马洪静，陈秋红，蒋志刚

（山东水总机械工程有限公司，山东 济南 250100）

随着我国水利事业的迅速发展，水利工程金属结构布置更加复杂多样，大型弧形钢闸门应用越来越广泛，有的弧形闸门的吊耳设置在闸门上部，如果采用弧门启闭机启闭闸门，由于滑轮倍率为1，启闭机的外形尺寸及重量均较大。为了减小外形尺寸及降低成本，采用斜拉式平门启闭机启闭弧形闸门。山东水总机械工程有限公司承建的河南信阳市南湾水库工程，河南信阳市鲇鱼山水库工程的启闭机均设计为斜拉式平门启闭机，下面以南湾水库工程1×400kN斜拉式启闭机的设计为例，总结在启闭机设计中的经验，供大家参考。

1 启闭机布置形式的比较

根据南湾水库工程输水洞金属结构的设计和布置，确定启闭机的容量为1×400kN，扬程为30m，滑轮倍率为4。在设计过程中，对两种方案即常规方案及新型方案进行了比较。

1.1 常规方案

常规的斜拉式启闭机〔见图（1）〕，定滑轮、平衡滑轮均布置在机架上面，在机架的底部设置导向轮，电动机通过减速机使开式齿轮带动卷筒转动，卷筒上钢丝绳又通过动滑轮、定滑轮、平衡轮、导向轮实现吊具的升降。由于这种结构定滑轮、平衡滑轮均布置在机架上面，减速机只能放在开式齿轮的外侧，这样就增大了启闭机的外形尺寸，可此工程属除险加固工程，两台启闭机的距离较小，采用此种结构不能满足空间要求，而且此种结构比较复杂，制造成本较高，如果考虑不周，钢丝绳易与机架相互干拢；绕过导向轮的钢丝绳很容易脱槽，从而影响启闭机的安全使用。不能满足《水电水利工程启闭机设计规范》DL/T5167-2002的要求。

1.2 新型方案

针对常规方案的诸多缺点，进行了反复的分析比较，对启闭机进行了优化设计〔见图（2）〕，将启闭机定滑轮、平衡滑轮布置在机架下面，定滑轮、平衡滑轮装在同一滑轮支架上且采用同一芯轴支撑。这样钢丝绳从卷筒引出，绕过动滑轮，直接绕在机架下面的定滑轮、平衡滑轮上，避免钢丝绳与机架干涉。滑轮支架用高强螺栓连接在机架上，由于钢丝绳斜拉，滑轮支架上的螺栓承受较大的剪切力，在机架上焊抗剪板。卷筒采用螺旋线标准绳槽，卷筒两侧设挡环，双层缠绕,钢丝绳为双联缠绕。钢丝绳偏离绳槽两侧的角度小于2°。选择硬齿面减速机，将减速机布置在开式齿轮的内侧，卷筒轴的一侧装有带主令控制器的高度传感器装置,用于显示闸门的开度和上下极限位置控制。卷扬装置远离大齿轮一侧轴承座下面设有电子式荷重传感器，用于起升荷载大小的信号输出和过载保护。

2 效益分析

根据目前国内水工启闭机设计范例，新型方案设计优于常规方案设计，且新型方案具有设计合理，结构紧凑的特点，新型方案节省了导向轮，平衡滑轮支架。由于减速机可以放在开式齿轮的内侧，减小了启闭机的外形尺寸。其整机质量比一般弧门机减小1/2左右，比常规方案斜拉式启闭机质量减小1/4左右。经过对启闭机的优化设计，降低了成本，取得了较好的经济效益。

3 应用前景

近年来,水利工程中斜拉式启闭机的应用越来越广泛,在固定卷扬启闭机采用这种新型方案是十分理想的,而且随着启闭机的应用不断增加,这种斜拉式启闭机将具有广泛的推广价值及良好的发展前景。

[1]刘细农，陈福荣.闸门与启闭设备.中国水利水电出版社，2002.

[2]刘登有.水利机械设备.水利电力出版社，1985.