【正文】 啟閉。 主要 用于關(guān)閉和開放泄（放）水通道的控制設(shè) 施。 重點(diǎn)研究問題 在平面閘門中，門葉結(jié)構(gòu)的布置、設(shè)計計算；相關(guān)零部件的設(shè)計計算；閘門施工詳圖的繪制。 1 學(xué)生 姓名 學(xué)號 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計制造 及其自動化 課題 名稱 平板定輪閘門 設(shè)計 課題 來源 模擬 任務(wù) 要求 通過本次畢業(yè)設(shè)計，學(xué)生可以掌握關(guān)于平面閘門的主要設(shè)計內(nèi)容和方法，鍛煉學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)知識，對畢業(yè)后走向工作崗位，解決實際問題有所幫助，在設(shè)計中各零部件選用依據(jù)、詳細(xì)計算過程按要求寫出設(shè)計計算說明書一份，繪制設(shè)備圖一張，其余代表性零件繪制滿足畢業(yè)設(shè)計要求。根據(jù)設(shè)計任務(wù)書要求，每一個同學(xué)是對所設(shè)計的題目都要經(jīng)過認(rèn)真仔細(xì)的實習(xí)、調(diào)研，對閘門設(shè) 計形成一個總體印象，設(shè)計時可以從整體把握，從零部件到整體依次進(jìn)行。 設(shè)計 內(nèi)容 1 閘門是 設(shè)置在水工建筑物過水孔口上，用于控制水流的通、 斷或 調(diào) 節(jié) 流量的設(shè)備。水工建筑物的重要組成部分，可用以攔截水流，控制水位、 調(diào)節(jié)流量、排放泥沙和飄浮物等 ，它由 活動部分（也稱門葉）、 埋固部分和啟閉機(jī)械 3 部分組成 ， 閘門分類方法較多，主要有： ① 按閘門的工作性質(zhì)可分為工作閘門、檢 修 閘門和事故閘門，我 們所要設(shè)計的便是檢修閘門。 平面閘門簡介 ① 按總體布置分為組合式（門槽、門葉與操作設(shè)備組成一整體）和分散式（由門葉、門槽和啟閉機(jī)組成，操作時門葉可提出門槽）；② 按閘門門葉組裝形式分為整體門葉式和分節(jié)組成門葉式； ③ 按閘門門葉的支承方式分為滑動支承式和滾動支承式； ④ 按閘門門葉止 2 水位置分為上游止水式和下游止水式； ⑤ 按閘門門葉運(yùn)行移動狀況分為直升式、升臥式、橫拉式和浮箱式等。 ① 門葉結(jié)構(gòu) 由門葉主體、支承、止水裝置和吊耳四個部分組成（圖 1）。設(shè)計水壓力通過板梁支承傳至門槽埋件，分節(jié)的閘門門葉一般都在邊柱處連接。支承部分也是門葉移動的行走部分。其在固結(jié)于門槽內(nèi)的支承軌道上作滑動摩擦運(yùn)動，接觸處是面或線。鏈輪支承是環(huán)繞門葉邊柱由一系列圓柱滾 子組成的形似鏈條式的閉合鏈環(huán)?；瑒又? 平面閘門 承的閘門摩擦阻力大，啟門力大；滾輪支承摩擦阻力小，啟門力也小，但閘門門葉較重；鏈輪支承也作滾動摩擦，其優(yōu)點(diǎn)是由數(shù)目較多的小滾柱承受閘門的水壓力 ,單個輪壓小 ,使得門槽內(nèi)敷設(shè)的軌道斷面小、重量輕。 裝設(shè)在閘門門葉主體上密封孔口的止水裝置一般均為特殊制造的可壓縮耐磨橡膠制品，就其 布置部位分為頂止水、側(cè)止水和底緣 3 止水。 平面閘門的吊耳一般均設(shè)在閘門門葉主體結(jié)構(gòu)上端的頂橫梁上，根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸大小和形式可直接焊固在頂梁上或單獨(dú)制造，然后在現(xiàn)場焊固。門槽的體型分為：矩形方角門槽，一般適用于低流速；矩形錯距斜坡門槽，適用于中流速；特形門槽，適用于高速水流。潛孔式閘門頂止水座板部位一般 稱門楣。 啟閉設(shè)備 閘門門葉運(yùn)移 (開或關(guān) )的操作機(jī)械。啟閉設(shè)備據(jù)以選型的主要參數(shù)是啟閉力和升降揚(yáng)程。 平面閘門布置緊湊，制造較易，使用安全可靠 ,維修方便 ,廣泛用于各類水工建筑物及其他場合。中國水利工程使用最早最多的閘門是平面閘門，目前 4 焊接鋼閘門已普遍采用，從其設(shè)計、制造、安裝及運(yùn)用等諸方面均已達(dá)到世界先進(jìn)水平 水利閘門分類 我們將水利閘門進(jìn)行如下分類： 如果按閘門的工作性質(zhì)可分為工作閘門、檢修閘門和事故閘門。檢修閘 門設(shè)于工作閘門前。事故閘門多設(shè)于深孔工作閘門前，用于建筑物或設(shè)備出現(xiàn)事故時，能在動水中關(guān)閉而在靜水中開啟；兼作檢修閘門時，也稱 事故檢修閘門；需要在限定時間內(nèi)緊急關(guān)閉的事故閘門，稱為快速閘門。 當(dāng)我們按閘門門葉的外觀形狀分為平面閘門、弧形閘門、人字閘門、拱形閘門、球形閘門和圓筒閘門等。對于翻板閘門可借助水力自動啟閉，稱為水力自動閘門。平面閘門和弧形閘門是最常用的門型。閘門的造型與不知，主要是確定閘門與啟閉機(jī)械的設(shè)置位置、孔徑尺寸、閘門與啟閉機(jī)的形式、數(shù)量、運(yùn)行方式及運(yùn)行檢修有關(guān)的布置要求。 閘門的門型應(yīng)根據(jù)工程隊閘門的運(yùn)行要求、閘門設(shè)置部位和啟閉機(jī)的形式，參照各種閘門的特點(diǎn)，通過經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較選定。門體布置是根據(jù)閘門的形式、孔口尺寸和材料來選取合理的門葉結(jié)構(gòu)、零部件的形式和布置。零部件種類盡可能少，盡可能采用標(biāo) 準(zhǔn)化產(chǎn)品。根據(jù)可能發(fā)生的最不利的和在組合情況和選定的結(jié)構(gòu)、零部件布置和材料，確定載荷分配，然后進(jìn)行各個部分構(gòu)件和零部件的設(shè)計計算。 閘門結(jié)構(gòu)計算模型主要還是采用平面體系，即把一個空間承重結(jié)構(gòu)劃分成幾個獨(dú)立的平面系統(tǒng)分別進(jìn)行分析計算。 有關(guān)設(shè)計計算完成后，進(jìn) 行施工圖的繪制。各構(gòu)件本身的截面構(gòu)造及零部件的加工精度和熱處理等。 本次 設(shè)計 課題 的意 義 從閘門發(fā)展到現(xiàn)在，他的設(shè)計已經(jīng)和其他諸如零件設(shè)計一樣有自己的標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計準(zhǔn)則，細(xì)看閘門的用途，我們了解最多的認(rèn)識最清晰的要數(shù)這次實習(xí)見到的水電站閘門 ，但是閘門的使用卻不只局限于此，其他諸如船舶等。閘門失效的嚴(yán)重性不必多講，閘門的使用不會隨著社會的發(fā)展而消失，它會隨著社會的發(fā)展發(fā)揮出更大的作用，未來對于閘門的要求將更加嚴(yán)格，那么我們就需要更加負(fù)責(zé)的態(tài)度去面對！ 預(yù)期的成果及形式 一份不少于 3000 字的開題報告 一份不少于 3000 字的外文翻譯 一份不少于 10000 字的設(shè)計說明書 折合成圖幅為 A0 圖紙 張的繪圖 6 時間安排 第 1—— 2周 確定設(shè)計任；，安排畢業(yè)設(shè)計進(jìn)度；了解課題內(nèi)容，查找相關(guān)資料，搜集整理信息 第 3—— 4周 做畢業(yè)設(shè)計實習(xí)；完成實習(xí)報告，開題報告，對設(shè)計內(nèi)容進(jìn)行熟悉 第 5—— 6周 完成外文翻譯；按分組要求的不同，完成設(shè)計的相關(guān)選型、布置、整體及零部件的全部設(shè)計計算 第 7周 進(jìn)行相關(guān)的計算分析 第 8—— 11 周 完成全部圖紙的繪圖設(shè)計工作 第 12—— 13 周 整理畢業(yè)設(shè)計說明書、整改圖紙 第 14周 畢業(yè)答辯 指導(dǎo)教師意見 簽 名： 年 月 日 備注 [主要參考資料 ] [1].范崇仁 《 水工鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計 》 中國水利水電出版社 [2]. 河海大學(xué) 《 水工鋼結(jié)構(gòu) 》 水利電力出版社 [3]. 嚴(yán)大考 《 結(jié)構(gòu)力學(xué)與鋼結(jié)構(gòu) 》 黃河水利出版社 [4].劉細(xì)龍 陳福榮 《 閘門與啟閉設(shè)備 》 中國水利水電出版社 [5].《 機(jī)械零件設(shè)計手冊 》 冶金工業(yè)出版社 [6]. 《 水電站機(jī)電設(shè)計手冊（金屬結(jié)構(gòu)一） 》 [7]. 《 電力工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)匯編水電卷（金屬結(jié)構(gòu)）部分 》 水利電力出版社 [8]. 《 水利水電工程鋼結(jié)構(gòu)閘門設(shè)計規(guī)范 》 [9]. 河海大學(xué)水電學(xué)院 《 水工鋼閘門 分冊 》 水利水電出版社 10]. 《 水利水電鋼閘門制造安裝及驗收規(guī)范 》 I 摘 要 水利樞紐的主要任務(wù)之一就是攔洪、蓄洪、泄洪，根據(jù)樞紐預(yù)定功能，水流量大小等條件，樞紐設(shè)有表孔、深孔、導(dǎo)流孔、隧洞、放空洞等泄水通道。本設(shè)計是一平板定 輪鋼閘門，所起作用是尾水門兼事故檢修閘門，本文根據(jù)所提供的工程概況，詳細(xì)地論述了閘門的步驟、方法及內(nèi)容。 關(guān)鍵字：平板定輪閘門、門葉、頂節(jié)。 它是水工建筑物的重要組成部分之一， 可以根據(jù)需要封閉建筑物的孔口，也可以全部或局部開啟孔口，用于調(diào)節(jié)上下游水位和流量，從而獲得防洪、灌溉、供電、發(fā)電、通航、過木過筏等效益，還可以用于排除漂浮物、泥沙、冰塊等，或者為相關(guān)建筑物和設(shè)備的檢修提供必要條件。例如，在一些取水供水工程的輸水管道上一般設(shè)置節(jié)制閘門，用于根據(jù)需要調(diào)節(jié)控制流量，在泵站進(jìn)出口和一些隧道、涵管、倒虹管等的進(jìn) 出水口一般設(shè)置有檢修閘門，為檢修水工建筑物和泵組設(shè)備提供條件，在水庫溢流壩或溢洪道上一般設(shè)置有泄洪工作閘門，用于控制水庫的水位和泄往下游的洪水流量，組大限度地發(fā)揮水庫的功能效益 . 閘門的種類繁多，分類的方法也很多，一般可按閘門的工作性質(zhì)、結(jié)構(gòu)特征、孔口性質(zhì)、使用材料和加工方法等標(biāo)準(zhǔn)來分類。 工作閘門是指水工建筑物正常運(yùn)行時需要關(guān)閉孔口的閘門。但亦有在靜水工作條件下操作的工作閘門，如船閘通航的工作閘門。為防止事故擴(kuò)大，事故閘門一般要求在動水條件下關(guān)閉孔口，截斷水流，在事故清除后，則可根據(jù)具體情況在動水或靜水條件下開啟。 檢修閘門是指水工建筑物或有關(guān)設(shè)備檢修時使用的閘門，一般在靜水條件下操作。 1） 平面閘門 平面閘門是 具有平面擋水板德閘門，它 水工建筑物最常 用的閘門。 至今，在世界各國的工程設(shè)施上平面閘門的采用數(shù)量仍居首位。 簡單的平面閘門只是一塊平面的整板。 平面閘門 根據(jù)其移動方式不同，有直升式、撗拉式、轉(zhuǎn)動式、浮箱式等幾種。一般可按支承 行走部分的結(jié)構(gòu)，分為滑動式、滾輪式、鏈輪式。門葉的塊數(shù)一般是一塊，也有分成兩塊或多塊的。 撗拉式平面閘門是在平面閘門門葉的底部或頂部安裝行走滾輪，可沿軌道橫向移動，因它只能在靜水條件下操作，故多用于船閘閘首工作門 。橫軸轉(zhuǎn)動平面閘門安設(shè)在底部、中部、頂部而分為舌瓣門、翻板門、拍門。一字閘門是指繞 端部轉(zhuǎn)動的平面閘門，也稱掩門。一字門和人字門只能在靜水條件下操作，一般用于船閘閘首工作閘門。它的用法是將空門托運(yùn)到槽位置后，充水時沒有下沉就位。 2） 弧形閘門 弧形閘門也是一種應(yīng)用十分廣泛的門型，它將一塊弧形門葉用支臂鉸支于較座上，一般鉸心就是弧面中心，所以壓力總是通過鉸心，運(yùn)行時 阻力 矩較小。根據(jù)支臂的布置，則有直支臂和斜支臂之分。但是，弧形閘門的設(shè)計、施工和安裝一般比較復(fù)雜，它需要較長的閘墩和墩內(nèi)承受集中推力的鋼筋。 3 露頂式閘門是指當(dāng)閘門關(guān)閉時，閘門門葉頂部高出上游正常水位的閘門。 潛孔式閘門在關(guān)閉孔口時，閘門門葉頂部低于上游正常高水位，此時閘門的四周與孔口周圍接觸，可封閉矩形或圓形孔口。 按閘門（主要指沒有結(jié)構(gòu)）使用的材料可分為鋼閘門、鋼筋混凝土閘門、木閘門等。隨著我國綜合國力和制造技術(shù)的不斷發(fā)展，目前的大中型工程中均采用鋼閘門。 鋼閘門按制造方法的不同又可以分為焊接鋼閘門、鉚接鋼閘門、鑄造鋼閘門等。大、中型鋼閘門中的長直焊縫還可采用自動焊，以減輕勞動強(qiáng)度，加快生產(chǎn)速度，提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低生產(chǎn)成本。要是受現(xiàn)場條件限制，如在冬季氣溫低于零下十五攝氏度的 情況下，難以保證安裝焊縫 的焊接質(zhì)量，閘門安裝接縫可采用螺栓連接。 鑄造 鋼閘門由于孔口尺寸較小、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的情況，如平板閘閥、蝴蝶閥、針型閥等。目前國內(nèi)已有大量專業(yè)制造廠家生產(chǎn)的系列定型產(chǎn)品，可根據(jù)需要選用。 2）鋼筋混凝土閘門和木閘門 鋼筋混凝土閘門制造、維護(hù)比較簡單、造價低廉，適用于偏遠(yuǎn)地區(qū)的一些 小型工程。 木閘門設(shè)有用于孔口和水頭很小的情況。 隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國的鋼產(chǎn)量已經(jīng)位居世界前列，機(jī)械加工和焊接技術(shù)水平也在不斷提高，電力供應(yīng)充足。 平面鋼閘門一般是由可以上下移動的門葉結(jié)構(gòu)、埋固構(gòu)件和啟閉設(shè)備三大部分構(gòu)成。如圖所示為平面鋼閘門的門葉結(jié)構(gòu)總圖。 1)面板 用來直接擋水，并將承受的水壓力傳給梁格。僅對靜水啟閉的門底流速較小的閘門，為了設(shè)置止水的方便，面板可設(shè)在閘門的下游面。由 圖可見，梁格一般包括主梁、次梁（包括水平次梁、豎直次梁、頂梁和底梁）和邊梁。 3）空間聯(lián)結(jié)系 由于門葉結(jié)構(gòu)是一個豎放的梁板結(jié)構(gòu)，梁格自重是豎向的，而梁格所承受的水壓力卻是水平的，因此，要使每一根梁都能處在它所承擔(dān)的外力作用的平面內(nèi)，就必須用聯(lián)結(jié)系來保證每個梁格在閘門空間的相對位置。 橫向聯(lián)結(jié)系位于閘門橫向豎平面內(nèi)，其形式一般為腹板隔板式，也有桁架式 。同時，橫向連接系保證著門葉結(jié)構(gòu)在橫向豎平面的剛度，不使 門頂和門底產(chǎn)生過大的變形。桁架式結(jié)構(gòu)的桿件由橫向聯(lián)結(jié)系的下弦、主梁的下翼緣和另設(shè)的斜桿所組成。 4）行走支承 門葉支承部分應(yīng)用較多的是滑動支承、滾輪支承和鏈輪支承等?；瑒又С惺茄b在門葉主體邊梁處的滑塊。滾動支承是裝在門葉邊梁上的輪子，其在門槽軌道上作滾動摩擦運(yùn)動，接觸處是點(diǎn)或線。這種支承的閘門也稱履帶式閘門。滾輪支承的閘門，根據(jù)閘門特征及梁格布置設(shè)有懸臂（外伸）輪、簡支輪和臺車式輪組 。 5）吊具 用來連接啟閉機(jī)的牽引構(gòu)件。 6）止水 為了防止閘門漏水，在門葉結(jié)構(gòu)與孔口周圍之間的所有縫隙里需要設(shè)置止水（也稱水封）。 裝設(shè)在閘門門葉主體上密封孔口的止水裝置一般均為特殊制造的可壓縮耐磨橡膠制品， 就其布置部位分為頂止水、側(cè)止水和底緣止水。 由門葉的支承軌道、止水密封（座墊）、移動導(dǎo)向墊板和護(hù)角組成。門槽形狀由模型試驗確定 ,以使在門槽部位不產(chǎn)生空蝕或磨蝕 。根據(jù)閘門的工作性質(zhì)在門楣以上設(shè)有一 6 定高度的鋼板胸墻，它是埋設(shè)結(jié)構(gòu)的重要組成部分，其他如主軌、反向軌、底坎等都是埋設(shè)件 啟閉設(shè)備是 閘門門葉運(yùn)移 (開或關(guān) )的操作機(jī)械。啟閉設(shè)備據(jù)以選型的主要參數(shù)是啟閉力和升降揚(yáng)程。 對于小型閘門，常用螺桿式啟閉機(jī)，對于大、中型閘門常采用卷揚(yáng)機(jī)啟閉機(jī)或油壓機(jī)式啟