效率。
第二节人力驱动装置的一般要求第4.2.1条启闭机设人力驱动装置时，应按每人持久出力不超过100牛考惠，摇手把半径一般为400毫米，平均操作速度不超过1米每秒。
电动、手摇两用启闭机，应设闭锁装置。人力驱第4.2.2条
动装置部分，应有安全装置。
第三节启闭机零部件的设计
第4.3.1条启闭机零、部件应按正常工作时的最大载荷或所选电动机的额定功率进行设计或选择。第4.3.2条启闭机的齿轮传动：一股采用渐开线齿轮、齿条。渐开线圆柱齿轮基准齿形及其基本参数应符合GB135678的规定，模数应符合GB1357一78的规定。其齿面接触强度和轮齿弯曲强度的计算，应按GB3480一83进行。第4.3.3条启闭机的制动器一般采用电磁式或电液式。制动器的制动力矩：对于升降闸门，取制动轴上静力矩的1.75～225倍；对于推拉闸门，取制动轴上静力矩的1.2~1.5倍。第4.3.4条启闭机的推拉杆或连杆，一般作为两端铰支压杆，按附录一进行计算。其长细比入，不宜大于120。第4.3.5条人字闸门或三角闸门的推拉杆，应设置缓冲装置。缓冲装置按推拉杆最大工作载荷的1.2倍设计，其工作行程除满足闸门塌拱、杆件变形等因素外，还应留有一定余量。第四节钢丝绳、卷筒、滑轮
第4.4.1条卷扬式启闭机宜选用交绕线接触钢丝绳。出入水的钢丝绳宜选用镀锌钢丝绳。第4.4.2条钢丝绳安全系数按下式计算：KS
(4. 4. 2)
式中：n一一钢丝绳安全系数，取5～6。提升门启闭机的钢丝绳取大值；
K一一钢丝绳表面性能系数一般取为1，镀锌钢丝绳取为0.9;
S一—钢丝绳总破断拉力(牛)；
F一一钢丝绳最大工作载荷（牛）。第4.4.3条卷筒或滑轮直径取为钢丝绳直径的20~30倍。258
平衡滑轮直径不应小于滑轮直径的0.6倍。第4.4.4条
钢丝绳偏斜角见图4.4.4，一般Yo或Y不大于5度；Y2不大于2度。
图4.4.4钢丝绳在滑轮和卷筒上的偏斜角YO一在滑轮上的偏斜角Y一在卷简上的钢丝绳偏斜方向与绳槽螺纹方向相同时，钢丝绳与卷筒轴的垂直平面的夹角：Y2一在卷筒上钢丝绳偏斜方向与绳槽螺纹方向相反时+钢丝绳与卷筒轴的垂直平面的夹角。第五节平衡重
第4.5.1条平衡重的配置应尽量减少启门力，并有足够的闭门力，力求提升与下降能力接近，能耗最少。259
第五章液压传动的启闭机设计
第一节液压系统压力选定
第5.1.1条启闭机的液压系统工作压力（系指该系统所属油缸中的最高持续压力）一般不大于12兆帕。第5.1.2条系统试验压力取为系统工作压力的1.5倍。第二节液压系统的设计
第5.2.1条启闭机液压系统的设计应满足闸门、阀门的工作要求，并应满足：
一、液压系统应有安全、卸荷、锁紧等回路；二、液压系统应设有行程控制装置，不得用安全阀来代替行程控制装置；
三、对人字闸门塌拱引起的油缸超压，液压系统应有卸压和补油回路。
第三节液压件的设计与选择
第5.3.1条油泵型式应根据系统对油泵的性能要求确定，油泵规格应根据所需最高工作压力和最大工作流量确定。、所需最高工作压力按下式计算：Pmax=K(p+24p）
式中：Pmax——所需最高工作压力（兆帕）；P——系统工作压力(兆帕)；
p——管路系统的总压力损失（兆帕）；K——富裕系数，一般取为1.251.6。二、所需最大工作流量按下式计算：Qmax=K2EQ
(5.3.1-1)
(5.3.1—2)
式中：Qmar—所需最大工作流量（米3/秒）；Q一一同时动作的油缸最大总工作流量（米3/秒）；K2——系统泄漏系数，—般取为1.1～1.3。三、驱动油泵的功率按下式计算：1000pmaxQmax
式中：P
驱动油泵的功率（千瓦）；
(5.3.1-3)
油泵的总效率，按油泵产品样本或表5.3.1选用。油泵的总效率
油泵名称
总效率
齿轮泵
叶片泵
0.75~0.85
柱塞泵
控制阀应满足液压系统的工作要求；应按通过第5.3.2条
该阀的最高压力和最大流量选择。选择节流阀及调速阀时，还应考虑最小稳定流量。
管道设计应满足下列要求：
第5.3.3条
、管道尺寸应根据通过该管道的最大压力、最大流量和允许流速确定。其中：
1.允许流速按表5.3.3选取；
2.管道尺寸按附录二计算。
管道的允许流速
吸油管道
压油管道
总回油管道
短管道及局部收缩处
允许流速（米/秒）
流量大时取大值
油的粘度小时取大值
二、管道布置应短捷，少转弯。管子弯曲处角度不得小于90度，其最小弯曲半径一般大于管外径的3倍。261
三、软管布置，不应使软管拉紧、扭转和摩擦。软管接头至起弯点的直线段长度不得小于软管外径的6倍，弯曲半径不得小于软管外径的10倍。
油箱设计一般需满足下列要求：第5.3.4条
一、有效容积一般不小于油泵每分钟总流量的5倍；二、过滤器的过滤能力应大于油泵吸油量的2倍；三、吸油管及回油管应插入最低油面以下，吸油管口与箱底、箱壁的距离不得小于管径的3倍。第四节液压系统的压力损失验算液压系统应进行压力损失验算。第5.4.1条
第五节油缸结构设计
油缸壁厚按下式计算：
第5.5.1条
式中：8——油缸壁厚（毫米）；P——系统工作压力(兆帕)；
D——油缸内径(毫米)；
【o)—一油缸材料的容许应力(兆帕)；Co-
——油缸材料的抗拉强度(兆帕)；K——安全系数，一般取为5。
第5.5.2条油缸的主要结构参数（图5.5.2）规定如下：一、油缸的最小导向长度（活塞杆外伸至最大行程时，活塞支承面中点至导向套滑动面中点之距离，见图5.5.2），按下式确定：
(+D）