平板定轮闸门设计-开题报告

开题报告 学生姓名 学号 专业课题名称 平板定轮闸门课题来源 自选任务要求通过本次毕业设计，学生可以掌握关于平面闸门的主要设计内容和方法，锻炼学生综合运用所学的基础知识，对毕业后走向工作岗位，解决实际问题有所帮助，在设计中各零部件选用依据、详细计算过程按要求写出设计计算说明书一份，绘制设备图一张，其余代表性零件绘制满足毕业设计要求。根据设计任务书要求，每一个同学是对所设计的题目都要经过认真仔细的实习、调研，对闸门设计形成一个总体印象，设计时可以从整体把握，从零部件到整体依次进行。重点研究问题在平面闸门中，门叶结构的布置、设计计算；相关零部件的设计计算；闸门施工详图的绘制。设计内容1闸 门 是 设 置 在 水 工 建 筑 物 过 水 孔 口 上 ， 用 于 控 制 水 流 的 通 、 断 或调 节 流 量 的 设 备 。 主 要 用 于 关 闭 和 开 放 泄 （ 放 ） 水 通 道 的 控 制 设施 。 水 工 建 筑 物 的 重 要 组 成 部 分 ， 可 用 以 拦 截 水 流 ， 控 制 水 位 、调 节 流 量 、 排 放 泥 沙 和 飘 浮 物 等 ， 它 由 活 动 部 分 （ 也 称 门 叶 ） 、埋 固 部 分 和 启 闭 机 械 3 部 分 组 成 ， 闸 门 分 类 方 法 较 多 ， 主 要 有 ： 按 闸 门 的 工 作 性 质 可 分 为 工 作 闸 门 、 检 修 闸 门 和 事 故 闸 门 ， 我们 所 要 设 计 的 便 是 检 修 闸 门 。 检 修 闸 门 设 于 工 作 闸 门 前 ， 用 于建筑物或工作闸门等检修时短期挡水，一般在静水中启闭。平面闸门简介 按 总 体 布 置 分 为 组 合 式 （ 门 槽 、 门 叶 与 操 作 设 备 组 成 一 整 体 ） 和分 散 式 （ 由 门 叶 、 门 槽 和 启 闭 机 组 成 ， 操 作 时 门 叶 可 提 出 门 槽 ） ； 按 闸 门 门 叶 组 装 形 式 分 为 整 体 门 叶 式 和 分 节 组 成 门 叶 式 ； 按闸 门 门 叶 的 支 承 方 式 分 为 滑 动 支 承 式 和 滚 动 支 承 式 ； 按 闸 门 门叶 止 水 位 置 分 为 上 游 止 水 式 和 下 游 止 水 式 ； 按 闸 门 门 叶 运 行 移动 状 况 分 为 直 升 式 、 升 卧 式 、 横 拉 式 和 浮 箱 式 等 。 此 外 ， 还 有 其 他 的 分 类 方 式 （ 见 闸 门 ） 。 门 叶 结 构由 门 叶 主 体 、 支 承 、 止 水 装 置 和 吊 耳 四 个 部 分 组 成 （ 图 1） 。门 叶 主 体 一 般 由 面 板 、 主 横 梁 、 边 梁 （ 柱 ） 和 次 梁 组 成 有 面 板 的 梁格 结 构 。 设 计 水 压 力 通 过 板 梁 支 承 传 至 门 槽 埋 件 ， 分 节 的 闸 门 门 叶一 般 都 在 边 柱 处 连 接 。 门 叶 支 承 部 分 应 用 较 多 的 是 滑 动 支 承 、 滚 轮 支 承 和 链 轮 支 承 等 。支 承 部 分 也 是 门 叶 移 动 的 行 走 部 分 。 滑 动 支 承 是 装 在 门 叶 主 体 边 梁处 的 滑 块 。 其 在 固 结 于 门 槽 内 的 支 承 轨 道 上 作 滑 动 摩 擦 运 动 ， 接 触处 是 面 或 线 。 滚 动 支 承 是 装 在 门 叶 边 梁 上 的 轮 子 ， 其 在 门 槽 轨 道 上作 滚 动 摩 擦 运 动 ， 接 触 处 是 点 或 线 。 链 轮 支 承 是 环 绕 门 叶 边 柱 由 一系 列 圆 柱 滚 子 组 成 的 形 似 链 条 式 的 闭 合 链 环 。 这 种 支 承 的 闸 门 也 称履 带 式 闸 门 。 滑 动 支 平 面 闸 门承 的 闸 门 摩 擦 阻 力 大 ， 启 门 力 大 ； 滚 轮 支 承 摩 擦 阻 力 小 ， 启 门 力 也小 ， 但 闸 门 门 叶 较 重 ； 链 轮 支 承 也 作 滚 动 摩 擦 ， 其 优 点 是 由 数 目 较多 的 小 滚 柱 承 受 闸 门 的 水 压 力 ,单 个 轮 压 小 ,使 得 门 槽 内 敷 设 的 轨道 断 面 小 、 重 量 轻 。 滚 轮 支 承 的 闸 门 ， 根 据 闸 门 特 征 及 梁 格 布 置 设有 悬 臂 （ 外 伸 ） 轮 、 简 支 轮 和 台 车 式 轮 组 （ 图 2） 。 装 设 在 闸 门 门 叶 主 体 上 密 封 孔 口 的 止 水 装 置 一 般 均 为 特 殊 制 造的 可 压 缩 耐 磨 橡 胶 制 品 ， 就 其 布 置 部 位 分 为 顶 止 水 、 侧 止 水 和 底 缘止 水 。 各 止 水 的 接 头 部 位 衔 接 处 均 在 现 场 配 装 时 进 行 热 胶 合 处 理 ，以 保 证 周 围 止 水 的 效 果 。 平 面 闸 门 的 吊 耳 一 般 均 设 在 闸 门 门 叶 主 体 结 构 上 端 的 顶 横 梁 上 ，根 据 结 构 尺 寸 大 小 和 形 式 可 直 接 焊 固 在 顶 梁 上 或 单 独 制 造 ， 然 后 在现 场 焊 固 。 埋 设 构 件由 门 叶 的 支 承 轨 道 、 止 水 密 封 （ 座 垫 ） 、 移 动 导 向 垫 板 和 护 角组 成 。 门 槽 的 体 型 分 为 ： 矩 形 方 角 门 槽 ， 一 般 适 用 于 低 流 速 ； 矩 形 错 距 斜 坡 门 槽 ， 适 用 于 中 流 速 ； 特 形 门 槽 ， 适 用 于 高 速 水 流 。 门 槽形 状 由 模 型 试 验 确 定 ,以 使 在 门 槽 部 位 不 产 生 空 蚀 或 磨 蚀 （ 图 3） 。潜 孔 式 闸 门 顶 止 水 座 板 部 位 一 般 称 门 楣 。 根 据 闸 门 的 工 作 性 质 在 门楣 以 上 设 有 一 定 高 度 的 钢 板 胸 墙 ， 它 是 埋 设 结 构 的 重 要 组 成 部 分 ，其 他 如 主 轨 、 反 向 轨 、 底 坎 等 都 是 埋 设 件 。 启 闭 设 备闸 门 门 叶 运 移 (开 或 关 )的 操 作 机 械 。 根 据 平 面 闸 门 的 操 作 特 点及 孔 口 尺 寸 ， 分 为 ： 操 作 平 面 闸 门设 备 直 接 与 闸 门 门 叶 连 接 并 固 定 在 门 槽 （ 埋 设 件 ） 上 ， 形 成 一 个 整体 （ 如 闸 阀 、 截 门 ） ； 启 闭 机 固 定 或 移 动 于 建 筑 物 上 ， 远 离 闸 门门 叶 ， 通 过 吊 具 与 门 叶 连 接 。 启 闭 设 备 据 以 选 型 的 主 要 参 数 是 启 闭力 和 升 降 扬 程 。 当 平 面 闸 门 门 叶 自 重 不 能 克 服 下 门 阻 力 顺 利 关 闭 时 ，可 采 用 加 重 块 ， 借 助 水 柱 压 力 或 直 接 由 启 闭 设 备 加 压 迫 使 关 闭 。 平面闸门布置紧凑，制造较易，使用安全可靠,维修方便,广泛用于各类水工建筑物及其他场合。至今，在世界各国的工程设施上平面闸门的采用数量仍居首位。中国水利工程使用最早最多的闸门是平面闸门，目前焊接钢闸门已普遍采用，从其设计、制造、安装及运用等诸方面均已达到世界先进水平水利闸门分类我 们 将 水 利 闸 门 进 行 如 下 分 类 ： 1、 如 果 按 闸 门 的 工 作 性 质 可 分 为 工 作 闸 门 、 检 修 闸 门 和 事 故闸 门 。 工 作 闸 门 也 称 主 要 闸 门 ， 能 在 动 水 中 启 闭 。 检 修 闸 门 设 于 工作 闸 门 前 。 用 于 建 筑 物 或 工 作 闸 门 等 检 修 时 短 期 挡 水 ， 一 般 在 静 水中 启 闭 。 事 故 闸 门 多 设 于 深 孔 工 作 闸 门 前 ， 用 于 建 筑 物 或 设 备 出 现事 故 时 ， 能 在 动 水 中 关 闭 而 在 静 水 中 开 启 ； 兼 作 检 修 闸 门 时 ， 也 称事 故 检 修 闸 门 ； 需 要 在 限 定 时 间 内 紧 急 关 闭 的 事 故 闸 门 ， 称 为快 速 闸 门 。 2、 如 果 按 闸 门 关 闭 时 门 顶 与 水 面 的 相 对 位 置 分 为 露 顶 式 闸 门和 潜 孔 式 闸 门 。 3、 当 我 们 按 闸 门 门 叶 的 外 观 形 状 分 为 平 面 闸 门 、 弧 形 闸 门 、人 字 闸 门 、 拱 形 闸 门 、 球 形 闸 门 和 圆 筒 闸 门 等 。 4、 按 制 造 闸 门 门 叶 的 材 料 分 为 钢 闸 门 、 铸 造 闸 门 、 木 闸 门 、钢 筋 混 凝 土 闸 门 和 组 合 材 料 闸 门 。 对 于 翻 板 闸 门 可 借 助 水 力 自 动 启闭 ， 称 为 水 力 自 动 闸 门 。 当 我 们 在 选 择 闸 门 形 式 需 要 考 虑 其 在 水 工建 筑 物 中 的 位 置 、 尺 寸 、 设 计 水 头 、 运 用 条 件 、 制 造 能 力 和 安 装 技术 水 平 等 因 素 ， 要 求 做 到 泄 流 时 水 流 条 件 好 、 止 水 严 密 、 启 闭 力 小 、操 作 简 便 灵 活 、 检 修 维 护 方 便 等 。 平 面 闸 门 和 弧 形 闸 门 是 最 常 用 的门 型 。 设计内容21、.首先根据已知参数，经过分析各种闸门的特点，对闸门进行选型布置。闸门的造型与不知，主要是确定闸门与启闭机械的设置位置、孔径尺寸、闸门与启闭机的形式、数量、运行方式及运行检修有关的布置要求。闸门结构应该简单、便于制造、安装。闸门的门型应根据工程队闸门的运行要求、闸门设置部位和启闭机的形式，参照各种闸门的特点，通过经济技术比较选定。2、.门体布置。门体布置是根据闸门的形式、孔口尺寸和材料来选取合理的门叶结构、零部件的形式和布置。门体布置应注意闸门的结构简单、安全可靠、节约材料及便于制造、运输安装于运行维护等方面的要求。零部件种类尽可能少，尽可能采用标准化产品。3、门体布置完后，就可以进行闸门结构和零部件的设计计算。根据可能发生的最不利的和在组合情况和选定的结构、零部件布置和材料，确定载荷分配，然后进行各个部分构件和零部件的设计计算。一般先选择规格，在进行强度、刚度、稳定性验算。4、闸门结构计算模型主要还是采用平面体系，即把一个空间承重结构划分成几个独立的平面系统分别进行分析计算。闸门承重结构在分成平面系统时，需要考虑各构件的相对刚度和这些构建的变形情况，同时考虑整个结构的变形情况，使计算方法尽可能符合结构的实际受力情况。5、有关设计计算完成后，进行施工图的绘制。施工图的绘制中应注意闸门总体尺寸和布置与建筑物有关部位之间、闸门门叶部分各构件 之间的配合；各构件的界面尺寸、跨度及相邻构件在外形尺寸和连接上的配合;各构件本身的截面构造及零部件的加工精度和热处理等。6、有能力的同学可以尝试熟悉 ansys 软件在结构分析中的应用，利用 ansys 软件对结构的相关部件进行有限元分析。本次设计课题的意义从闸门发展到现在，他的设计已经和其他诸如零件设计一样有自己的标准和设计准则，细看闸门的用途，我们了解最多的认识最清晰的要数这次实习见到的水电站闸门，但是闸门的使用却不只局限于此，其他诸如船舶等。三峡作为水电站也是要使用闸门，在这些重大建设中闸门关系到整个建筑的坚固和可靠，在设计之时就要求设计人员本着敬业精心的态度去完成每一个环节和做好每一个计算。闸门失效的严重性不必多讲，闸门的使用不会随着社会的发展而消失，它会随着社会的发展发挥出更大的作用，未来对于闸门的要求将更加严格，那么我们就需要更加负责的态度去面对！预期的成果及形式1、一份不少于 3000 字的开题报告2、一份不少于 3000 字的外文翻译3、一份不少于 10000 字的设计说明书4、折合成图幅为 A0 图纸 2.5 张的绘图5、时间安排第 12 周 确定设计任；，安排毕业设计进度；了解课题内容，查找相关资料，搜集整理信息第 34 周 做毕业设计实习；完成实习报告，开题报告，对设计内容进行熟悉第 56 周 完成外文翻译；按分组要求的不同，完成设计的相关选型、布置、整体及零部件的全部设计计算第 7 周 进行相关的计算分析第 811 周 完成全部图纸的绘图设计工作 第 1213