贵港船闸闸门启闭系统设计浅谈

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1、贵港船闸闸门启闭系统设计浅谈　　摘要：本文浅析贵港船闸闸门启闭机布置、启闭力矩计算和液压系统的设计。关键词：船闸启闭系统内置式行程检测装置1.前言船闸闸门启闭系统是确保船闸正常运行，保证水道畅通的关键。与泄洪系统和引水发电系统相比，通航船闸的液压启闭机有如下特点：运行频繁，启闭速度相对较大，设备故障率少，运行可靠，以满足航运船舶频繁过闸的需要。2.1.2启闭机平面布置由于人字门阻力矩最大峰值产生在开门开始和关门结束两处，并且在开门开始时，启闭机的传动角最小，所以油缸支承中心的布置，首先要满足在开门开始时，启闭机的能力矩要大于启闭阻力矩；且考虑活塞行程尽可能短，启闭力

2、及油压适中，油缸摆动较小等特点和要求及与水工结构的关系，采用了如图1所示的布置方案。2.1.3启闭机启闭能力根据图1所示的启闭机布置，当油缸最大推力为1320kN时，启闭机的最小能力矩为4152.72kN.m，启闭机的启闭能力见表1。启闭机启闭能力矩及活塞杆轴力见图2。2.1.4启闭机结构设计及参数7油缸设计工作压力为17.0Mpa，油缸内径420mm，外径490mm，活塞直径240mm，活塞杆喷镀陶瓷，活塞杆设内置式行程检测装置。关门平均速度：19.2mm/s关门平均流量：59.6l/min最大关门压力：12Mpa（背压2.5Mpa）开门平均速度：28.5mm/s

3、开门平均流量：159.5l/min最大开门压力：15.4Mpa（背压1.2Mpa）2.1.5人字门启闭过程采用的启闭模式2.2充泄水阀门启闭机2.2.1设计参数阀门自重（包括吊重）：10.4t启闭力（已考虑富裕系数K=1.2）：850kN开门总时间：6.0～8.0min关门总时间：2.0min活塞有效工作行程：4000mm2.2.2启闭机结构设计及参数油缸设计工作压力为17.0Mpa，油缸内径320mm，外径490mm，活塞直径160mm。关门平均速度：33.3mm/s关门平均流量：1601/min最大关门压力：2.0Mpa7开门平均速度：11.1mm/s开门平均流

4、量：40.2l/min最大开门压力：14.0Mpa2.2.3充泄阀门的启闭过程采用的启闭模式3.液压系统设计3.1泵站设计为便于加工制造、维护管理，船闸上、下闸首分别采用相同的启闭机和液压系统。全闸上、下闸首左、右两侧共设四个泵站。每个泵站选用二台变量柱塞泵，互为备用。油泵驱动电功率55kW，转速1450rpm.3.2系统设计液压系统控制由五部分组成，分别控制系统压力与系统卸荷回路、人字门启闭机回路和充泄水阀门启闭机回路。系统设有一个压力传感器和四个压力继电器，用于主系统和人字门启闭机及充泄水阀门启闭机开启或关闭压力超载报警。系统压力管路、回油管路，油箱油液过高或过

5、低及油温超限均设报警装置。3.3系统工作原理3.3.1运行程序人字门和充泄阀门的启闭过程均采用7变速慢开启（关闭）—匀速快开启（关闭）—变速慢开启（关闭）的启闭方式，即闸（阀）门开启或关闭的开始速度由零逐渐升到一定速度后匀速运行到预定位置后再减速运行至终点，到终点时速度减至零，这样的启闭方式使人字门启闭平缓，无冲击现象。液压系统原理图见（图7）。3.3.2工作原理①油泵空载启动：电机启动，YV0失电，油泵维持小流量空载运转，系统卸荷。②人字门关闭：慢关闭-快关闭-慢关闭-水位差合拢。慢关闭：电磁铁YV0YV1YV6同时得电，此时油泵流量在慢速区间由零增至100%，系

6、统压力油经插装阀进入人字门油缸无杆腔，有杆腔油经插装阀、回油单向阀及回油滤清器流回油箱。无杆腔压由P1设定。快关闭：当慢速关门结束后，人字门油缸行程传感器或时间设定发出讯号，YV0YV1YV8得电，油泵为100%供油，人字门处于快速关闭，回油经插装阀流回油箱，当快速关闭至设定位置时转为慢速关门YV0YV1YV6得电，YV8失电，油泵流量由100%减至零结束。水位差合拢：当慢速关门结束触动行程开XK1，电机及YV0YV1失电，仅YV6得电，使有杆腔回油有2.5Mpa，闸室冲水过程中，未完全关闭到位的人字门受前后水压差的作用，当此作用力引起有杆腔的压力大于P6设定值时，

7、有杆腔的油经插装阀流回油箱。无杆腔通过单向阀从油箱自吸补油。至人字门完全关闭，行程开头XK5发讯，YV6失电，关门结束。7③人字门开启：水位差自行开启-慢开启-快开启-慢开启水位差自行开启：当充水（或泄水）结束，出现超灌（或超泄）时，YV5得电，油泵空载起动，无杆腔设定背压P5=1.2Mpa，超灌（或超泄）引起的压力大于背压时，人字门自行开启，有杆腔从油箱自行补油，当开启触动XK1开关，转为慢开启-快开启-慢开启。电磁铁YV0YV2YV5同时得电，此时油泵流量在慢速区间由零增至100%，系统压力油经插装阀进入人字门油缸有杆腔，无杆腔油经插装阀（设定背压1.2Mp