富蕴县杜热水库泄洪冲砂闸弧形工作门启闭力计算及启闭机选型

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇富蕴县杜热水库泄洪冲砂闸弧形工作门启闭力计算及启闭机选型范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

【摘要】本文主要针对富蕴县杜热水库泄洪冲砂闸弧形工作门（露顶弧门）在选定门形及埋件安装条件下，计算闸门的启闭力，进行启闭机的选型。

【关键字】：露顶弧门，启闭力计算，稳定校核

【 abstract 】 this paper mainly for FuYunXian du hot water discharge ChongShaZha arc work gates (Lou top arc door) in selected door and built-in parts under the condition of form installation, calculation of the gate opening and closing power, for opening and closing of the selection of the machine.

【 keywords 】 : uncover top arc door, open the force calculation, stability checking

中图分类号：TV62文献标识码：A 文章编号：

一、计算条件

水容重γ=1 t/m3；

设计水头 Hs=4.1m；

孔口宽度 B=12m；

闸门高度 h=4.1m；

弧门半径 R=5.1m；支铰高度 h＇=3.8m；闸门重量 G=11.5 t

闸门全关位置，通过吊点的径向线与弧门面板外缘交点以下部分的弧长 S1=537 mm；闸门全开时，其底缘离底槛垂直距离 a=5.5m。

二、总水压力计算

Φ1=sin-1(Hs-h,)/R=0.0589rad=3.3723°；Φ2=sin-1(h,/R)= 0.8407rad=48.1675°；Φ=Φ2+Φ1=0.8995 rad=51.5398°

门底径向线与铅垂线夹角α=COS-1h,/R=0.7301 rad=41.8325°

总弧长 S=ФR=4.588 m=458.8 cm；上游水平分力 Ps=0.5γHs2B=100.9 t；上游垂直分力 Vs=0.5γR2[φ-2sinφ1cosφ2-0.5(sin2φ2-sin2φ1)]B=59.7 t；总水压力 P = =117.2 t；总水压力与水平线夹角Φ0=tan-1(Vs/Ps)= 0.5347 rad=30.6387°

三、摩阻力矩的计算

（一）门重阻力矩MG

门重力臂 r1=0.8Rsin(Φ/2+α)= 3.772 m，其中: R=5.1 m，Φ/2+α=1.1799 rad，则MG=Gr1=43.41 t/m。

（二）侧水封摩阻力矩Mzs侧

1、侧水封压力Pzs侧

侧水封L型水封预压9mm时每米长度的压缩力为q侧= 0.3t/m

侧水封预压力P1 = q侧*l=2.75 t

侧水封在水压作用下的压力P2 = pbl=0.85 t

其中：p ― 平均水压强度，p = γHS/2 =2.05 t/m2；b ― 侧水封接触宽度，b =0.045 m；l ― 侧水封总长，l =2S=9.18 m。

则，Pzs侧 = P1+P2 =3.60 t

2、侧水封阻力Tzs侧 （水封座板表面镶焊不锈钢板)

水封摩擦系数f,1=0.5，则，Tzs侧 = f.1• Pzs侧=1.80 t

3、侧水封阻力在X、Y方向的分力Tx2、Ty2

Tx2 = Tzs侧•cos( α+Ф/2)= 0.69 t

Ty2 = Tzs侧•sin ( α+Ф/2)= 1.66 t

4侧水封摩阻力矩Mzs侧

侧水封摩阻力臂 r2=R-0.5b=5.078 m ，Mzs侧 = Tzs侧•r2 =9.14 t/m

（三）支铰轴摩阻力矩Mzd

支铰轴套材料为ZQSn10-1，取摩擦系数f3 =0.13；支铰轴摩阻力Tzd = f3•P =15.24 t。

支铰轴半径 r=0.1 m，支铰轴摩阻力矩 Mzd = Tzd•r =1.52 t/m。

（四）启门时总阻力矩Mmax=nT(Mzd+Mzs侧)+n.GMG=60.54 t/m

（五）闸门全开时总阻力矩M,max=nTM,zs侧+n.GM,G=44.75 t/m

侧水封摩阻力矩M,zs侧=f,1P1*r2=6.99 t/m

闸门全开时门重力臂 r,1=0.8RCOS(Φ/2+γ)= 2.87 m

闸门全开时门重阻力矩M,G=r,1G=33.06 t/m

四、闭门力FW的计算

启闭力臂R2=5.09 m

FW=[nT(Mzd+Mzs侧)-nGMG]/R2=-5 t

其中:摩阻力安全系数 nT=1.2

自重修正系数 nG=0.9

FW＜0，不需增加配重。

五、启门力FQ的计算

FQ=[nT(Mzd+Mzs侧)+n,GMG]/R2=11.9 t，其中自重修正系数 n,G=1.1。

闸门全开时 F,Q=M,max/R1=8.8 t，其中：启闭力臂R1=5.094 m。

六、启闭机容量选择

S1对应的圆心角 β=S1/R=0.1052 rad=6.0289°

吊点中心所在的园弧半径R,=R+0.14=5.24m

下吊点B距弧门支铰中心水平距离 X1=R,SIN(α+β)= 3886 mm

下吊点B距底槛垂直距离 Y1=h.-R,COS（α+β）=284 mm

闸门全开位置，吊点径向线与弧门面板外缘交点至支铰水平线之间的弧长 S2=γR=2270 mm

闸门全开时过底缘的径向线与水平线的夹角γ=SIN-1((a-h,)/R)= 0.3398 rad=19.4712°。闸门全开位置，通过吊点的径向线与水平线夹角γ.=γ+β=0.4451 rad=25.5001°

全开时吊点B,距弧门支铰中心水平距离 X2=R,COSγ.= 4730 mm

全开时吊点B,距底槛垂直距离 Y2=h.+R,SINγ.= 6056 mm

上、下两吊点距离S0=BB,= =5833 mm

X=∣X2-X1∣=844 mm；Y=Y2-Y1=5772 mm

上吊点与弧门支铰中心距离LBO,=[(h,-Y1)2+X12]0.5=5240 mm

下吊点与弧门支铰中心距离LBO=[(Y2-h,)2+X22]0.5=5240 mm

估算启闭机额定容量Q=Mmax/r=11.88 t，其中:启门力臂r=5.09 m

选用QH-2×80kN弧门启闭机，额定容量Q0=160 kN

七、结论

（一）闭门力FW=-5 t＜0，不需增加配重。

（二）启门力FQ= =11.9 t

（三)启闭机选择：估算启闭机额定容量Q=Mmax/r=11.88 t，选用QH-2×80kN弧门启闭机，额定容量Q0=160 kN。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。