周紫嫣

船闸人字闸门底枢摩擦副接触应力分析

周紫嫣

（三峡大学 机械与动力学院，湖北 宜昌 443000）

底枢是人字闸门的重要的支承运转部件，其磨损将造成人字闸门失效，影响船闸功能。对闸门底枢摩擦副进行受力分析，对其受闸门自重和外载荷时的接触应力计算公式进行推导，再利用ANSYS软件对闸门底枢蘑菇头受自重和外荷载时的接触应力分布进行有限元分析，将将理论计算结果和有限元结果进行比较，二者误差较小，证明了理论公式的合理性。该公式结果表明：最大接触应力出现在外载荷的垂直接触点；最大接触应力与各点的接触应力随着外载荷的增大而增大，且呈正比关系；接触应力分布关于外载荷倾角有对称分布部分，最大接触应力随着外载荷倾角的增大而增大；闸门底枢半径增大，接触应力减少。

人字闸门底枢；接触应力；理论公式

闸门运转件特别是水下运转件的磨损问题是影响船闸运行的重要原因。底枢是人字闸门的重要运转件，由于运行时所受工况复杂、载荷不对称等影响，容易导致失效。为了延长人字闸门底枢的寿命，从20世纪90年代开始已有针对性的研究[1]，主要集中在选材、构件加工工艺及润滑体系等几方面。司敬阳[2]提出一种全新结构的底枢，在蘑菇头骨架上镶嵌一层可拆卸的高分子工程合金材料MGB，将传统的铜衬套改用坚固耐用、耐腐蚀的不锈钢材料；李玲君[3]在结构上将支承座与枕垫块支承的部位设计成分体式，设置蘑菇头球头弧度大于180°等改善底枢性能，同时设置循环加油装置、有双向密封圈优化底枢的润滑系统、改善底枢的运行条件；……