水工閘門及啟閉機制造及設計管理分析

【摘要】水利建設在我國經濟發(fā)展中受到格外的重視，這與我國農業(yè)和社會發(fā)展環(huán)境有著密切的關系。水利設備在水利工程中有著重要的意義，它對整個水利基礎工程都有著影響。其中，水工閘門及啟閉機就是重要的水利設備，在水利工程中有著廣泛的應用。然而，在水工閘門及啟閉機應用過程中卻存在諸多問題，給水利工程的發(fā)展帶來了阻礙，從而不能促進我國水利基礎工程的常規(guī)化發(fā)展。本文主要分析了水工閘門及啟閉機的制造、設計及管理中存在的問題，并結合現代水利工程技術提出了改善措施，從而指導我國水利設備的發(fā)展。

【關鍵詞】水利設備；水利工程；水工閘門及啟閉機；設計；制造

1、引言

我國在世界范圍內都是農業(yè)大國，在水利工程建設中也處于重點關注國家。水利工程關系到國家的多方面發(fā)展，是國家經濟、農業(yè)及社會發(fā)展程度的代表[1]。我國自建國以來就積極地投資水利工程建設，水利工程技術在近幾十年也獲得重要改變。其中，水利設備代表著水利工程的技術水平，能夠反映國家對水利工程的重視程度，并且，水利設備能夠改善水利工程的管理和施工方式，從而降低人力勞動強度，對水利工程的發(fā)展有著重要影響[2]。同時，我國水利設備發(fā)展相對緩慢，尤其是在設計、制造管理方法，缺少大型的專業(yè)水利設備，導致水利設備相對落后，這在一定程度阻礙我國水利工程技術發(fā)展[3]。因此，本文分析了水利閘門及啟閉機的技術現狀，并結合水利工程技術提出了改進的措施，從而能夠促進我國水利閘門及啟閉機的技術發(fā)展。

2、水工閘門及啟閉機制造分析

水工閘門及啟閉機的制造水平直接影響到其工作性能，同時，若制造中存在問題就會引起水工閘門及啟閉機存在安全隱患，影響正常工作，因此，在水工閘門及啟閉機的制造過程中，需要嚴格把控制造過程的各個環(huán)節(jié)[4]，具體包括：

（1）毛坯選擇及檢驗

對于水工閘門及啟閉機的制造，往往選擇大型的鍛壓件和鑄造件，其中，如選擇的毛坯件存在問題就容易引起水工閘門及啟閉機強度和可靠性問題，這就需要如下工作：

第一，檢測鑄造件的質量，通過無線探測技術分析所應用的毛坯件是否存在砂眼、空穴等不正常的問題，分析其理論質量與實際質量是否相符，從而判斷該毛坯件是否存在問題。同時，嚴格控制所要使用工件的尺寸要求，杜絕使用形狀存在問題的工件。

第二，檢測毛坯件的殘余應力，盡可能的減少工件的加工變形，從而影響工件的質量。對關鍵部件進行相關測試，保證工件的可加工性。

第三，檢測毛坯件的強度，對于要求高的工件毛坯必須進行選擇標準塊進行測試，驗證其質量是否符合使用要求。

（2）焊接分析

水工閘門及啟閉機需要使用焊接技術，焊接技術水平也會直接影響產品的質量。據相關統(tǒng)計，水工閘門及啟閉機的安全事故中由于焊接質量過差導致的占有較大比例，需要注意及改善的措施如下：

第一，在閘門整體組焊的過程中，應利用水準儀、鋼尺及粉線等工具，不斷加強觀測閘門門體變形觀測，特別是對門體分段處主梁及加固支撐處的變化的觀測，對焊時和焊后的收縮所造成的變形情況，應及時采取預防和補救措施，使閘門的焊接變形控制在規(guī)范之內，更好地保證閘門制造質量。

第二，在門體焊接結束后，按照DL/T5018-94規(guī)范進行檢驗，局部不合格的部位須立刻校正，使其滿足規(guī)范要求。閘門制造成品堆放時， 應予以調平并用支腿墊好，支腿應支撐在有腹板的翼緣板處并對稱放置，以防止閘門在堆放過程中的由內應力緩慢釋放而造成的變形。

第三，為了能夠控制工件的焊接變形，并且進行焊接內應力的釋放，需要規(guī)范焊接過程的各個環(huán)節(jié)，具體包括：門體組拼、構件制作、放樣下料以及工藝制定。

（3）制造工藝分析

在整個水工閘門及啟閉機制造過程中，必須保證所有工藝流程符合規(guī)范，能夠規(guī)劃整體工藝流程符合加工規(guī)律。其中，需要注意的包括：

第一，保證制造水平。在制造過程中盡可能的選擇高可靠性的加工設備，并且要及時的檢驗加工情況，發(fā)現存在問題及時停止尋找問題原因，防止加工出現問題。

第二，保證合理的工藝流程。據施工設計圖紙的要求，在進行圖紙會審、技術交底、進行原材料采購及試驗等工作的基礎上，根據材料特性、門體焊縫結構形式和環(huán)境氣溫的變化及材料試驗數據和類似工程的經驗數據，從而給出最終的工藝流程。

3、水工閘門及啟閉機設計分析

水工閘門及啟閉機設計中需要確定基本的參數，針對具體的功能要求給出詳細的配置，其中，若不能給出合理的設計方案，就會導致制造出的水工閘門及啟閉機性能不佳、工作可靠性不足等問題，因此，在設計中需要注意：

（1）設計細節(jié)分析。在設計中需要考慮具體的工作要求，尤其是對水工閘門工作速度及工作載荷的分析，按照設計要求給出合理的方案，其中，主要設計細節(jié)包括：

第一，采用高揚程啟閉機，以避免拆卸吊桿 布置高揚程啟閉機時要防止動滑輪組鋼絲繩與閘門門槽的干擾。動滑輪組應設置防止鋼絲繩脫槽的防護措施對于浸入水中的動滑輪組，宜采用滑動軸承，軸表面應采取防腐措施，采用滾動軸承時應設密封裝置。

第二，對于經常浸入水中的鋼絲繩應選用鍍鋅鋼絲繩，啟閉機起吊平面閘門時的起吊中心線應與閘門起吊中心線一致。對于啟閉力大的移動式啟閉機，其吊具與閘門或吊桿及吊耳連接時，宜采用自動掛脫梁或手搖聯軸裝置對固定式啟閉機。

（2）參數設計分析。在進行基本的參數設計中需要進行可靠性設計及設計優(yōu)化，從而獲得最優(yōu)的設計方案，具體的內容包括：

第一，基本參數確定。在設計中需要分析設計要求，對影響設計尺寸的各項要求列入設計規(guī)范，同時，采用數值化的設計手段，對于設計模型經過三維軟件（如UG、CATIA、PROE）繪制成三維實體模型，從而確定其基本尺寸符合要求。此外，可以借助三維軟件的運動仿真功能，進行檢測所設計方案是否存在干涉和尺寸不規(guī)范等問題。

第二，參數優(yōu)化設計。在水工閘門及啟閉機設計后確定基本參數后，為了提升水工閘門及啟閉機的性能可以采取優(yōu)化設計。通過設計要求確定相應的優(yōu)化目標，并按照設計中的相關限制確定相應的約束條件，并借助相應的優(yōu)化軟件進行優(yōu)化計算，獲得符合設計的最優(yōu)參數。

4、總結

水利工程技術一直在我國經濟發(fā)展中有著重要的作用，其中，水工閘門及啟閉機也是水利工程技術的重要組成。研究水工閘門及啟閉機的制造及設計技術能夠促進我國水利工程技術的發(fā)展，提升我國水利設備的制造設計水平。

參考文獻

[1]魏保興，朱大林，聶俊琴.層次分析法在水工鋼閘門選型中的應用[J].水利水電工程設計，2005（02）

[2]王城.水工鋼閘門制造與安裝的焊接質量控制[J].廣東水利水電，2001（S2）

[3]王守運，黃祖述，梅駿.依靠專業(yè)標準提高鋼閘門制造及安裝質量[J].水利電力機械，2006（11）

[4]王才歡，張暉，侯冬梅.三峽電站進水口平面快速事故閘門水力特性試驗研究[J].水利水電技術，2005（10）