【摘 要】水電站門(mén)式啟閉機(jī)是一種專用的門(mén)式起重機(jī)，與通用門(mén)機(jī)相比具有很多特殊的要求。本文簡(jiǎn)要介紹了其特點(diǎn)，并就其設(shè)計(jì)方案的選定、設(shè)計(jì)要點(diǎn)和思路作了研究歸納。 

　　【關(guān)鍵詞】水電站；門(mén)式啟閉機(jī)；特點(diǎn)；設(shè)計(jì)要點(diǎn) 

　　水電站用門(mén)式啟閉機(jī)（以下簡(jiǎn)稱啟閉機(jī)），也稱水電站門(mén)式起重機(jī)，是用來(lái)開(kāi)啟和閉合閘門(mén)達(dá)到控制水的流動(dòng)和截止的一種專用起重設(shè)備。其主要結(jié)構(gòu)和機(jī)構(gòu)一般與通用門(mén)式起重機(jī)大體相同，但在某些方面又具有其特殊性。為使設(shè)計(jì)者對(duì)此有初步了解，筆者根據(jù)自己的工作經(jīng)驗(yàn)和研究，特作以下歸納介紹。 

　　1.門(mén)式啟閉機(jī)特點(diǎn) 

　　水電站用門(mén)式啟閉機(jī)區(qū)別于通用的門(mén)式起重機(jī)主要有以下幾點(diǎn)： 

　�。�1）起升載荷與運(yùn)行載荷不一致。啟閉機(jī)起升能力稱之為啟閉力，這個(gè)力不只是閘門(mén)的重力加上門(mén)槽、淤泥、銹蝕、污物、水壓的阻力，并乘以很大的安全系數(shù)得出的力，這個(gè)力在起升過(guò)程是變化的。運(yùn)行載荷一般只是吊具加上閘門(mén)的載荷。所以一般啟閉機(jī)的啟門(mén)力都大于運(yùn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)行載荷。 

　　（2）利用率低。一般水電站啟閉機(jī)每年使用時(shí)間很少，機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)壽命多屬于輕級(jí)，對(duì)于結(jié)構(gòu)一般不考慮疲勞強(qiáng)度。 

　�。�3）跨度小。由于水工建筑的特點(diǎn)，壩頂或尾水平臺(tái)的寬度都不大，所以一般的啟閉機(jī)的跨度都比較小，跨度大的有十幾米，跨度小的只有幾米。 

　�。�4）速度低。由于啟閉機(jī)要將吊具對(duì)準(zhǔn)閘門(mén)，并使吊起的閘門(mén)沿門(mén)槽上下運(yùn)行，為了方便操作，所以運(yùn)行機(jī)構(gòu)速度要求較低。由于閘門(mén)下降如果速度過(guò)快會(huì)產(chǎn)生很大沖擊，所以起升機(jī)構(gòu)的速度也不宜過(guò)快。 

　�。�5）起升范圍大。由于電站閘門(mén)都是在一定深度的水下，所以啟閉機(jī)的起升范圍都很大，最小的在二十多米，最大的可以達(dá)到100多米。 

　�。�6）對(duì)鋼絲繩、吊具有特殊要求。啟閉機(jī)吊具一般要下到門(mén)槽之中，所以要求在布置鋼絲繩纏繞方式時(shí)，要防止動(dòng)滑輪組、鋼絲繩與水工建筑干涉。由于水下工作環(huán)境的要求，鋼絲繩應(yīng)采用鍍鋅鋼絲繩。動(dòng)滑輪軸承一般采用滑動(dòng)軸承，如果采用滾動(dòng)軸承則應(yīng)考慮密封裝置。對(duì)于軸一般要求鍍鉻或作其他防腐處理。 

　�。�7）帶輔助吊和專用吊具。為滿足水電站的功能要求，啟閉機(jī)一般帶有輔助吊和專用吊具，例如抓梁、清污抓斗、小型回轉(zhuǎn)吊等。 

　　2.啟閉機(jī)的方案設(shè)計(jì)要點(diǎn)和思路 

　�。�1）由于水電站位于特殊環(huán)境，所以一般的移動(dòng)式啟閉機(jī)都各有自己的特殊要求，其構(gòu)造和參數(shù)也是各不相同的。為了滿足用戶的需要，在設(shè)計(jì)門(mén)式啟閉機(jī)時(shí)，需具有以下的基本原始資料： 

　　1）閘門(mén)或攔污柵的基本外形尺寸。 

　　2）額定啟閉力，運(yùn)行機(jī)構(gòu)的額定運(yùn)行載荷。 

　　3）起升和大、小車(chē)的運(yùn)行速度。 

　　4）最大起升范圍，軌上、軌下起升高度。 

　　5）整機(jī)和機(jī)構(gòu)的工作級(jí)別。 

　　6）環(huán)境條件。如風(fēng)載荷、溫度、地震震級(jí)、濕度等。 

　　其他特殊要求，如電氣控制、供電、調(diào)速方式等。 

　�。�2）由于啟閉機(jī)與通用門(mén)式起重機(jī)有諸多不同之處，應(yīng)針對(duì)其特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，以滿足其功能要求，其設(shè)計(jì)要點(diǎn)和思路如下： 

　　1）設(shè)計(jì)遵循的規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)。 

　　啟閉機(jī)實(shí)質(zhì)上就是根據(jù)水電站的實(shí)際工況而設(shè)計(jì)的專用門(mén)式起重機(jī)。由于其特殊性，有關(guān)部門(mén)專門(mén)制定了《水利水電工程啟閉機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范》（SL41-2011）作為啟閉機(jī)的設(shè)計(jì)和使用依據(jù)。 

　　2）工作級(jí)別的確定。 

　　為簡(jiǎn)化工作級(jí)起見(jiàn)，SL41規(guī)范中將工作級(jí)別和載荷狀態(tài)，設(shè)計(jì)壽命聯(lián)系起來(lái)，對(duì)于結(jié)構(gòu)一般就不考慮疲勞強(qiáng)度；啟閉機(jī)的工作級(jí)別只有Q1-輕，Q2-輕，Q3-中，Q4-重這四個(gè)級(jí)別。這與起重機(jī)常用的A1-A8的工作級(jí)別有所區(qū)別。 

　　3）啟閉載荷與運(yùn)行載荷。 

　　由于啟閉力在啟閉過(guò)程中是變化的，所以一般技術(shù)規(guī)格書(shū)中給出的啟門(mén)力是在啟閉過(guò)程中的最大計(jì)算啟閉力。 

　　水利水電工程中的啟閉載荷和運(yùn)行載荷其值往往是不一樣的，啟閉載荷有時(shí)接近運(yùn)行載荷的兩倍，所以在設(shè)計(jì)移動(dòng)式啟閉機(jī)時(shí)，應(yīng)單獨(dú)作為一個(gè)載荷因素提出來(lái)，以便在使用載荷進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算時(shí)（如車(chē)輪）或在載荷組合中加以考慮，使啟閉機(jī)設(shè)計(jì)更加符合使用情況，同時(shí)還可節(jié)約成本。 

　　4）起升機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方案的選擇。 

　　啟閉機(jī)起升機(jī)構(gòu)特點(diǎn)是起升過(guò)程中載荷是變化的，另外就是起升速度低、起升范圍大。起升速度低，這就要求有很大的傳動(dòng)比�，F(xiàn)有的辦法一種是選用大傳動(dòng)比的減速器。這種作法好處是噪音低，維護(hù)保養(yǎng)工作量較小，缺點(diǎn)是造價(jià)高。另一種減速器加開(kāi)式齒輪，這種方法造價(jià)比上一種方法低，缺點(diǎn)是開(kāi)式齒輪組的維護(hù)保養(yǎng)工作量大。 

　　起升機(jī)構(gòu)起升范圍大，通常采用解決方案有減少滑輪組倍率、加大卷筒直徑和長(zhǎng)度、采用雙層或多層纏繞等方式。其中多層纏繞是解決大起升范圍鋼絲繩纏繞的常用方式。主要有帶排繩機(jī)構(gòu)的多層纏繞、自由多層纏繞、折線繩槽卷筒的多層纏繞等。 

　　目前隨著高壩水電站越來(lái)越多，對(duì)啟閉機(jī)起升范圍要求越來(lái)越大，為了滿足大起升范圍的需要，現(xiàn)在多采用多層纏繞。為了保證鋼絲繩均勻的在卷筒上實(shí)現(xiàn)多層纏繞。目前在一些啟閉機(jī)上采用了折線卷筒。折線卷筒是在卷筒兩端中部設(shè)有過(guò)渡斜塊，繩槽是由平行繩槽與斜繩槽組成。過(guò)渡斜塊作用是當(dāng)?shù)谝粚永p繞完成，鋼絲繩可由斜塊平滑的上升到第二層。折線繩槽可以將外層鋼絲繩導(dǎo)入內(nèi)層鋼絲繩所形成的溝槽中。每層繩絕大部分處有繩槽狀況，并有良好的導(dǎo)繩作用，實(shí)現(xiàn)多層有槽纏繞。改善了各層鋼絲繩的接觸情況，對(duì)延長(zhǎng)鋼絲繩壽命十分有利。 

　　綜上所述，水電站用門(mén)式啟閉機(jī)就是一種專用的起重機(jī)，只要我們根據(jù)電站工程的實(shí)際情況，按業(yè)主的特殊要求，結(jié)合啟閉機(jī)的特點(diǎn)，就一定能設(shè)計(jì)出用戶滿意的產(chǎn)品，為水電工程作出貢獻(xiàn)。