NBT 10341.1-2019 水电工程启闭机设计规范 第1部分:固定卷扬式启闭机设计规范.pdf
- 文档部分内容预览:
每一节距绳槽由与卷筒轴线垂直的平面平行的绳槽和与卷筒 垂直的平面成交角的绳槽交替分布的卷简。
闭式齿轮传动closedgeartransm
工业标准电动机至卷筒轴之间的各级齿轮副均在密闭箱体内且有良好润 滑的传动。
考虑荷载作用变化、工作时间的利用程度以及闸门工作性质,确 定的启闭机特性。
3.0.2启闭机设计应主要收集下列资料:
3.0.2启闭机设计应主要收集下列资料:
1闸「门的后启团方式、充水方式等运行要求。 2启门力、持住力、起升高度、启门速度、闭门速度、双吊点 司步偏差。 3水工建筑物布置图、闸门及门槽的尺寸、闸门与启闭机连接 的有关尺寸和要求。 4 电气传动、控制方式及接口要求。 5 水文、气象、泥沙、水质、海拔高程等环境条件资料。 6 闸门、拉杆、平衡梁等的自重资料。 7 制造、运输和安装等方面的条件和要求。 8 地震资料。 9 动力电源、应急电源和控制电源要求。 10 合同文件和其他特殊要求。 3.0.3 启闭力、扬程和启闭速度系列参数的选取宜符合本规范附录 A的规定
3.0.4启闭机应设置机械、电气等设备的安全保护和检
4.0.1启闭机的设计应满足安全适用、运行可靠、技术
合理、维修方便、景观协调、劳动安全、节能环保、构造协调和操作 界面友好等要求
4.0.2启闭机的选型应根据水工建筑物的布置、闸门型式、孔数及 操作运行和时间要求等,经全面的技术经济指标论证后确定,并宜符 合下列规定: 1泄水系统及排沙系统工作闻门的启闭机宜采用一门一机布置 经过机型比较,可选用固定卷扬式启闭机。 2孔口数量较少的事故闸门和检修闸门的启闭机,经过机型比 较,可选用固定卷扬式启闭机。 3电站机组进水口快速闸门的启闭机,经过机型比较,可选用 固定卷扬式启闭机。 4施工导流封堵闸门的启闭机,宜选用固定卷扬式启闭机。 4.0.3固定卷扬式启闭机宜设置机房。机房内应留有检修空间,与 墙壁之间应留有人行通道,其宽度宜大于0.8m,大型启闭机机房应设 置检修设施。布置在室外的启闭机应设置活动机罩。严寒地区且在冬 李有运行要求的固定卷扬式启闭机,机房应有保温设施;炎热地区的 启闭机,机房可设置降温设施。 4.0.4启闭机安装高程应防止启闭机和电气设备被淹,并应便于闸 门一问辅及白闭机部件竿正当拾修
操作运行和时间要求等,经全面的技术经济指标论证后确定,并宜符 合下列规定:
合下列规定: 1泄水系统及排沙系统工作闸门的启闭机宜采用一门一机布置 经过机型比较,可选用固定卷扬式启闭机。 2孔口数量较少的事故闸门和检修闸门的启闭机,经过机型比 较,可选用固定卷扬式启闭机。 3电站机组进水口快速闸门的启闭机,经过机型比较,可选用 固定卷扬式启闭机。 4施工导流封堵闸门的启闭机,宜选用固定卷扬式启闭机。
4.0.3固定卷扬式启闭机宜设置机房。机房内应留有检
墙壁之间应留有人行通道,其宽度宜大于0.8m,大型启闭机机 置检修设施。布置在室外的启闭机应设置活动机罩。严寒地区 季有运行要求的固定卷扬式启闭机,机房应有保温设施;炎热 启闭机,机房可设置降温设施,
4.0.4启闭机安装高程应防止启闭机和电气设备被淹,并应
门、门槽及启闭机部件等正常检修。
4.0.5启闭机的扬程应满足闸门运行和检修的要求,并应留有裕屋
0.6启闭机的布置应防止钢丝绳、动滑轮组、吊具或拉杆与闸 槽及水工结构干涉
0.7 启闭机起吊平面闸门时,其起吊中心线应与闸门起吊中心 致
4.0.8动滑轮组应布置在泥沙淤积高程以上。 4.0.9启闭机机房应与闸门通气孔出口分开布置。 4.0.10泄洪工作闸门启闭机应设置应急电源,同时宜增设无电应急 启闭操作装置。导流洞封堵闸门启闭机宜增设无电应急闭门操作装置 4.0.11启闭机应能现地操作。闸门有远方控制要求时,应设置远方 控制接口和现地视频监视系统。 4.0.12闸门利用充水阀或小开度充水平压时,启闭机应设置能控制 小开度要求的行程检测装置。 4. 0. 13日 电站进水口的快速闻门启闭机应按关闭孔口的时间要求确 定其下降速度,并设置限速装置,使闸门接近底槛时的速度不应大于 5m/min。 4.0.14后闭机传动宜采用闭式齿轮传动。 4.0.15启闭机宜设置安全制动器。 4.0.16 启闭机机架应满足强度、刚度和稳定性的要求。 4.0.17 当启闭机的启闭荷载方向倾斜时,零部件的计算应考虑水平 荷载。 4.0.18钢丝绳多层缠绕的启闭机应符合下列规定: 1 多层缠绕的启闭机宜采用单吊点型式。 23层及3层以上缠绕的启闭机应采用折线绳槽卷筒。 3双双联滑轮组倍率大于2的启闭机,其定滑轮组应铰接在滑轮 组支架上,并应防止钢丝绳与定滑轮组支承梁干涉。 4多层缠绕钢丝绳应预拉处理。 5折线绳槽卷简应根据卷简和钢丝绳的直径选定折线段和直线 段的长度。 6扬程大于100m的双吊点启闭机宜设置平衡梁
4.0.18钢丝绳多层缠绕的启闭机应符合下列规定:
1多层缠绕的后闭机宜采用单吊点型式。 23层及3层以上缠绕的启闭机应采用折线绳槽卷筒。 3双双联滑轮组倍率大于2的启闭机,其定滑轮组应铰接在滑轮 组支架上,并应防止钢丝绳与定滑轮组支承梁干涉。 4多层缠绕钢丝绳应预拉处理。 5折线绳槽卷简应根据卷筒和钢丝绳的直径选定折线段和直线 段的长度。 6扬程大于100m的双吊点启闭机宜设置平衡梁 7多层缠绕的启闭机,在钢丝绳返回处应设置凸缘。 8启闭机采用折线绳槽卷筒时,单吊点启闭机缠绕层数不宜大
1吊点设置在露式弧形闸「门面板前的后闭机,钢丝绳应索贴 于弧形闸门面板上,并应避免吊具与闸门面板接触。 2露顶式弧形闸门面板后设置双吊点的启闭机,钢丝绳的缠绕 和滑轮组的布置应满足双吊点同步运行要求。 3启闭潜孔式弧形闸门时,应防止钢丝绳与定滑轮组支承梁干 涉;当定滑轮组或导向滑轮设置在支承梁下部时,应具备维护和润滑 条件。 4盘香式启闭机应设置钢丝绳长度调节装置,钢丝绳出厂前应 进行预拉处理,钢丝绳挡板间距应保证钢丝绳排列整齐。
4.0.20后团升卧式闸门的后团机应满足下列
1启闭机机架桥底部高程应高出闸门顶运行轨迹线0.3m以上。 2启闭过程中钢丝绳不得与门叶摩擦,闸门全开后吊耳中心与 启闭机起吊中心连线与垂直线的夹角不应大于15°。 4.0.21多层缠绕的双吊点启闭机应控制钢丝绳直径偏差和两个卷 筒绳底径的相对信兰
4.0.23动滑轮组应有防止钢丝绳脱出绳槽的装置或结构:对于浸入
中的采用滚动轴承的动滑轮组,应设置轴承密封装置;对于浸入 的采用滑动轴承的动滑轮组,宜设置轴承密封装置。
4.0.26启闭机的防腐蚀应符合下
1启闭机应根据工作环境、环保要求、工作年限、使用工况 用防腐蚀材料或工艺。
2启闭机金属结构件所有外露非工作表面及未封闭的内腔应进 行防腐蚀处理,防腐蚀要求应符合现行行业标准《水电水利工程金属 结构设备防腐蚀技术规程》DL/T5358中的有关规定, 3启闭机的起吊轴、滑轮轴及铰接轴表面应进行镀铬防腐蚀处 理。 4浸入水中的紧固件表面应进行镀锌防腐蚀处理或采用不锈钢 材质。
5.0.2启闭荷载应为作用到启闭机与闸门或拉杆连接的吊耳上的最
0.3启闭机温度荷载可不考虑。
5.0.3启闭机温度荷载可不考虑
5.0.4启闭机自身可不考虑风荷载和雪荷载,但机罩设
风荷载和雪荷载,其取值应符合现行国家标准《建筑结构荷载规范》 GB50009中的规定。
6.2.1碳钢锻件和轧制件应采用现行国家标准《优质碳素结构钢 GB/T699和《大型碳素结构钢锻件技术条件》GB/T33083中规定的20 25、35、45、50Mn、65Mn等材料。 6.2..2合金钢锻件和轧制件应采用现行国家标准《合金结构钢》 GB/T3077和《大型合金结构钢锻件技术条件》GB/T33084中规定的 35CrMo、42CrMo、40Cr、40CrNi、35SiMn、42SiMn、40MnB等材 料。 6.2..3不锈钢锻件和轧制件应采用现行行业标准《大型不锈、耐
6.2.1碳钢锻件和轧制件应采用现行国家标准《优质碳素结构钢 GB/T699和《大型碳素结构钢锻件技术条件》GB/T33083中规定的20、 25、35、45、50Mn、65Mn等材料。
6.2.3不锈钢锻件和轧制件应采用现行行业标准《大型不锈、耐 酸、耐热钢锻件技术条件》JB/T6398中规定的有关材料
6.2.3不锈钢锻件和轧制件应采用现行行业标准《大型不锈、耐
承载结构件材料应采用现行国家标准《碳素结构钢》GB/T700 中的Q235、《低合金高强度结构钢》GB/T1591中的Q355,当结构需 要采用强度较高的钢材时,可采用现行国家标准《低合金高强度结构 钢》GB/T1591中的Q390、Q420等材料。启闭机的承载结构件材料应 符合表6.3. 1的规定。
表6.3.1承载结构件材料
注:工作环境温度按启闭机使用地点的年最低日平均温度确定。
.4.1焊接材料应符合下列规定
6.4.2紧固件材料应符合下列规定:
1普通螺栓、螺钉和螺柱的材料应符合现行国家标准《紧固件 机械性能螺栓、螺钉和螺柱》GB/T3098.1、《紧固件机械性能紧定螺 钉》GB/T3098.3中的规定,普通螺母的材料应符合现行国家标准《紧 固件机械性能螺母》GB/T3098.2中的规定。 2不锈钢螺栓、螺钉、螺柱的材料应符合现行国家标准《紧固 件机械性能不锈钢螺栓、螺钉和螺柱》GB/T3098.6中的规定,不锈 钢螺母的材料应符合现行国家标准《紧固件机械性能不锈钢螺母》 GB/T3098.15中的规定。 3高强度螺栓、螺母、垫圈的材料应符合现行国家标准《钢结 构用扭剪型高强度螺栓连接副》GB/T3632和《钢结构用高强度大六 角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件》GB/T1231中的规定。 6.4.3主要承载连接销轴的材料宜采用符合现行国家标准《优质碳 素结构钢》GB/T699中规定的45钢及《合金结构钢》GB/T3077中 规定的35CrMo、42CrMo等材料,并宜进行必要的热处理
7.1.1电动机的选择应符合下列规定:
7.1起升机构设计计算
应根据下列因素选择电动机: 1) 类型及结构型式。 2) 供电型式。 3) 功率。 4) 工作制、接电持续率。 5) 额定转矩、堵转转矩和最大转矩。 6) 额定转速。 7 调速方式。 8) 防护等级。 9) 环境温度及湿度。 10)海拔高程。 电动机的参数和型式选择应满足下列要求: 1)固定卷扬式启闭机宜采用绕线转子异步电动机、笼型异步 电动机、自制动异步电动机或交流变频电动机。 2)按额定启闭荷载、吊具重和额定启闭速度及机构效率计算 机构的静功率,根据机构的静功率、电动机工作方式和接 电持续率或负载持续时间选择电动机,电动机可不校验过 载和发热。 3)电动机也可按等效的启闭荷载、吊具重和额定启闭速度及 机构效率计算机构的静功率,根据机构的静功率、电动机 工作方式和接电持续率或负载持续时间选择电动机,此时 电动机应校验过载和发热,电动机校验应符合本规范附录 B的规定。
续表 7. 1. 1
4额定持住荷载时电动机轴上的转矩应按下式计算
MN (P +q)D 2ai
代中:Ma 起动转矩(N·m)。
M ,≥1.9M n
3)对采用变频控制的所有类型的电动机,应满足公式(7 )计算的最低要求:
6电动机防护等级应符合下列规定: 1)电动机外壳防护等级应符合现行国家标准《旋转电机整体 结构的防护等级(IP代码)分级》GB/T4942.1的规定。 2)户内使用时,不应低于IP44。 3)户外使用时,不应低于IP54;在可能出现冷凝水的情况下 要确保冷凝水出水孔畅通。 4)当电动机有专门的外部防护措施时,可采用较低的防护等 级。 7当电动机使用地点的海拔大于1000m或使用环境温度与其额 定环境温度不一致时,电动机使用环境的功率修正应符合本规范附录 的规定。
.1.2制动器应符合下列规定:
1)支持制动器型式应按现行行业标准《电力液压鼓式制动器》 JB/T6406、《电磁鼓式制动器》JB/T7685和《电力液压盘 式制动器》JB/T7020选用。 2)支持制动器应为常闭式,制动轮或制动盘应刚性装在减速 器高速轴上;盘式制动器宜对称使用,不对称使用时应对 相关部件进行复核计算。
3)每套独立的驱动装置至少应设置一个支持制动器;对于重 要的启闭机,每套独立的驱动装置应设置两个支持制动器 4)支持制动器的制动转矩不应小于制动轴上所需的计算制动 转矩,制动轴上的计算制动转矩应按下式计算的:
M, = K, P +9Dn 2ai
2)在正常制动状况下,支持制动器动作后,安全制动器延时 动作,延时动作时间为1s~2s。 3)在机构失效或传动装置损坏导致闻门超速下降,下降速度 达到1.5倍规定速度时安全制动器应能自动起制动作用。 4)当启闭机操作时,安全制动器先打开,支持制动器后打开 5)安全制动器的制动转矩不应小于按下式计算的制动盘上所 需的计算制动转矩:
(PA +q)D 2a
3减速制动应满足下列要求:
1)减速制动用来将正在向下运动的闸门减速到停机或到一个 较低的下降速度时实施停机制动。 2)起升机构的减速制动可以由支持制动器来完成,也可以由 电气制动来完成。 3)电气制动只能用于减速制动,电气制动应在机械制动之前 作用。
7.1.3起升机构起动、制动时间和加减速度应符合下列
1起升机构起动、制动时间和加减速度应符合本规范附录D的 规定,起动平均加减速度应小于0.3m/s2。 2采用交流变频调速、电气制动时,起升机构的加减速度可不 作计算。
7.1.4减速装置的选择应符合下列规定: 1 按起升机构的计算荷载和总传动比来选定相应的减速装置。 2启闭机宜采用卷简装置直接与减速器相连的闭式齿轮传动。 3启闭机的减速装置可由标准起重机用减速器和开式齿轮传动 组成,开式齿轮的单级传动比不宜大于6.3。
7.2.1 零部件的计算应满足下列要求: 1 强度计算应包括静强度计算和疲劳强度计算。 2 强度计算方法可采用容许应力法和安全系数法 对于卷简等零部件应进行刚度和稳定计算。 4 对于较长的高速传动轴应验算其临界转速。 5 零部件的计算应符合本规范附录E的规定
7.2零部件的计算原则
1应用工作最大荷载计算零部件的静强度,起升机构的工作最 大荷载取启闭力传递至计算零部件承受的力矩或力的1.1倍~1.2倍, 对于高速轴上的零部件按电动机的额定力矩乘以2.0倍~2.5倍。 2起升机构零部件所承受的疲劳计算基本荷载根据闸门类别和 工作性质按启闭力传递至计算零部件承受的力矩或力的0.6倍~1.0倍 作为计算依据,对于高速轴上的零部件按电动机额定力矩的1.3倍~ 1.4倍作为计算依据,
1进行零部件的静强度计算时,当材料的下屈服强度ReL与抗拉 强度R之比小于0.7时,应按材料的屈服强度限作为零部件的屈服点。 2当材料的下屈服强度ReL与抗拉强度Rm之比大于0.7时,应按下 列公式计算假想屈服点:
RL +0.7Rm Rf
7.2.4零件的强度验算应符合下列规定:
1机械传动零件应进行强度验算,但对于荷载作用时间短、次 数少而不会导致疲劳损坏的零件,可不进行疲劳的验算。 2进行强度验算时,零件的计算应力值应不大于该零件材料的 屈服点或疲劳强度限除以强度安全系数后的数值。 3进行强度验算时,强度安全系数应根据荷载情况、机构性质 材料工艺等因素综合确定。 7.2.5疲劳强度的计算应符合现行国家标准《起重机设计规范》 GB/T3811的有关规定。
积压力p以及p与摩擦面相对运动速度v的乘积pv,使其不大于 值。
7.3.1轴应符合下列规定:
1轴的材料宜选用现行国家标准《优质碳素结构钢》GB/T699 中的35、45等碳素结构钢和《合金结构钢》GB/T3077中的35CrMo、 42CrMo、40Cr、40CrNi、35SiMn、42SiMn、40MnB等合金钢联轴器标准, 2轴应按最不利情况考虑,其计算荷载应为工作最大荷载,其 工作状态可按静荷载进行,轴的计算应符合本规范第E.1节的规定。 3传动轴转速大于400r/min时,除应计算强度和刚度外,还应验 算其临界转速,并应符合下列公式的要求:
nmax < 1.2 L
代中:nmax 轴的实际最大转速(r/min) ncr 临界转速(r/min)。 轴的内径(mm),当为实心轴时di取0。 轴的外径(mm)。 L一轴的支点间距(m)。 轴的刚度计算宜符合下列规定: 1) 最大挠度不宜大于支点间距离的1/3000。 2) 带齿轮的轴的最大挠度不宜大于齿轮模数的0.03倍。 3) 支点处由挠曲而引起的最大偏转角不宜大于0.001rad。 4) 许用扭转角不宜大于0.5°/m。 5采用机械式同步轴的双吊点启闭机,同步轴应能传递一个吊 所需的扭矩。 .3.2吊板的计算宜符合本规范第E.2节的规定;材料应选用力学 能不低于现行国家标准《碳素结构钢》GB/T700中的Q235,或力 多性能不低于现行国家标准《低合金高强度结构钢》GB/T1591中的
7.3.2吊板的计算宜符合本规范第E.2节的规定;材料应选
能不低于现行国家标准《碳素结构钢》GB/T700中的Q235,或 性能不低于现行国家标准《低合金高强度结构钢》GB/T1591中 55,且应符合本规范表6.3.1的规定
bs标准.3.3钢丝绳应符合下列规定
1启闭机用钢丝绳应采用国家现行标准《重要用途钢丝绳》 GB/T8918和《压实股钢丝绳》YB/T5359中规定的钢丝绳。 2钢丝绳宜采用镀锌钢丝绳,经常浸入水中工作的钢丝绳应采 用镀锌钢丝绳。 3单层缠绕的钢丝绳,宜采用合成纤维芯钢丝绳;多层缠绕的 钢丝绳,应采用金属芯钢丝绳。
钢丝绳的选择计算应符合下列规定: 1)钢丝绳的最大工作静拉力按下列公式计算
....- 相关专题: 水电工程