SL41-2011 水利水电工程启闭机设计规范

3.1.9启闭机安装高程的确定，应防止启闭机电气设备和动力 设备被淹，并应便于闸门、门槽及启闭机部件等正常检修。 3.1.10对于操作泄洪、挡潮及其他应急闸门的启闭机，必须设 置可靠的备用电源。

3.1.11选用启闭机系列产品时，启闭机的启闭容量应大

快速关闭孔口的时间要求，并应设有限速装置或缓冲装置。闸门 接近全关闭时的速度不应大于5m/min.

快速关闭孔口的时间要求，并应设有限速装置或缓冲装置。闸门 接近全关闭时的速度不应大于5m/min. 3.1.13双吊点的启闭机，应有可靠的同步措施。 3.1.14对于闸门前有泥沙淤积的双吊点启闭机城市道路标准规范范本，其启闭力的确 定应考虑两个吊点启闭荷载的不均匀系数。 3.1.15有小开度或平压阀充水要求的闸门，启闭机应设有能满 足小开度要求的控制装置或其他措施

3.2.1固定卷扬式启闭机应符合下列规定： 1启闭机机架应满足强度、刚度和稳定要求。 2当启闭机的启闭荷载方向为非重力方向时，应考虑水平 寸对有关零部件的作用，并进行核算。 3卷扬式启闭机钢丝绳的允许偏斜角： 1）钢丝绳绕人或绕出滑轮绳槽时的最大偏斜角不宜大 于5°。 2）钢丝绳绕入或绕出卷筒时，钢丝绳偏离螺旋槽两侧的 角度不宜大于3.5°。 3）双层自由缠绕的螺旋槽卷筒，钢丝绳返回处返回角不 宜大于2°，也不宜小于0.5°。 4）多层自由缠绕的折线绳槽卷筒，钢丝绳返回处返回角 不宜大于1.5°，也不宜小于0.25°。 4除钢丝绳固定部分外，卷筒上应留有不少于2圈的钢丝 最作为安全圈。 5多层缠绕的卷筒应在钢丝绳返回处设置返回凸缘。 6采用多层自由缠绕时，卷筒的容绳量应留有适当的裕量。 7卷筒为自由同向双层缠绕时，启闭机的定滑轮应错开布 置或将滑轮组铰接在机架上，同时应防止钢丝绳与定滑轮组支承 梁干扰。 8排绳装置应合理选择导向螺杆的螺旋角和端部返回处的

圆弧半径以及螺母月牙板的包角体形。 9折线绳槽卷筒应合理确定卷筒绳槽的折线段长度、绳槽 节距、绳槽倾斜角和钢丝绳的返回角。 10吊点设在挡水面板前的弧形闻门卷扬式启闭机，其钢丝 绳及吊具一般紧贴手于弧形闸门面板上，不宜设置动滑轮组。 11吊点设在弧形闻门挡水面板后的卷扬式启闭机，布置时 滑轮组的缠绕和转向方式，应防止钢丝绳与机架干扰。 12盘香式启闭机应设有钢丝绳调节装置。 13中小型卷扬式启闭机，可根据电源的可靠程度和闸门的 重要性设置手摇启闭装置。 14升卧式闸门的卷扬式启闭机的动滑轮组应布置在泥沙游 积高程以上。 15升卧式门的卷扬式启闭机基础梁的底缘离开闸门顶运 行轨迹线的最小距离不应小于0.1m。 16升卧式闻门的卷扬式启闭机在启闭过程中钢丝绳不得被 机架、门叶十扰，闸门全开后吊耳中心至启闭机起吊中心的联线 与铅垂线的夹角不宜大于15°

3.2.2移动式启闭机除应满足3.2.1条规定外，还应符合下列

1移动式启闭机的轨距、扬程和吊钩在水平方向的极限位 置应满足启闭、吊装闸门和拦污栅等设备的要求。 2移动式启闭机的启闭荷载和走行荷载应根据运行要求分 别选用。 3走行机构宜采用电动机、制动器和减速器一体化驱动。 4当移动式启闭机沿曲线轨道走行时，应有控制启闭机曲 线走行、限制走行过载或卡轨的措施。 5小容量移动式启闭机根据布置和运行要求也可选用电动 葫芦。 6采用同一起升机构启闭多种闸门，当启闭力相差悬殊时， 应有可分别限制超载的功能。

启闭机应按下列两种工况验算其防风抗滑安全性： 1)正常工作状态:

式中Pz2 " 走行机构夹轨器产生的沿轨道方向的夹 持制动力，N； Pw2—启闭机非工作状态下沿走行方向的最大 风力，N。轨道和夹轨钳（表面有刻痕 并经萍火的）间的摩擦系数取0.25 手工操作的夹轨器最大操作力不应大 于 200N

3.3.1根据不同的闻门操作要求，液压启闭机液压缸的工况可 设计为双向作用式或单向作用式。对于单向作用活塞式的液压启 机，如因关闭充水阀及维修、安装等需要，也可在系统设计中 考虑对液压缸无杆腔适当加压。 3.3.2双吊点液压启闭机应根据闸门的型式、尺寸、结构刚度，

页角、摆角等因素进行合理布

校正 内水珀数 人小 确定，泵站内宜设有备用油泵电机组。 3.3.5液压系统应设有超压保护装置，必要时可设置欠压保护 装置。

油箱液位、液温检测等必要的运行信号检测装置。其中行程检测 装置应根据液压启闭机行程监控的精度、环境和要求选择，传感 器宜选用绝对型传感器

及压力管路的试验压力：当工作压力P≤16MPa时取1.5P，当 P>16MPa时取1.25P，回油管、排油管应按管内压力的1.5倍 取值。试验保压时间应大于10min。

3.3.9液压缸的活塞杆应根据使用环境条件采取相应的防腐蚀 措施。

3.3.10 液压缸两端的支承采用铰接结构时，宜采用球面滑动 轴承。

成水平或倾斜布置时，应考虑液压缸自重引起的活塞杆挠度问 题。若倾斜角度较大，且工作行程较长时，可采用液压缸中部铰 支承布置或在液压缸下部设置托架

3.3.12 快速闸门液压启闭机的液压缸有杆腔应设置缓冲装置。 3.3.13 如不启动油泵关闭闸门时，应采取措施向液压缸充分 补油。

3.3.14液压缸无杆腔如果采用真空吸油的补油方式

3.3.14液压缸无杆腔如果采用真空吸油的补油方式，应满足油 的吸程要求。

15除快速闸门启闭机外，液压缸下腔油口处宜设置液压 定装置。

3.4.1后团机的控制方式应在综合分析闸门的操作要求、运行 周度、管理方式和经济指标后确定。 3.4.2多孔泄水系统的固定式启闭机，除现地操作外，宜设置 集中或远程控制。

3.4.3电站机组进水口和泵站出水口的快速闸门启闭机，其快 速闭门功能应既能在现地操作，亦能远程控制。 3.4.4启闭机采用集中控制或远程控制时，宜设有可靠的监测 监视装置。

3.4.3电站机组进水口和泵站出水口的快速闸门启闭机，其快

3.4.5移动式启闭机宜采用现地操作方式。

3.5启闭机的安全保护装置

3.5.2卷扬式启团机的起升机构应装设荷载限制器，荷载限制

3.5.3启闭机的起升、走行和回转机构的运行终端，应装设相

3.5.3启闭机的起升、走行和回转机构的运行终端，应装设相 应的行程限制器。

3.5.4所有电力驱动移动式启闭机的走行机构均应装设缓冲器。

的台车式、桥式启闭机可除外），其位置应安置在启闭机上部不 挡风处。当风速大于工作极限风速时，应能发出停止作业的警 报，并自动切断走行机构电源。

3.5.6＇室外作业的移动式启闭机应装设夹轨器（或顶轨器）。当 非工作状态风压超过700N/m?或者洪水可能淹没时，必须增设 牵缆或其他型式的锚定装置。

3.5.6＇室外作业的移动式启闭机应装设夹轨器（或顶轨器）。当

3.5.7电气保护装置应符合9.3.4条规

3.6.1自动挂脱梁主要用于移动式启闭机操作多孔

3.6.1自动挂脱梁主要用于移动式后闭机操作多孔或多

1当操作多扇闸门和拦污栅时，应提高门叶（栅叶）、门槽 （栅槽）的制造和安装精度，确保自动挂脱梁在多孔门槽（栅槽） 为的正常操作。 2．自动挂脱梁应作静平衡试验，可用配重调整重心位置， 根据不同型式，应设置导向、定位和安全装置。 3自动挂脱梁的相对转动和滑动部位，应采取润滑、防腐 蚀措施。寒冷地区还应有防止挂脱动作部件结冰的措施

1操作穿轴的液压装置、电气设备以及电缆接线盒均应有 可靠的密封，并应通过密封试验进行检验。 2密封容器应设有漏水检测报警装置。 3电缆卷筒应有防止电缆被拉断的措施，电缆的收放速度 应与闸门起升机构吊具的升降速度一致。 4宜有穿脱轴到位的位置标志或信号显示。 3.6.4常用的机械式自动挂脱梁有重锤转动式、重锤吊钩式、 挂钩自如式、间歇旋转式等几种型式。机械式自动挂脱梁挂钩转 动和滑动部位应有防止因腐蚀或被泥沙、杂物堵塞而失灵的措 施，挂钩自如式自动挂脱梁挂体和卡体的体型应相配，并在启闭 机上设置欠载限制器与电气联锁

.0.1自重荷载应包括启闭机的结构、机械设备、电气 压重等的重力。

百里柯载应包拍后闭机的结构、 批饿皮备、 电气设备 等的重力。 启闭荷载为启闭闻门时，作用到启闭机与闸门（或吊# 佳脱梁）连接的吊耳上的最大启门力、最大持住力或最大

4.0.2启闭荷载为启闭闸门时，作用到启闭机与闸门（或吊杆、 自动挂脱梁）连接的吊耳上的最大启门力、最大持住力或最大下 压力。

4.0.3走行荷载为移动式启闭机移动时携带的除自重荷载以外 的垂直荷载，如携带的闸门自重或其他物体的重量。 4.0.4水平荷载计算应符合以下要求：

4.0.3走行荷载为移动式启闭机移动时携带的除自重荷载以外

1走行惯性力系由后闭机质量或小车质量和走行时的携带 质量（走行荷载）在走行机构起动或制动时产生的惯性力，其值 为考虑启闭机或小车驱动力突变时结构的动力效应，取其质量和 走行加速度乘积的1.5倍，但不大于主动车轮与钢轨间的粘着 力。加（减）速度见附录B。 2回转吊的回转机构运动时，起升质量产生的水平力（包 括风力、起制动时产生的惯性力和回转运动时的离心力）按吊重 绳索对于铅垂线的偏角所引起的水平分力计算。在正常工作情况 下，计算电动机功率的吊重绳偏摆角α1=（0.25～0.30）αⅡ； 计算机械零件的疲劳及磨损时α1=（0.3～0.4）αⅡ；计算机构 强度和抗倾覆稳定性时取吊重绳最大偏摆角为αⅡ。当n>0.33r/ mnin时，απ=4；当n<0.33r/min时，α一2°。回转部件自身 质量的离心力通常可忽略。回转吊起动或制动时，回转吊自身质 量和起升质量（回转时的悬挂质量）产生的水平力，等于该质量 与该质量中心的加速度乘积的1.5倍（通常忽略回转吊自身质量 的离心力）。此时起升质量所受的风力要单独计算，并且按最不 利方向叠加，由计算得到的起升质量的水平力大于按偏摆角αⅡ 计算的水平力时，宜减小加速度值，

3门式、桥式、台车式后闭机偏斜走行时的水平侧向力见 附录C。

4.0.5碰撞荷载选取应符合以下要求：

1移动式后团机作用在缓冲器上的碰撞荷载，按碰撞限位 开关减速后的实际碰撞速度所引起的实际动能计算，但碰撞速度 不小于50%的额定走行速度。对于缓冲器的固定连接和缓冲器 的止挡件，应按额定走行速度碰撞的条件进行计算。 2计算碰撞荷载时，对于吊重能自由摆动的启闭机，则不 考虑吊重所具有的动能。对于装有导架以限制吊重摆动的启闭 机，要将吊重考虑在内。

0.6风荷载应按下列规定计

：.0风柯载应按下列规订算 1风荷载分为工作状态风荷载和非工作状态风荷载。工作 状态风荷载是启闭机在正常工作时所能承受的最大计算风力。非 工作状态风荷载是启闭机在非工作时所受的最大计算风力。 2风荷载按式（4.0.6－1）计算

Pw = CKnqA

q = 0. 613~

式中一计算风速，m/s。 计算风压的规定按离基准面10m高度处的计算风速来确定。移 动式启闭机非工作状态计算风压按最低运行水位为基准面进行计 算。计算风压分为三种：qI、qⅡ、qⅢ。其中qI是启闭机正常工 作状态计算风压，用于选择电动机功率时的阻力计算及机构零部 件发热验算；9m是工作状态最大计算风压，用于计算机构零部

件和金属结构的强度、刚度和稳定性，验算驱动装置的过载能力 和整机工作状态下的抗倾覆稳定；q是非工作状态计算风压， 用于验算此时启闭机机构零部件及金属结构的强度、整机抗倾覆 稳定和启闭机防风抗滑安全装置、锚定装置的设计计算。启闭机 的计算风压如表4.0.6一1所示。如当地有气象资料，应按当地 气象资料提供的常年最大风速计算。

4启闭机的工作状态计算风压不考虑高度变化（K三1）。非 工作状态风压高度变化系数K如式（4.0.6－3）、式（4.0.6－4） 所示。

Kh = (h/10)0.3 Kr = (h/10)0.2

式中h一一计算点离基准面高度，m。 计算时，可沿高度划分成20m高的等风压区段，以各段中

4.0.81 设计启闭机时，应计及启闭机在安装过程中产生的荷载。 4.0.9 冰、雪荷载在寒冷、多雪地区应根据当地资料选取。 4.0.10在轨道上移动的启闭机，应按安装规范充许的坡度计算 坡度荷载。 4.0.11当启闭机工作地区的地震基本烈度大于或等于7度时 应计及地震荷载。 4.0.12启闭机投人使用前，应进行静载和动载试验。试验现场 应坚实、平整，风速不超过8.3m/s，静载试验荷载可取额定荷 载的125%，并作用于启闭机最不利的位置，动载试验荷载取额 定荷载的110%。如有特殊要求，则可另行考惠。 液压启闭机的试验荷载，应符合3.3.8条的规定

5.1.4球铸铁件应采用GB/T1348中规定的QT4

5.1.5 轴承铜合金铸件应采用 GB/T 1176 中

ZCuSn5Pb5Zn5,ZCuSn10Pb1ZCuA110Fe3,ZCuA110 ZCuZn38Mn2Pb2，ZCuZn25A16Fe3Mn3等

5.2.1 碳钢锻件应采用GB/T699中规定的20、25、35、45、 50Mn、65Mn 等。 5.2.2合金钢锻件材料应采用GB/T3077中的40Cr、35CrMo、 42CrMo、35CrMoV、35CrMoSiA等。 5.2.3不锈钢锻件材料应采用JB/T6398中的1Cr18Ni9、 1Cr18Ni9Ti、1Cr13、2Cr13 等

5.3.1结构件的板材与型材可采用GB/T700中规定的Q235 或 GB/T 1591 中规定的 Q345。 5.3.2对于主要承载的结构和构件不应采用沸腾钢；Q235钢 和0345钢应有常温冲击韧性的合格保证

5.3.1结构件的板材与型材可采用GB/T700中规定的Q235

5.3.3当工作环境温度在 0～一20℃时，启闭机采用

于一20时，来用的Q235钢和Q345钢应具有20C冲击韧性 的合格保证。 5.3.4不锈钢板材与型材可采用GB/T3280、GB/T4237中规 定的 1Cr18Ni9、1Cr13 等。

5.3.4不锈钢板材与型材可采用GB/T3280、GB/T4237中规 定的1Cr18Ni9、1Cr13等。

5.3.4不锈钢板材与型材可采用GB/T3280、GB/T4237中规

1手工焊接的焊条应采用GB/T5117和GB/T5118中的 有关型号。选择焊条型号应与母材相适应。 2自动焊和半自动焊应采用与母材相适应的焊丝和相应的 焊剂。

1般螺栓、螺钉和螺柱的材料应符合GB/T3098.1、 GB/T3098.3中的规定，螺母的材料应符合GB/T3098.2、 GB/T3098.4中的规定。 2不锈钢螺栓、螺钉和螺柱的材料应符合GB/T3098.6中 的规定，不锈钢螺母的材料应符合GB/T3098.15中的规定。 3高强度螺栓、螺母、垫圈的材料应符合GB/T1231、 GB/T3633中的规定

b.1.1起升机构电动机选择应符合下列要求： 1按后闭荷载或等效的启闭荷载、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 方式和负载持续率（参见附录P）或负载持续时间选择电动机。 采用等效的启闭荷载计算的电动机应校验过载和发热，校验方法 见附录L和附录M。 2起升机构宜按短时（或断续）工作制选择治金及起重用 电动机。 3除快速闸门启闭机外，机构的平均加速度应小于 0.3m/s2。 6.1.2起升机构制动器选择应符合以下规定： 1每一套独立的驱动装置至少应安装一个支持制动器。其 制动安全系数如下： 1）由一套驱动装置驱动，设一个制动器时，制动安全系 数不应低于1.75。 2）由一套驱动装置驱动，设两个制动器时，每一个制动 器安全系数按总制动力矩计算不应低于1.25。 3）由两套彼此有刚性联接的驱动装置驱动，每一套各设 一个制动器时，每一个制动器安全系数按总制动力矩 计算不应低于1.25。 4）由两套彼此有刚性联接的驱动装置驱动，每套各设有 两个制动器时，每一个制动器安全系数按总制动力矩 计算不应低于1. 1。 2支持制动器应是常闭式的，制动轮应装在与传动机构刚 性联接的轴上。

1按启闭荷载或等效的启闭荷载、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 方式和负载持续率（参见附录P）或负载持续时间选择电动机。 采用等效的启闭荷载计算的电动机应校验过载和发热，校验方法 见附录L和附录M。 2起升机构宜按短时（或断续）工作制选择治金及起重用 电动机。 3除快速闸门启闭机外，机构的平均加速度应小于 0.3m/s2

3 制动所引起的启闭减速度应小于0.3m/s。 ? 减速装置应按起升机构的计算荷载和总传动比选定，

刷动宁起的后闪减速度应 6.1.3减速装置应按起升机构的计算荷载和总传动比选定，可 采用开式齿轮传动或闭式齿轮传动。当减速装置由减速器和开式 齿轮组成时，开式齿轮的单级传动比不宜大于 6.3。

6.1.3减速装置应按起升机构的计算荷载和总传动比选定，可

6.2.1走行静阻力包括摩擦阻力、坡道阻力和风阻力，其确定 应符合下列要求： 1摩擦阻力包括启闭机带载（闸门自重等）走行时，车轮 沿轨道滚动的阻力、车轮轴承内的摩擦阻力以及车轮轮缘与轨道 则面间的附加阻力，后者用前两种摩擦阻力之和乘以附加系数 确定。 2坡道阻力是指启闭机携带额定走行荷载时车轮沿坡度轨 道走行时的阻力。 3风阻力是指室外工作的启闭机在正常工作状态时由计算 风压引起的风阻力。

6.2.2走行机构电动机选择应符合下列要求：

1按走行静阻力、走行速度及机构效率计算机构的静功率。 根据机构的静功率、电动机工作方式和负载持续率（参见附录 P）选择电动机。当惯性力较大时应计及惯性力的影响。 2电动机应校验过载和发热，并控制加速度值。校验方法 可参照附录L和附录M。 3机构起动时所引起的平均加速度值宜按附录B选用。 6.2.3走行机构制动器的制动力矩与走行最小摩擦阻力（不包 括轮缘与轨头侧面的摩阻力）转化到制动轴的制动力矩之和，应 能满足在走行荷载、顺风及下坡的情况下使启闭机或小车在要求 时间内停住。

验算时钢制车轮与轨道的粘着系数，对于室外工作的取0.12

、15；钢轨上撒砂时取0.2～

6.3.1回转机构的等效静阻力矩应包括摩擦阻力矩、正常工作 伏态下的等效风阻力矩和等效坡道阻力矩。 6.3.2电动机应按回转机构稳定运动时的等效静阻力矩、回转 速度和机构效率计算机构所需的等效功率，再根据机构的等效功 率、电动机工作方式和负载持续率（参见附录P）选择电动机。 可转机构初选的电动机应校验过载（参见附录L），还应验算起 动加速度，此值宜在0.1～0.3m/s范围内。 6.3.3回转机构的制动器在最不利工作状态和最大回转半径时： 其制动力矩应能使回转部分停止，制动减速度宜在0.1～0.3m/s 范围内。

6.3.1回转机构的等效静阻力矩应包括摩擦阻力矩、正

6.3.4对于有可能自锁的传动机构应装设极限力矩联辑

自锁机构如不装设极限力矩联轴器则传动机构应验算事故 的静强度。

6.4零部件的计算原则

6.4.1零部件的强度计算应包括静强度计算和疲劳强度计算。 强度计算可采用许用应力法和安全系数法。对于有些零部件还应 进行刚度和稳定计算。对于较长的高速传动轴尚应验算其临界 转速。

疲劳计算基本荷载应符合下列规定

1）起开机构零部件的疲劳计算基本荷载应根据闸门类别 和工作性质，按启闭力传递至计算零部件的力矩（或 力）的0.6～1倍作为计算依据。对于高速轴上的零部 件应按电动机额定力矩的1.3～1.4倍作为计算依据。 2）走行和回转机构零部件的疲劳计算基本荷载应为机构 起动时零部件承受的惯性力矩和静阻力矩之和，可按

Mmmax = 0. 25 R ZPImax

中Mmmax 缓冲器碰撞时作用在走行机构驱动 轴上的力矩，N·m;

一一走行机构的总传动比； 最大轮压之和，N。

N FZ 60nmkb F im

教育标准s + 0. 70 OsF 2

TsF = OsF 3

疲劳强度限可由试验或计算求得。零部件的疲劳强度！ 应取决于以下因素：

6.4.6机械传动零部件必须进行强度验算，强度验算

机械传动零部件必须进行强度验算，强度验算应满足 6

焊接标准零部件的屈服点或疲劳强度

表6.4.6 强度安全系数

对于荷载作用时间短、次数少，不会导致疲劳损坏或过度磨 损的零部件，可不进行疲劳和耐磨的验算。 6.4.7对于在运行中处于经常磨损的零部件，应保证其在使用 期内摩擦面的磨损量在允许范围内。对制动器、离合器及滑动轴 承等，应验算其覆面的单位面积压力强度力及特性系数U（力 与摩擦面相对运动速度U的乘积），使其不超过充许值，常用摩