[發明專利]一種平面閥門吊桿振動減小方法有效

申請號：	201610146141.3	申請日：	2016-03-11
公開（公告）號：	CN105804022B	公開（公告）日：	2017-11-21
發明（設計）人：	王新;胡亞安;嚴秀俊;李中華;駱少澤;張陸陳;李曉慧	申請（專利權）人：	水利部交通運輸部國家能源局南京水利科學研究院
主分類號：	E02B7/52	分類號：	E02B7/52;E02C1/00
代理公司：	暫無信息	代理人：	暫無信息
地址：	210029 江***	國省代碼：	江蘇;32
權利要求書：	查看更多	說明書：	查看更多
摘要：
搜索關鍵詞：	一種平面閥門吊桿振動減小方法
鉆瓜網技術展會專利詞庫專利權人專利榜在售專利公布日期熱門專利

【說明書】：

技術領域

本發明涉及一種減振方法，具體是一種平面閥門吊桿振動的減小方法，屬于工程減振領域。

背景技術

閥門是船閘輸水系統的咽喉，其安全直接關系到整個船閘的安全可靠運行。船閘輸水閥門最常用的有兩種形式，一種是反弧門，具有啟閉力小、無門槽空化等優點，主要用于水頭超過20m的高水頭船閘，另一種是平面閥門，具有結構簡單、占地空間小、易于檢修等優點，主要用于水頭低于20m的低水頭船閘。然而，無論哪種結構形式的閥門，都不可避免的面對高速水流的空化、振動問題，通過多年持續的科學研究和應用實踐，采取閥門后突擴體型、門楣底緣摻氣等抗空化措施，空化問題已經能夠得到妥善解決，但流激振動問題依然突出。平面閥門一般尺寸較小，門體結構剛度較強，就門體自身來說，自振頻率較高，能夠脫離水流壓力脈動的高能區(一般在20Hz范圍內)，但是與門體相連的是細長的吊桿，通過伸縮啟閉機油缸控制閥門啟閉，吊桿一端與平面閥門吊耳相連，一端與活塞桿相連，中間無任何約束，屬于相對自由的細長桿件，可想而知，吊桿的自振頻率是比較低的，易與水流脈動壓力發生共振而出現大幅搖擺，并帶動油缸活塞桿劇烈振動，往往造成活塞桿彎曲、損毀、無法正常工作等惡劣后果。《船閘閘閥門設計規范》規定，吊桿的分段長度，應根據門井深度、啟閉機行程和吊桿拆裝、換向等要求確定，并滿足剛度和防振的要求。實際工程的原型調試發現，多個工程平面閥門吊桿存在眼睛可以看出的大幅晃動，因此，吊桿是整個平面輸水閥門的薄弱構件，如何提高其自振頻率減小振幅是關鍵技術問題。

一般情況下，提高自振頻率首先會想到提高結構剛度，對于吊桿來說，可以增大桿件直徑、桿件壁厚等，然而對于細長桿件，增大壁厚等對自振頻率影響微乎其微，無法從根本上提高其整體剛度，而且尺寸也不可能大幅增加，顯然，從自身結構上無法解決桿件的大幅振動問題。提高結構自振特性的另一種措施是增加約束，限制結構在其主要自由度方向上的振動，增加約束往往能夠顯著提高結構的總體剛度和抗振性能，但增加約束的具體可行性尤其對于移動的結構實施起來往往較為復雜，故到目前尚未發現平面閥門吊桿從約束角度考慮的抗振措施。因此，針對平面閥門吊桿的大幅振動問題，有必要從增加約束的角度提出有效的簡便可行的結構振動減小方法，以提高結構的安全性和可靠性，滿足工程的迫切需要。

發明內容

本發明即針對平面閥門吊桿的大幅振動問題，從增加結構約束出發，提出平面閥門吊桿振動減小方法，抑制結構振動。

本發明一種平面閥門吊桿振動減小方法，主要通過以下兩個方面來達到上述目的：

(1)根據門井深度、啟閉機行程、拆裝要求，吊桿一般分多節進行鉸接，在每節吊桿中間上下游方向對稱布置兩組滾動裝置，每組滾動裝置由三個自適應滾輪和支架組成，三個自適應滾輪固定于支架上，其中一個自適應滾輪為上下游方向，另外兩個為左右岸方向；

(2)在閥門井上下游側壁設置兩個矩形斷面的軌道槽，在每個軌道槽的三個側面與自適應滾輪對應的位置，分別安裝一根軌道，每側三個自適應滾輪與軌道相貼，在閥門啟閉過程中，六個自適應滾輪隨吊桿一同上下沿軌道滾動，吊桿受到水平方向約束，其最主要的水平方向的振動被抑制。

所述的兩組滾動裝置，位于吊桿中間同一高程水平面內，該水平面與吊桿垂直。

所述的軌道槽，應與兩組滾動裝置相匹配，每個軌道槽三個側面的軌道采用工字鋼預埋，僅外翼緣露出作為滾輪滾動的軌道。

所述的自適應滾輪，由滾輪、軸承、壓塊、碟簧、外殼組成，滾輪與軌道接觸，在閥門啟閉、吊桿運行過程中，滾輪通過壓塊壓縮碟簧變形以適應軌道的不平整度，使整個滾動裝置良好順暢運行，并發揮約束、減小振動作用。

碟簧的可壓縮量與軌道豎直度偏差相匹配，碟簧型號、數量和組合形式(疊合和對合)根據可壓縮量和滾輪的設計荷載確定。

本發明與已有技術相比具有以下優點：

(1)減振效果顯著。從增加約束出發，極大限度抑制了吊桿最主要的水平向振動；

(2)具有自適應性。利用碟簧、滾輪、壓塊組成的滾動裝置，具有較好的自適應性，能靈活適應軌道的不平整度，能較好應用于工程。