[發明專利]水工人字閘門底樞破壞模擬實驗室裝置

有效

• 申請號: 201210465289.5
• 申請日: 2012-11-19
• 公開（公告）號: CN102966070A
• 公開（公告）日: 2013-03-13
• 發明（設計）人: 趙新澤;趙美云;曾維;李然;汪杰;陳鵬;阮俊;嚴厚林;張少慶;王銳鋒;康曉妮
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: E02B1/02
• 分類號: E02B1/02
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 成鋼

技術領域

本發明涉及模擬試驗裝置，尤其是一種用于水利樞紐工程中的水工人字閘門的底樞破壞模擬實驗室裝置。

背景技術

船閘人字門的體積大、結構復雜、重量可達800多噸，長期運行在低速重載的惡劣條件下，閘門底樞的運轉部件接觸表面很難形成良好的潤滑油膜，隨著啟閉次數的增加，就會出現不同程度的磨損情況，勢必會造成閘門運行卡阻，引起門體的振動和異響。傳統的檢修方式多采用定期檢修和事后檢修，這兩種方法都需停航對人字門解體檢修，既費時又費力。現代振動測試技術是利用高精度、高靈敏度的傳感器采集機械設備的振動信號，借助于先進的信號分析與處理技術，實現運行狀態監測、故障診斷和趨勢預測。振動測試技術已廣泛應用于機械設備故障檢測中，為人字門底樞故障檢測提供了重要借鑒。

人字門底樞的軸瓦和蘑菇頭是運轉接觸部件，出現的故障包括干摩、磨偏、夾砂、裂紋等。人字門底樞的振動檢測分析在國內鮮有報道，主要是由于人字門在風浪流的耦合作用下振動情況比較復雜，有用的故障信息很容易被強背景噪聲淹沒；而且底樞的故障狀況有很大的隨機性，加之底樞處于水下，使得施行人字門原型觀測試驗存在諸多困難。

為了研究人字門底樞狀況對門體振動信號的影響，進行底樞破壞模型試驗研究是十分有效的途徑，但是必須解決如何設計、制作模型及將模型實驗的結果折算到實體上等問題。為此，根據船閘人字門的實際運行狀態，利用相似理論，在人字門原型結構的基礎上擬開發了一套水工人字閘門底樞破壞模擬實驗室裝置，用于模擬底樞破壞的門體振動試驗。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種水工人字閘門底樞破壞模擬實驗室裝置，該裝置能夠模擬人字門低速重載的運行條件，底樞部件克設置成多種故障類型，為底樞破壞模擬試驗提供試驗平臺。

為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：一種水工人字閘門底樞破壞模擬實驗室裝置，包括門葉，在門葉的一側設有用于支撐門葉的支架，門葉一側的上端設有頂樞，頂樞通過支撐裝置與支架連接，門葉相應一側的下端與底樞連接；

頂樞與底樞之間的連線形成門葉的旋轉軸，門葉還通過驅動機構與驅動門葉旋轉的驅動裝置連接。

所述的底樞中，蘑菇頭與底樞套形成滑動配合，底樞套內設有可更換的軸瓦，底樞套與門葉底板固定連接，蘑菇頭與基座固定連接。

所述的底樞套上設有與蘑菇頭和軸瓦之間的配合面連通的油嘴，油嘴與油泵連接。

所述的軸瓦內設有放射狀的油槽，所述的蘑菇頭配合面堆焊不銹鋼。

底樞套與軸瓦的結合面之間設有用于限制軸瓦與底樞套之間相對轉動的螺釘或銷軸。

所述的支撐裝置中，成三角形布置的第一拉桿和第二拉桿一端通過頂樞與門葉連接，第一拉桿和第二拉桿的另一端分別與拉桿底座鉸接，兩個拉桿底座通過連接側板與支架固定連接，第一拉桿和第二拉桿上設有可調節長度的調節螺桿。

所述的驅動機構中，門葉的頂端設有驅動銷軸，驅動連桿一端與驅動銷軸連接，驅動連桿的另一端與驅動擺桿的一端鉸接，驅動擺桿另一端與驅動驅動擺桿旋轉的驅動裝置連接。

所述的驅動裝置中，變頻電機通過聯軸器與減速器連接，減速器與驅動擺桿固定連接。?

所述的門葉上的門格內設有可移動的配重塊。

所述的門葉上還設有成“八”字形布置的背拉桿，背拉桿上設有可調節長度的調節螺桿。

所述的門葉上還設有用于檢測振動的傳感器。

本發明提供的水工人字閘門底樞破壞模擬實驗室裝置，通過采用上述的結構，具有以下的優點：

1、試驗裝置與人字閘門原型滿足相似原理，包括幾何相似、運動相似和力學相似，通過模擬試驗能夠從模型上定量預測原型的振動特性。

2、通過變頻電機調節試驗閘門的轉速，便于研究不同轉速下門體振動特性。

3、通過在門葉的門格內添加配重塊改變門體自重，便于研究門體重量對其振動特性的影響。

4、通過調整模型中門葉的背拉桿的拉力，便于研究門體剛度對其振動信號的影響。

5、便于通過人為設置底樞的故障類型和程度，例如：監測軸瓦與蘑菇頭模擬故障有干磨、磨偏、夾砂、裂紋等。模擬底樞破壞條件下門體運行狀況，采集試驗門體各點振動信號，研究不同故障情況下門體的振動特性。

6、在條件允許的情況下，可以模擬人字門在靜水中啟閉運行工況，研究不同淹沒水深對門體振動特性的影響。

7、實驗裝置便于安裝拆卸，可以進行多次模擬試驗。