水电站弧形门液压启闭机的设计毕业设计

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1、1绪论1.1课题背景启闭机在水闸的应用中非常广泛，这是由于油缸内的油液具有缓冲和减震作用，适宜于控制闸门在高水头、不同开度下的无振安全运行；并可对闸门实施下压力，使闸门自重较轻，节约成本。传统的启闭机有螺杆启闭机和卷扬启闭机，近年来液压启闭机在水闸的应用中日渐增多，尤其是江浙沪沿海的发达一带河流入海口处的挡潮闸，液压启闭机的应用尤为广泛。液压启闭机的工作原理是用液压泵把原动机输出地机械能变成液压能，然后经由管道、液压阀进入液压缸，通过液压缸把液压油的液压能变成工作机的机械能，从而驱动水工闸门完成

2、启门和闭门等动作。液压启闭机的油缸与闸门经吊头连接，通过液压油在油缸上下腔的施压与排放、活塞杆在油缸中的伸缩对闸门产生实施推力或拉力，从而达到启闭闸门的目的。启闭机的液压油为柔性工作介质，可减轻闸门局部开启时高速水流对闸门产生的振动，有利于闸门的平稳运行。另一方面，液压启闭机采用的行程检测装置测量准确，并通过控制，实现闸门的自动化控制。行程检测装置采集的信号可传至远方集控室，为实现集中控制和远方自动化控制条件。用于水闸的液压启闭机的工作方式主要有两种：一种是直升门式，闸门为平板门，闸墩上设排架，

3、液压活塞杆埋设于闸墩中，闸门开启时，由两侧活塞杆将闸门垂直顶起；另一种是弧形门式，闸门为常用的弧形门，液压启闭机布置在两侧闸墩的侧面上，闸门启闭时，由两侧的活塞杆将闸门沿弧形轨迹拉起。1.2主要参数表1-1：主要参数表序号名称参数1最大启门力2×630KN2最大闭门力自重闭力3工作行程4700mm4最大行程4800mm5开启速度0.5m/s2设计方案简述液压传动系统是液压机械的一个组成部分，液压传动系统的设计要同主机的总体设计同时进行。着手设计时，必须从实际出发，有机地结合各式各种传动形式，充分

4、发挥液压传动的优点，力求设计出结构简单工作可靠，成本低、效率高、操作简单、维修方便的液压传动系统。液压系统的设计步骤并无严格的顺序，各步骤间往往要相互穿插进行。一般来说，在明确设计要求之后，大致按如下步骤进行：（1）进行工况分析，确定系统的主要参数；（2）制定基本方案，拟定液压系统原理图；（3）选择液压元件；（4）确定液压执行元件的形式；设计要求是进行每项工程设计的依据。在制定基本方案并进行进一步着手液压系统各部分设计之前，必须把设计要求以及与该设计内容有关的其他方面了解清楚。（1）主机的概况：

5、用途、性能、工艺流程、作业环境、总体布局等；（2）液压系统要完成哪些动作，动作顺序及彼此联锁关系如何；（3）液压驱动机构的运动形式，运动速度；（4）各动作机构的载荷大小及其性质；（5）对调速范围、运动平稳性、转换精度等性能方面的要求；（6）自动化程度、操作控制方式的要求；（7）对防尘、防爆、防寒、噪声、安全可靠性的要求；（8）对效率、成本等方面的要求。本次设计主要是启闭机液压系统的设计。综合考虑弧形工作闸门液压启闭机油缸务必倾斜式布置，两端铰链连接，并且在油缸的上端吊头与埋件轴以及下端吊头与闸门

6、吊耳连接处内装自润滑球面滑动轴承，满足使油缸自由摆动，并可以消除启闭机或闸门由于安装等误差造成的对油缸的不利影响。油缸与管路之间需要采用软管连接。本液压系统是为水电站弧形控制闸而设计、制造，用于控制弧形闸门启闭机油缸开启和关闭的液压系统。本系统结构紧凑、布局美观、性能安全可靠、能耗低。本套液压系统由两台泵组供油，控制闸门开启，系统配有压力控制器(HED40A10)、压力传感器（PT301）、电接点温度计(WSSX-411)、液位控制器(YKJD24)，可对系统压力、油液温度及液位高度实现自动控制

7、。每只油缸都配置了行程检测装置，在闸门启闭过程中，能对弧形闸门开度及行程实行全程检测，通过电控、液控进行同步纠编，实现自动调整闸门同步启闭[1]。具体设计见原理图（0-101）：图2.1设计原理图2.1控制过程综述系统采用流量调速阀来控制液压启闭机两侧油缸的进出流量，实现同步运行和纠偏。同时并联手动流量控制阀，便于设备调试和检修时操作油缸和闸门，最大程度地保证了闸门的安全和稳定运行。2.2选材要求在液压启闭机液压油缸各零部件材料的选择上，油缸缸体材料采用优质无缝钢管，活塞杆采用符合GB699的优

8、质45#实心锻钢正火处理、销轴材料采用锻钢40Cr调质处理、并做无损探伤检测，上端盖、下端盖及活塞、吊头材料均采用45钢锻焊结构、其焊缝为Ⅰ类焊缝、并按Ⅰ类焊缝进行检查和探伤。油缸活塞杆强度、油缸内径、活塞宽度、活塞杆导向长度及零部件的公差、配合的设计依据DL/T5167-2002、机械设计手册等相关标准要求，从设计上保障了油缸启闭机性能的先进性及可靠性。弧形工作闸门液压启闭机油缸为倾斜式布置[2]，两端铰接连接，并且在油缸的上端吊头与埋件轴以及下端吊头与闸门吊耳连接处内装自润滑球面滑动轴承，满