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双向门式启闭机项目设计是遵照水布垭水利枢纽设备采购招标文件中有关门式启闭机的技术条款的专用技术条件进行的。该设计完全依照招标合同中的相关规定小车用于电站事故检修门和自备电厂进水塔检修门的启闭操作、以及安装、检修和吊运。上游侧回转吊用于自备电厂拦污栅的启闭及坝面转运和坝面零星物品的吊运。下游侧回转吊用于溢洪道泄洪孔工作弧形门及液压启闭机安装检修和坝面零星物品的吊运。
一、设计依据：水利水电工程启闭机设计规范03 DL/T516700
水利水电工程启闭机制造、安装及验收规范03DL/T501900
起重机设计规范03GB38110
固定卷扬式启闭机通用条件03 SD315及其它技术标准。
二标书中门机的主要技术要求 1. 工作级别 起升 M4 大车行走 M3 小车运行 M2 回转吊 M3 2. 主起升机构 额定启闭力 2X1600 KN 扬程/轨上 40/15 m 起升速度 2.5m/min 吊点距 5.4 m 3. 大车运行机构 运行荷载 2X1400 KN 运行速度 220 m/min 轨距 12.8m 轨道型号 QU120 调速及同步方式 交流变频调速满载调速范围110电气同步 4. 小车运行机构 轨距 8.9 m 运行速度 2m/min 运行荷载 2X1400 KN 轨道型号 QU120 5上游侧回转吊 额定提升力 400 KN 扬程/轨上 20/15 m 起升速度 5 m/min 回转载荷 400 KN 回转速度 0.4 r/min 回转幅度 7 m 回转角度 180° 200° 6下游侧回转吊 额定提升力 300 KN 扬程/轨上 44/15 m 起升速度 5 m/min 回转载荷 300 KN 回转速度 0.4 r/min 回转幅度 18 m 回转角度 180° 200° 我们根据标书中提出的门机功能工作环境及技术要求等依据有关技术规范、标准对门机进行设计。
三、门机的总体设计 门机由小车、上游侧回转吊、下游侧回转吊、大车运行机构、门架、夹轨器、司机室、液压自动抓梁及电气装置等组成。门机设计轨距为12.8m轮距为14m.保证轨上扬程15m
四、小车 小车由起升机构、小车架、小车运行机构、小车机房、电动单梁检修吊等组成。 小车机房顶部装有风速仪和避雷针当风速大于20m/s时通过电子传感器发出声光报警当风速大于36m/s时通过联动夹轨器自动开始工作使门机停止工作。
五、起升机构 起升机构为全封闭齿轮传动双吊点机械同步吊点距5.4m设计中采用分别驱动共有两套驱动装置分别驱动两个卷筒滑轮倍率为6。卷筒采用钢板焊接卷筒卷筒材料Q345B双层缠绕卷筒直径1.6m。钢丝绳型号为38 ZAB6X19WIWR-1770-ZS。 起升机构中减速器采用ZFY硬齿面齿轮传动喷油强制润滑传动比大体积小。在传动的高速级各装设两套制动器一套为工作制动器一套为安全制动器。制动器安全系数大于1.25。制动装置采用液压推动式块式制动器YWZ13系列。 起升机构中还设置有高度指示装置及主令控制器过载保护装置等一系列安全保护装置。其中高度指示装置采用轴角编码器和主令控制器作为高度检测及限位保护并配置有相应的数码显示过载保护装置采用压式传感器来完成对载荷的控制当起升载荷达到额定载荷90时发出警告信号超出额定载荷10时自动切断电源、可靠制动并发出报警信号过载保护装置配置有相应的数码显示。
六、大车运行机构 大车运行机构为分别驱动采用YZPB系列变频电机QSC系列＂三合一″减速器此类减速器具有结构紧凑、传动比较大、重量较轻等特点。车轮材料选用ZG35CrMo。共有16个车轮其中8个主动轮8个从动轮最大轮压为700KN。车轮采用45°剖分结构整体加工。大车运行机构中设置有行程限位装置当门机行走至极限位置时可自动切断运行机构的电源。此外还设置有橡胶缓冲器装置其动能按实际行走速度碰撞时计算。运行机构各润滑点采用电动集中润滑方式。
七、小车运行机构 小车运行机构采用YZR系列电动机经由联轴器制动器、ZDY型减速器Q
八、门架设计 门架由上部结构、门腿、中横梁、下横梁、悬臂梁以及梯子平台组成。上部结构由主梁、端梁组成。门架构件采用闭式箱形截面。门架计算采用有限元分析和人工验算相结合。门架主材料为Q345C。门架结构根据运输条件分为若干分割单元各单元之间采用高强螺栓连接拼装。门腿与上部结构焊接与下横梁连接处采用高强度螺栓连接。 最大运输单元为门架主梁长X宽X高18.8mx1.5mx3.2m重量约25吨.
九、夹轨器和锚定 大车行走装有手电两用夹轨器及锚定装置并有电气联锁开关与风速仪联动当大车停车时电动夹轨器工作自动夹紧大车轨道并发出信号在停电时使用手动夹轨器操作。
十、安全装置 门机装有上下限位开关、高度指示器、超载限制器、风速仪、避雷针并备有紧急电源接口端子以及行程开关、缓冲器及夹轨器等。单个缓冲器的缓冲力为245kN..
十一、自动抓梁 采用YZZ-3系列液压自动抓梁 其特点为 系统准确地检测抓梁下降就位和移轴装置穿脱销的全行程工作状况司机室内装有显示仪表可根据显示仪表的棒图和数字准确地观察到抓梁的就位情况和穿脱销行程情况 各传感器输出均为420mA标准信号可实现PLC和人机界面控制实现互动 各传感器、接线装置和液压泵站之间相对封闭互不渗透 移轴装置采用内置传感器改进了传统裸露的导向槽尤其适应高寒地区和高泥沙含量的水电站门机 系统在2MPa压力下无渗水可在水下200米深处和-50�0�2C80�0�2C的环境条件下正常工作 电缆有加固的防划伤层可有效的防止电缆划伤减少事故的发生。
十二、供电装置 大车采用电缆卷筒供电小车采用电缆滑线供电。
十三、400KN回转吊 回转吊由起升机构、臂架、拉杆、回转机构、转台、司机室、机房等组成。 起升机构为全封闭齿轮传动由电动机、减速器、制动器、卷筒装置等组成。电动机选用YZR型起重专用电机减速器选用ZFY硬齿面齿轮传动喷油强制润滑传动比大体积小。制动器选用YWZ13型电力液压块式制动器卷筒采用单层缠绕的普通绳槽焊接卷筒材料为Q345B卷筒直径为1000mm绳槽间距34 mm。钢丝绳选用金属芯镀锌钢丝绳固定在卷筒两端端部。卷筒轴的端部设有起升行程和极限位置的控制装置。 回转机构由电动机、制动器、回转力矩限制联轴器、JRS63000星轮减速器、回转支承等组成。回转支承采用三排滚柱式电动机选用YZRE型起重专用电机减速器为少齿差星轮减速器。为防止过载保护电动机和传动机构设有极限力矩限制器。在回转角度的极限位置设有限位开关。 其他如臂架、拉杆均采用钢管结构在臂架头部设有滑轮组和荷重限制器。
十四、300KN回转吊 回转吊由起升机构、臂架、拉杆、回转机构、转台、司机室、机房等组成。 起升机构为全封闭齿轮传动由电动机、减速器、制动器、卷筒装置等组成。电动机选用YZR型起重专用电机减速器选用ZFY硬齿面齿轮传动喷油强制润滑传动比大体积小。制动器选用YWZ13型电力液压块式制动器卷筒采用双层缠绕的普通绳槽焊接卷筒材料为Q345B卷筒直径为800mm绳槽间距30 mm。钢丝绳选用金属芯镀锌钢丝绳固定在卷筒两端端部。卷筒轴的端部设有起升行程和极限位置的控制装置。 回转机构由电动机、制动器、回转力矩限制联轴器、JRS63000星轮减速器、回转支承等组成。回转支承采用三排滚柱式电动机选用YZRE型起重专用电机减速器为星轮减速器为防止过载保护电动机和传动机构设有极限力矩限制器。在回转角度的极限位置设有限位开关。 其他如臂架、拉杆均采用钢管结构在臂架头部设有滑轮组和荷重限制器。
十五、电气设备 电气控制系统由主起升机构电气系统、大小车行走机构电气系统、门机供电、照明、接地等部分组成操作系统由控制柜、操作柜、电源箱及显示屏组成。电气系统可以实现门机的操作与控制可监视门机的运行状态并做出判断或报警可实现制动器的控制可实现各个机构数据、运行信号的采集、显示和处理。大车运行采用交流变频调速满载调速范围1:10电气同步。
门式启闭机出厂、验收要求：
1．门式启闭机出厂前，应进行整体组装和试运转，经检查合格方可出厂。出厂产品必须有产品合格证和产品说明书。
2．门式启闭机运到现场后，应对开式齿轮的侧、顶间隙，齿轮啮合接触斑点百分值和轴瓦、轴颈的顶、侧间隙以及主梁的上拱度、旁弯度等进行复测，其结果应符合“规范”规定。
3．门式启闭机电气设备安装、试验、质量等级评定，应按国家与行业现行有关的标准和规范执行。
门式启闭机的稳定性
启闭机的稳定性是指启闭机在不利条件下抵抗翻到，保证稳定的能力。启闭机的稳定性计算，如图4-35所示，可以用静力学的力矩法，也可以考虑用动力学的能量法，用静力学的力矩法，启闭机的稳定条件是：Ga>Pb用动力学的能量法，启闭机的稳定条件足：G△h>E能量法的观点认为处于静态确定的门闭机，在起动、制动和突然卸裁等不稳定条件下，物体运动产生的加速度反映了物体能旦的转换。如符合上述条件，启闭机的重心达不到最高点即返回原位．此种动态稳定性计算的数据复杂，未被采用。目前国内外对起重机稳定性计算祁是按前音的静力学力矩法计算，即使考虑了起动、制动和突然卸载的不稳定条件，也是按照动静法，把动态问题转化为静态考虑。
门式启闭机故障修理：
门式启闭机的起升和运行机构的处理与卷扬式启闭机相同。当门架变形或振动超过许可值时，应进行加固和改变运用方式。当发现车轮有不均匀磨损或磨损过度，可调整门架水平度或进行补焊处理，严重者应更换新轮。若发现轨道表面过度磨损时，可调整车轮间隙或进行修补。
