底轴液压翻板闸门的设计与应用
一、水力自动翻板闸门概况
水力自动翻板闸门是目前国内***常见的一类自控闸门。它利用杠杆的力矩平衡原理在水压力及闸门自重的作用下使闸门绕水平铰轴转动，从而达到自动启闭的目的，无需专用动力源，因而被形象地称为“翻板闸门”。
由于水力自动翻板闸门具有过流能力强、水位壅高少、结构简单、制造使用方便、造价低廉、维护简单等诸多优点，因而在小型水电站和中小型蓄水工程中得到了广泛的应用。近年，随着治水思路的改变，以及环境保护意识的增强，水力翻板闸门的应用范围不断拓展，在城市园林景观、旅游、环保等综合工程中也得到了较好的应用。水力自动翻板闸门经过几十年的施工运行管理，积累了很多成功的经验，已由多铰式升级换代为滚轮连杆式，闸门的调节性能和研制技术逐步完善和成熟，但这类闸门在运行中也存在一些问题，集中表现在以下几个方面：
1.运行环境
杂草、树枝等杂物堵塞在铰座周围，严重影响闸门的启闭，尤其是涨洪时洪水来势猛，速度大，冲刷强，漂浮物极易使闸门失控或卡死，汛后清理这些杂物很困难。对于富含泥沙的河流，泥沙极易在门前淤积堵塞造成闸门开启困难。
2.运行稳定性
由于水力翻板闸门的运行环境和受力情况相当复杂，而设计计算理论目前尚不完善，运行中普遍存在着诸多失稳现象，波及闸门的正常工作，轻者能引起工程结构的整体振动，重者可导致闸门、坝坎结构毁坏。影响闸门稳定的因素很多，因此要确保闸门运行稳定很困难。
3.结构设计
闸门稳定性主要来自于连杆的阻尼作用，在进行闸门设计时，滚轮的直径、连杆的长度及连杆后支点位置，闸门重量的正确选择等等都需优化设计。
4.运行功能
受诸多因素的影响，水力自动翻板闸门大多使用在水质条件较好、水流量不大的小型水利工程上。目前许多发达国家已逐步放弃水力自动翻板闸门，而多采用底轴液压翻板闸门。
采用槽钢外包不锈钢片的设计。具体方法是在一期混凝土浇筑时，预先在边墩和底墩埋设适当数目的固定钢筋，在每根钢筋上安装一颗正向螺丝；安装槽钢时，在槽钢内侧相应位置上安装四颗反向螺丝，用槽钢内侧的微调螺丝将槽钢调整到设计位置后点焊固定，再进行二期混凝土浇筑。这样既平整光滑，又安装到位，再在闸门安装止水橡皮，满足了密封止水和减小摩擦的要求。
（6）闸门与堰坝的配合
闸门静止状态时，由于闸门支承点上下受不等水力作用可能始终对液压马达和支承轴产生力矩作用，此作用对液压系统不利。为克服这种不利影响，可以通过改善闸门与堰坝底座配合方式，在堰坝底座中央砌一与闸门等宽小台阶。当闸门上部水受力大时，闸门靠台阶外侧布置；当闸门下部水受力大时，闸门靠台阶内侧布置；就可达到消除力矩作用。同时对增加闸门与堰坝的密封有利。但不利因素是马达只能沿一个方向转动而不能双向转动。
（7）闸门的结构设计
闸门的结构设计重点在两个方面：重量和结构形式。由于属外力可控闸门，闸门翻转和稳定性不再靠闸门的重量来维系。闸门重量可大大减轻，闸门的强度和刚度须大大提高，可选择一些强度高、抗弯性能好的材料来作闸门，结构形式要与周围环境相协调。
（8）污染源控制 液控翻板闸门的污染源主要来自液压油。液压油对周围环境的污染主要来自液压系统的泄漏和装卸、故障维修时的外溢，因此要将液压系统与外界隔离，作为一个独立的单元，注重液压油收集和管理，使液压油运行在独立的单元内，从而避免对河水和周围环境的污染
MXF型镶铜铸铁方闸门及配套的QD型手电两用启闭机主要应用于城市给排水行业中，用以截止、调整水流水位，其安装、维护简单方便，使用安全可靠。我公司生产的MXF型镶铜铸铁方闸门的安装方式可采用靠墙式安装、法兰式安装、浇嵌式安装等形式，具体根据用户需要和特定条件而定。QD型启闭机是一种多功能的手电两用启闭机，启闭机上配有高度指示器，使用可靠、方便。本套产品通常由：镶铜铸铁方闸门、手电两用启闭机、门框、闸板、轴导架和紧固螺栓等组成。
手动插板阀又称手动闸阀与手动螺旋插板阀,主要由框架、闸板、丝杆、螺母、手轮等零件构成，通过手转动手轮使丝杆带动闸板沿水平方上下反复运动，使手动插板阀达到启闭目的。
电动插板阀使用中注意事项及其特点：插板阀的启闭件是闸板，闸板的运动方向与流体方向相垂直，插板阀只能作全开和全关，不能作调节和节流。闸板有两个密封面，***常用的模式闸板阀的两个密封面形成楔形、楔形角随阀门参数而异，通常为50，楔式插板阀的闸板可以做成一个整体，叫做刚性闸板；也可以做成能产生微量变形的闸板,以改善其工艺性，弥补密封面角度在加工过程中产生的偏差，这种闸板叫做弹性闸板插板阀关闭时，密封面可以只依靠介质压力来密封，即依靠介质压力将闸板的密封面压向另一侧的阀座来保证密封面的密封，这就是自密封。大部分插板阀是采用强制密封的，即阀门关闭时，要依靠外力强行将闸板压向阀座，以保证密封面的密封性。插板阀密封结构可以分软密封、硬密封结构。

	铸铁镶铜闸门主要由门框、门体、导轨、楔紧装置、密封面等部件组成。



	





	1、主要结构



	1)     门框由铸铁整体浇铸而成，门框两侧自带导槽，精加工之后作门体升降的导轨。门框平面经龙门刨（铣）及立车精加工并分别加工一道槽，以便镶入青铜密封面。



	2)     门体为整体铸造的方形或圆形平板，并在迎水面自带“井”字形的***筋，***筋的数量视闸门规格大小而定，一般间距为250-500mm之间，门体平面精加工并带有镶铜条的槽，以便镶入青铜密封面，门体两侧精加工与门框侧槽配合，形成上下滑轨，可以自由滑动。门体上端有吊耳，φ1200与□1000的闸门吊耳与门体一起浇铸，超过φ1200与□1000的闸门吊耳为单独装配，门体与吊耳的两接触面精加工之后用螺栓固定。



	3)     超过φ1200与□1000的闸门须另浇铸两段导轨，导轨与门框用螺栓联接，导轨用铸铁制作，导轨面加工成与门框一样的槽，并在平面上镶入青铜，减少门体上下运行时的摩擦力。导轨和门框连接的接触部位精加工，用螺栓联接紧固，保证导轨与门框导向槽一致。



	4)     楔紧装置：为达到闸门的止水效果，闸门两侧设置楔座与楔块。楔块用铸铁制成，用螺栓分别与门体和门框上的楔座固定，楔座铣成长孔，便于对楔块的调整。当闸门的某一处止水效果不好时可局部调整楔块的位置，减小门体与门框的密封面间隙，从而保证止水效果。当门体未关到位时或已到位而楔块尚未楔紧时，需重新调整楔块。



	5)     密封面采用铜条或铜圈分别镶入门框和门体的槽内，密封面铜条镶好之后用龙门铣床进行铣削，磨削加工，保证门框和门体之间的紧密配合。



	6)     丝杆由圆钢车制成梯形螺纹，其精度达到7e级标准，螺纹长度比门体行程高度加长200mm，闸门处于关闭位置时，螺纹超出启闭机螺母50mm，丝杆总长度超过5000mm时，需作分段加工，其接头采用圆钢加工成内圆孔，并用圆钢铰制螺栓将丝杆和接头固定。接头用固定工装加工，可与相同规格的丝杆互换配合。丝杆下部焊有圆钢销套，用销轴与门体吊耳相连。丝杆总长度超过一定长度时，需增设轴导架，轴导架由铸铁衬套管安装在铸铁托架上组成，铸铁托架固定在池壁上，导管与托架都可在两个方向进行调节。



	7)     门框、门体一般按5m水头设计，更高水头需重新设计，其拉伸、压缩和剪切强度的安全系数不小于5，挠度不大于构件长度的1/1500，导轨的拉伸、压缩和剪切强度的安全系数不小于5。

明杆式铸铁闸门1.2米×1.5米结构设计： 主要由闸框和闸板两大部分组成。 闸框是闸板的支承构件，也是闸板的运行滑道，由地脚螺栓安装固定在水闸闸墩及闸底板的二期混凝土中，将闸板所承受的全部水压力安全传递到闸室中。为科学合理节约材料及减轻自重，其断面制成格构式，断面尺寸按所受荷载大小和闸板运行情况综合考虑。闸板是用来封闭和开启孔 口的活动挡水构件， 板面四周设铸铁边框梁 ， 为提高闸板的强度 ， 板面制成拱形， 拱的圆心角按 6 0 度设计，以降低其所受的水压力。为便于制造、 运输和安装 ， 闸板可制成上下几部分，待到安装现场后再用螺栓连接组装成整体 ，连接处上下板设置法兰和筋板使其成为闸板的中间横梁， 以提高闸板的纵向刚度 ， 在宽度方向设置纵向筋板 ， 以提高其横向刚度，同时起到纵梁的作用。