泥沙淤積對閘門啟門力的影響及行走支承和水封摩阻的研究.pdf

1、隨著國內外一些水工閘門在開啟過程中出現(xiàn)的啟閉機超載、卡死,甚至閘門破壞等事故,閘門的運行安全越來越被重視,而在設計階段對閘門啟閉力的合理估算是關系到閘門能否正常運行的重要因素。目前我國現(xiàn)行的《水利水電工程鋼閘門設計規(guī)范》(SL74-95)中,給出了平面閘門和弧形閘門在清水中啟門力的計算公式。但在實際工程中,依據(jù)規(guī)范中的公式計算結果,而選取的啟閉機容量出現(xiàn)了很多問題。本文將對這些問題進行深入研究,具體內容如下:
　　(1)根據(jù)國內幾

2、座水庫淤沙統(tǒng)計資料的分析結果,提出了將門前淤積的泥沙考慮為由粗細顆粒組成的賓漢體泥沙模型。在此泥沙模型中,粗顆粒之間的碰觸和相對滑動提供了摩擦剪切應力,而細顆粒之間的絮凝作用在閘門開啟的瞬間提供了極限剪切應力。這兩種力共同構成了泥沙臨界屈服應力。并應用數(shù)學模型對泥沙臨界屈服應力的計算方法進行了驗證。同時考慮到泥沙對閘門面板的作用方式,提出了兩種減輕泥沙淤積影響的水工閘門結構,即:雙導軌傾斜平面閘門結構和偏心無鉸弧形閘門結構。
　　

3、(2)結合Kelvin振子模型、等效阻尼、瞬現(xiàn)溫度以及摩擦接觸面彈塑性判據(jù),提出了滑動摩擦系數(shù)計算方法。應用已有的文獻數(shù)據(jù)對此摩擦系數(shù)計算方法進行了驗證。然后,將滾輪在軌道上的滾動簡化成圓柱體與無限半平面的接觸問題,提出了滾輪摩阻力臂計算方法。并應用數(shù)學模型對滾輪摩阻力臂計算方法進行了驗證。最后,通過改變自潤滑軸承中潤滑劑的作用方式,提出了兩種能夠提供“主動潤滑”的自潤滑軸承結構。
　　(3)基于對行走支承中的滾動軸承的能量消耗形

4、式的認識,提出了滾動軸承的摩阻力臂計算方法。并應用已有的文獻數(shù)據(jù)對摩阻力臂計算方法進行了驗證。
　　(4)將止水橡膠摩擦產(chǎn)生的原因歸結為滯后變形、黏著效應以及犁溝效應三種因素作用,提出了滑動摩擦系數(shù)計算方法。
　　(5)根據(jù)水流的伯努利方程和動量方程,分別提出了閘門啟閉過程中的下吸力和上托力的計算方法。并應用數(shù)學模型對該計算方法進行了驗證。
　　(6)考慮了門前泥沙的干容重、泥沙的孔隙率、淤積的泥沙性質(如:較細的黏土