【毕业论文】平板定轮闸门毕业设计说明书

还有种闸门，升起后平卧在排架上，称为升卧式平面闸门，这类闸门适合用在地震烈度较大启闭排架不宜太高的地方。

撗拉式平面闸门是在平面闸门门叶的底部或顶部安装行走滚轮，可沿轨道横向移动，因它只能在静水条件下操作，故多用于船闸闸首工作门。

转动式平面闸门的形式比较多。

横轴转动平面闸门安设在底部中部顶部而分为舌瓣门翻板门拍门。

竖轴转动的平面闸门有字门和人字门。

字闸门是指绕端部转动的平面闸门，也称掩门。

人字门是由左右两扇绕竖轴转动的闸门组成，在关闭位置时两扇闸门形成三铰拱形形成，字形，故而得名。

字门和人字门只能在静水条件下操作，般用于船闸闸首工作闸门。

浮箱式平面闸门的门叶形如空箱，在水中可以浮动，而当箱内充水时又能沉没在水中。

它的用法是将空门托运到槽位置后，充水时没有下沉就位。

浮箱式平面闸门只能在静水条件下操作，般用于检修闸门。

弧形闸门弧形闸门也是种应用十分广泛的门型，它将块弧形门叶用支臂铰支于较座上，般铰心就是弧面中心，所以压力总是通过铰心，运行时阻力矩较小。

弧形闸门两侧的支臂般成双支臂的形式，对于高度较大的弧形闸门，其支臂也有做成三支臂的形式。

根据支臂的布置，则有直支臂和斜支臂之分。

弧形闸门的支承铰主要分为铰链和焦作两部分，它承受支臂的推力并传到基础上。

但是，弧形闸门的设计施工和安装般比较复杂，它需要较长的闸墩和墩内承受集中推力的钢筋。

按孔口性质分类按孔口性质可以分为露顶式和潜孔式闸门两类。

露顶式闸门是指当闸门关闭时，闸门门叶顶部高出上游正常水位的闸门。

露顶式闸门关闭时，闸门两侧和底缘与门槽埋件接触，般设有止水和底止水装置。

潜孔式闸门在关闭孔口时，闸门门叶顶部低于上游正常高水位，此时闸门的四周与孔口周围接触，可封闭矩形或圆形孔口。

这类闸门的止水要复杂些，尤其是潜孔式弧形闸门的顶止水需慎重处理。

闸门的使用材料分类按闸门主要指没有结构使用的材料可分为钢闸门钢筋混凝土闸门木闸门等。

钢闸门钢闸门具有自重轻承载力大性能和质量稳定施工和维护简单有定的抗震性可减少启闭设备的投资等优点。

随着我国综合国力和制造技术的不断发展，目前的大中型工程中均采用钢闸门。

为了保证安全，延长使用寿命，钢闸门需采取防腐蚀措施，通常采用热喷锌涂封闭漆的方案，在选用涂料时应注意其化学成分，尤其是在水源工程中，般避免对水源造成污染。

钢闸门按制造方法的不同又可以分为焊接钢闸门铆接钢闸门铸造钢闸门等。

焊接钢闸门有制造安装简单工期短等优点，在工程中使用最广泛。

大中型钢闸门中的长直焊缝还可采用自动焊，以减轻劳动强度，加快生产速度，提高产品质量和降低生产成本。

受运输尺寸和重量的限制，大中型闸门制造时通常分解成几块，运到现场后再拼接成整体。

要是受现场条件限制，如在冬季气温低于零下十五摄氏度的情况下，难以保证安装焊缝的焊接质量，闸门安装接缝可采用螺栓连接。

铆接钢闸门由于耗纲量大工艺要求严格制造费用高的缺点，目前已经很少采用。

铸造钢闸门由于孔口尺寸较小结构复杂的情况，如平板闸阀蝴蝶阀针型阀等。

铸造的劳动强度及加工工作量大，费用般较高。

目前国内已有大量专业制造厂家生产的系列定型产品，可根据需要选用。

小型闸门也可用铸铁闸门，有布置简单紧凑耐腐蚀等优点，现在国内些企业，特别是环保行业的制造厂已经有系列的定型产品。

钢筋混凝土闸门和木闸门钢筋混凝土闸门制造维护比较简单造价低廉，适用于偏远地区的些小型工程。

但其辎重偏大加大了启闭设备的容量，并且混凝土有透水性，结构抗震性差，般大中型工程中不推荐采用。

木闸门设有用于孔口和水头很小的情况。

但木材在水中易腐朽，使用寿命有限，需经常更换，所以目前很少使用。

随着我国国民经济的发展，我国的钢产量已经位居世界前列，机械加工和焊接技术水平也在不断提高，电力供应充足。

因此，在工程设计中应有限考虑采用钢闸门。

平面钢闸门的组成平面钢闸门般是由可以上下移动的门叶结构埋固构件和启闭设备三大部分构成。

活动部分埋设部分启闭设备门叶结构的组成门叶结构是用来封闭孔口的活动挡水结构。

如图所示为平面钢闸门的门叶结构总图。

由图可见，门叶结构是由面板梁格横向和纵向连接系行走支撑滚轮或滑块以及止水等部件组成。

面板用来直接挡水，并将承受的水压力传给梁格。

面板通常设在闸门上游面，这样可以避免梁格和行走支撑没于水中而聚集污物，也可以减少因门底过水而产生的震动。

仅对静水启闭的门底流速较小的闸门，为了设置止水的方便，面板可设在闸门的下游面。

梁格梁格用于支撑面板，以减少面板跨度而达到减少面板厚度的目的。

由图可见，梁格般包括主梁次梁包括水平次梁竖直次梁顶梁和底梁和边梁。

它们共同支撑着面板，并将面板传来的水压力依次通过次梁主梁边降低作为考虑受扭影响的安全储备。

边梁所受荷载边梁计算简图如下图十二总应用理论力学知识计算得，最大弯矩最大剪力水柱压力故在挡水时边梁的轴向压力截面特性边梁截面如下图所示图十三截面面积截面形心距截面惯性矩则中和轴处的静矩为强度校核截面边缘最大应力故满足安全要求。

腹板最大剪力故边梁满足强度要求。

因为边梁侧面受主梁次梁及面板的支撑，因此其弯矩平面外的稳定性无需校核，所以边梁设计合理。

中节及底节门叶结构中节门叶结构图十四中节门叶结构图图为中节门叶的结构布置，其中，水平次梁布置在主梁中间处，现将主梁水平次梁和竖直次梁的截面尺寸列与下表中节闸门腹板厚腹板高后翼缘宽后翼缘厚前翼缘宽前翼缘厚水平次梁主梁边梁竖直次梁底节门叶结构图十五底节门叶结构的结构简图。

现将主梁次梁底梁的具体数据列于下表底节闸门腹板厚腹板高后翼缘宽后翼缘厚前翼缘宽前翼缘厚水平次梁主梁边梁竖直次梁底次梁闸门的零部件设计行走支撑装置平面闸门的行走支撑装置包括主行走支撑装置和侧向反响支撑庄子三部分。

行走支撑装置应能在闸门升降连续不断地工作，同时其摩擦阻力要小。

主行走支撑装置承担闸门上的全部水压力，然后通过埋设轨道将荷载传递给闸墩，主行走支撑按闸门移动时的阻力分滑动式行走支撑和滚动式行走支撑两大类。

平面闸门主行走支撑的形式，应根据工作条件荷载和跨度选定。

工作闸门和事故闸门宜采用滚轮或滑轮支撑。

检修闸门或启闭力不大的工作闸门可采用钢或铸铁等材料制造成滑块支撑。

侧向反向支撑装置起导向作用，防止闸门在移动时前后碰撞左右歪斜而受卡，以保证闸门在门槽中顺利启闭。

本闸门采用滚轮式行走支撑。

滚轮计算水工钢闸门的滚轮通常有线接触式和点接触式。

线接触常见的是圆柱形滚轮与平面轨头德轨道的接触，点接触是圆柱形或圆锥形滚轮与弧形轨头德接触和双曲轮与平面轨头德轨道的接触。

滚轮强度计算主要计算其接触应力。

滚轮般用铸钢或合金铸钢制造。

常用铸钢有合金铸钢有等。

滚轮表面还可根据需要进行尼奥面热处理，以提高局部强度与硬度。

荷载小的滚轮可采用铸铁。

本闸门有十二个滚轮，滚轮的计算最大轮压力发生在底节上面的滚轮处，计算最大轮压计算得，作用在滚轮上的最大设计荷载为，滚轮为双曲率的，材料为，滚轮半径，滚轮踏面曲率半径为。

滚轮与轨道接触时的接触应力计算式为由，查表得。

计算得计算结果满足使用要求。

起吊轴及其计算由于该门叶操作机械为尾水门机，利用旁通管充水平压，轴径为，材料为。

起吊轴计算起吊轴计算简图如下图十六则轴孔形式如右图所示轴孔局部紧接承压应力为与启闭机吊头相连接的吊耳板计算轴孔形式如上图所示，每个吊孔拉力为。

图十七轴孔局部紧接承压力为孔壁拉应力计算式中又由于，取则，启闭力计算闭门力计算闭门力计算式为式中摩擦力安全系数，取计算启闭力用的闸门自重修正系数，取闸门自重，为加重块重量，为支撑摩擦力，滚动摩擦力臂，为作用在闸门上的总水压力，为滚轮轴承的平均半径滚轮半径滚轮轴承滚柱直径则止水摩擦力止水橡皮最大滑动摩擦系数，取作用在止水上的压力则上托力底水封预压力则闸门靠自重可以闭门。

启门力计算启门力计算公式为摩擦力安全系数，取计算启门力用的闸门自重修正系数，取闸门自重加重块重量下吸力，作用在闸门上的水柱压力，闸门启门时，支撑形式为滑块支撑，启门水头按计算，又考虑到水头时滚轮接触轨道启门时也要考虑支撑摩阻力闸门与轨道是零间间隙支撑摩阻力滑块最大滑动摩擦系数则滑块支撑摩擦力，滚动摩擦力臂作用在闸门上的总水压力滚动轴承的平均半径滚轮半径滚动轴承滚柱直径故止水摩阻力，止水橡皮最大摩擦系数作用在止水上的压力故尾水门机为，满足要求。

埋件计算根据水利水电钢闸门设计规范附录计算。

每节闸门设计四个主轮四个滑动块。

滑块长度为主轨断面图如下图十八轨道底板砼的承压应力式中滚轮上的最大设计荷载轨道高度轨道底板宽度轨道横断面弯曲应力计算轨道截面抵抗矩轨道底板的混凝土承压应力轨道底板弯曲应力结束语为期十四周的毕业设计马上就要结束了，在这紧张而忙碌的时光中我们紧紧跟随老师的步伐，认真地在做好每个环节。

本次平板定轮闸门设计顶节设计组的主要设计内容如下结合工程情况进行闸门选型平米昂钢闸门的构布置门叶结构行走支撑止水布置设计门槽及埋件启闭力吊耳的设计。

在这次设计中，我们认真学习有关闸门的些知识，本着兢兢业业的态度去完成每个步骤，首先去了三门峡水电站对闸门有了直观的认识，而且在尤老师的带领下我们对闸门设计中的很多问题都有了很明确的理解与体会，对我们的毕业设计有很大的启发与帮助。

本次设计中尽管我们遇到了些问题，由于我们的努力和老师的敬业，我能够完美的完成毕业设计，在此非常欣慰，致谢十四周的忙碌之后，毕业设计结束了，在设计中我们得到了老师们的亲切指导，我们的课题老师尤风老师对工作的认真态度鼓励我们去认真而耐心的去计算每个公式，去完成每个小节的设计，在老师的指导下我们少走了很多弯路，尤老师的专业精神值得我们学习，自此表示感谢。

由于我专业知识的匮乏，设计中的很多环节都会不