中华人民共和国行业标准 JTJ 309-2005
COde for Design of HeadStoCk GearS Of ShiPl<X'ks
2005 - 10 - 17 发布
2006 一 03 - Ol 实施
中华人民共和国交通部发布
中华人民共和国行业标准
船闸启闭机设计规范
JTJ 30^—2005
主编单位:中交水运规划设计院 批准部门：中华人民共和国交通部 施行日期:2006年3月1日
2006 •北京 关于发布《船闸启闭机设计规范》（JTJ 309-2005）的通知
交水发［2005J477号
各省、自治区、直辖市交通厅（局、委），上海市港口管理局， 长江、珠江航务管理局，长江口航道管理局，有关企事业单位:
由我部组织中交水运规划设计院等单位修订完成的《船闸 启闭机设计规范》，业经审查通过，现批准为强制性行业标准, 编号为JTJ309-2005,自2006年3月1日起施行。《船闸设计 规范第五篇：启闭机设计》（JlJ 265-87）（试行）同时废止。
本规范的第2. 1. 2条、第2. 1.3条、第2. 1. 6条、第2.1. 7 条、第2. 1. 10条、第2. 3.2条、第2. 4. 2条、第4.3.3条、 第4.3.5条、第4.4.6条、第5. 1. 1条和第5. 2. 7条的黑体字 部分为强制性条文，与建设部发布的《工程建设标准强制性条 文》（水运工程部分）（建标［2002］273号）具有同等效力。
本规范由交通部水运司负责管理和解释，由人民交通出版 社出版发行。
中华人民共和国交通部 二Oo五年十月十七日
本规范在是在《船闸设计规范第五篇：启闭机设计》 (JTJ265-87)(试行)的基础上修订而成。主要包括启闭机设计参 数、机械传动启闭机设计和被压传动启闭机设计等技术内容。
本规范的主编单位为中交水运规划设计院，参加单位为江 苏省交通规划设计院和四川省交通厅交通勘察设计研究院。
《船闸设计规范第五篇：启闭机设计》(JTJ265-87)(试 行)自1987年颁布实施以来，对提高船闸设计水平起到了积极 的促进作用，取得了良好的社会效益和经济效益。随着我国船 闸工程建设技术的发展，该规范难以满足船闸工程建设发展的 需要，迫切需要进行修订。
本规范是在总结建国50多年来船闸建设的实践经验，特 别是在总结近10年来船闸工程建设中的科研、设计、制作安 装、施工和运行等方面的成功经验，吸取国外先进技术和经验 的基础上，通过大量的调研、收集资料和广泛征求意见，经反 复修改、补充、完善而成。本次修订的主要内容包括原规范与 船闸工程建设发展不相协调的内容以及近年来在船闸工程中 应用的新技术和新工艺等内容。
由于船闸启闭机设计条件及结构较复杂，采用分项系数法 进行修订需要对大量资料进行统计分析，目前条件尚不成熟。 同时考虑与相关部门的标准相协调，因此，本规范仍采用定值 单一安全系数法。
本规范应与船闸工程设计的其他规范配套使用。
本规范的第2. 1.2条、第2. 1. 3条、第2. 1. 6条、第2.1. 7 条、第2. 1. 10条、第2. 3.2条、第2. 4. 2条、第4.3.3条、 第4.3.5条、第4.4.6条、第5.1.1条和第5.2. 7条的黑体字 部分为强制性条文，与建设部发布的《工程建设标准强制性条 文》（水运工程部分）（建标［2002J273号）具有同等效力，必须 严格执行。
本规范共分5章15节和2个附录，并附条文说明。本规 范编写组人员分工如下：
1总则：张国维
2基本规定：张国维黄潼
3启闭机设计参数：黄潼
4机械传动启闭机设计：袁克忠I陈银锋
5液压传动启闭机设计：王志成
附录A：王志成袁克忠
附录B：张国维
本规范于2005年8月24日通过部审，于2005年10月17 日发布，自2006年3月1日起实施。
本规范由交通部水运司负责管理和解释。请各有关单位在 执行过程中，注意总结经验和积累资料，并将发现的问题和意 见及时函告交通部水运可（地址：北京市建国门内大街11号， 交通部水运司工程技术处，邮政编码：100736）和本规范管理 组（地址：北京市东城区安定门内国子监街28号，中交水运规 划设计院，邮政编码：IOooO7）,以便再修订时参考。
i.o.i为统一船闸启闭机设计的技术要求，提高设计水平， 做到技术先进、经济实用、运行可靠和便于维修管理，制定本 规范。
1.0.2本规范适用于内河I〜VlI级船闸工作闸门和工作阀门 启闭机设计。船闸其他固定式启闭机设计可参照执行，移动式 启闭机设计可参照现行行业标准《水利水电工程启闭机设计规 范》（SL41）的有关规定执行。
1.0.3本规范采用定值单一安全系数法。
1.0.4船闸启闭机设计应积极慎重地采用新技术、新工艺和 新材料。
1.0.5本规范应与船闸工程设计的其他规范配套使用。
1.0.6船闸启闭机设计除应符合本规范规定外，尚应符合国 家现行标准的有关规定。
2. 1. 1同一条河流上相同门型的船闸启闭机宜采用同一种型式。
2-1.2启闭机应设置备用动力设备。
2.1.3当启闭机釆用电动和手动两种驱动方式时，应设置联 锁装置。手动驱动装置应装设安全把手。
2.1.4启闭机应设置同步装置。
2.1.5启闭机应运转平稳。工作闸门和工作阀门开关门运行 至终点位置时，不得发生撞击现象。
2.1.6机械传动启闭机应设置安全制动装置。液压传动启闭 机应具有锁定功能。
2.1.7启闭机应设置行程限位装置和超负荷保护装置。必要 时，应设置行程监测装置和荷载检测装置。
2. 1. 8启闭机液压油的选择应考虑环境温度对油液性能的影响。
2.1.9工作闸门启闭机设计，应考虑水位波动和泥沙淤积对 启闭机的影响。
2.1.10启闭机设计应考虑环保和景观要求。
2. 1. 11弧型闸门启闭机设计可参照现行行业标准《水利水电 工程启闭机设计规范》（SL41）的有关规定执行。
2.2.1启闭机可分为机械传动启闭机和液压传动启闭机等型 式。启闭机机型应根据工作闸门和工作阀门的型式、船闸布置 条件、使用要求和加工制造等因素确定。
2.2.2人字闸门、三角闸门和一字闸门启闭机宜选用液压传 动启闭机。
2.2.3小行程平面闸门启闭机宜选用液压传动启闭机，大行 程平面闸门启闭机宜选用机械传动启闭机。
2. 2. 4横拉闸门启闭机宜选用机械传动启闭机。
2.2.5工作阀门启闭机宜选用液压传动启闭机。
2.3.1启闭机布置应根据工作闸门和工作阀门型式、启闭机 型式、启闭力、启闭行程和闸首布置等综合比较确定。
2.3.2启闭机布置不得影响船闸的通航净空尺度。
2.3.3启闭机宜安装在船闸设计最高通航水位以上，并应考 虑启闭机检修方便。
2.4.1启闭机宜设置机房。机房的平面尺寸和净空高度应满 足启闭机安装、检修、吊运和电气设备布置要求，并应考虑机 房的通风、照明和给排水要求。
2.4.2机房必须配备相应的消防设备。
2.4.3严寒和炎热地区的启闭机机房宜设置调温设施。
3.1.1人字闸门、三角闸门和一字闸门的启闭时间可按表
3. 1. 1选取。
人字闸门、三角闸门和一字闸门的启闭时间 表3.L 1
|
船闸口门宽度（m） |
L<16 |
16≤L≤23 |
L>23 |
|
启闭时间（min） |
1〜2 |
1.5-3 |
3〜6 |
3. 1. 2采用机械传动启闭机的平面闸门，升降速度不宜大于 6m∕ min。
3.1.3采用机械传动启闭机的横拉闸门，横移速度不宜大于 12m∕mino
3.1.4液压传动启闭机液压缸内活塞的最大移动速度不宜大 于 4m∕ min o
3.1.5工作阀门启闭机的启闭时间，应符合《船闸输水系统 设计规范》（JTJ 306）的有关规定。
3.2. 1启闭机行程除应满足工作闸门和工作阀门的运行要求 外，尚应留有富裕度。
3.2.2横拉闸门启闭机行程应考虑闸门检修的需要。
3.3. 1启闭机的额定启闭力应根据工作闸门和工作阀门启闭 所需的最大启闭力矩或最大启闭力确定。
3.3.2启闭机的启闭力，应按现行行业标准《船闸闸阀门设 计规范》（JTJ 308）的有关规定确定。
4.1启闭机的工作级别
4. 1. 1启闭机的工作级别应根据设计寿命和荷载状态划分为 四级，见表4. 1. E
启闭机的工作级别 表4.1.1
|
工作级别 |
总设计寿命（h） |
_______荷载状态_______ |
|
Q「轻 |
800 |
经常启闭轻的荷载，很少启闭额定荷载 |
|
Q2—轻 |
1600 | |
|
Q3—中 |
3200 |
有时启闭额定荷载，一般启闭中等荷载 |
|
重 |
6300 |
经常启闭额定荷载 |
4.2.1启闭机的驱动装置应选用交流电动机。当选用直流电
动机时，必须经过技术经济论证。
4.2.2启闭机的驱动装置宜采用Y系列异步电动机。
4. 2. 3电动机的额定功率应按电动机静功率和负荷持续率确定。
4.2.4电动机静功率应按下式计算：
Nj =K
1000〃
(4.2.4)
式中 Nj——电动机静功率（kW）；
K——克服惯性的功率增大系数，平面闸门和工作阀门取
1.0,人字闸门、三角闸门、一字闸门和横拉闸门取1.1-1.2；
F—最大工作荷载（N）；
V一平面闸门的升降速度或人字闸门、三角闸门、一 字闸门、横拉闸门启闭机推拉杆的速度(m∕s);
η——机构的总传动效率。
4.3.1启闭机零部件应按正常工作时的最大荷载进行设计。
4.3.2启闭机的齿轮、齿条、蜗轮和蜗杆设计应符合国家现 行标准的有关规定。
4.3.3启闭机应设置工作制动器和安全制动器。启闭机的制 动器应根据制动力矩的大小选用电磁式或电液式。制动器的制 动力矩应满足下列要求：
(1) 平面闸门和工作阀门取制动轴静力矩的1. 75〜2. 25倍;
(2) 人字闸门、三角闸门、一字闸门和横拉闸门取制动 轴静力矩的1.2〜1.5倍。
4.3.4启闭机推拉杆强度和稳定性应按附录A的有关规定进 行计算，推拉杆的长细比不宜大于120。
4.3.5人字闸门和三角闸门的推拉杆应设置缓冲装置。缓冲 装置应按推拉杆最大工作荷载的1.2倍设计，并应满足闸门塌 拱、杆件变形的要求。
4.4. 1卷扬式机械传动启闭机宜选用交绕线接触钢丝绳。出 入水的钢丝绳宜选用镀锌金属芯钢丝绳，双吊点启闭机宜选用 预拉钢丝绳。
4.4.2钢丝绳的破断拉力应满足下式要求：
FONn ■ S （4.4.2）
式中Fo——钢丝绳破断拉力（N）；
S一钢丝绳最大工作静拉力（N）；
n——钢丝绳最小安全系数，见表4.4.2o
钢丝绳最小安全系数 表4. 4.2
|
工作级别 |
安全系数n |
|
_____δr⅛_____ |
5 |
|
_M_ |
5.5 |
|
-中、Qr重 |
6 |
|
4.4. 3卷扬式机械传动启闭机的卷筒和滑轮最小缠绕直径可 按式（4.4.3）计算。平衡滑轮直径不应小于滑轮最小缠绕直 径的0.6倍。 JDonlin■ d （4. 4.3） 式中DOmin——卷筒和滑轮最小缠绕直径（mm）； g——卷筒和滑轮系数，见表4.4.3； d--冈丝绳直径（mm）。 卷筒和滑轮系数 表4.4.3 | |
|
____工作级别 |
卷筒和滑轮系数 |
|
0-轻、女轻 |
_________20_________ |
|
______0-中 |
- 25 |
|
______0r重 |
- 30 |
4.4.4卷筒的强度和稳定性验算应按现行行业标准《水利水 电工程启闭机设计规范》（SL41）的有关规定执行。
4.4. 5钢丝绳的偏斜角（图4. 4. 5）的允许值应满足下列各式 的要求：
y0≤5o (4.4.5-1)
7i≤5o (4.4. 5-2)
y2≤2o (4.4.5-3)
式中7o——钢丝绳在滑轮上的偏斜角(°);
71——卷筒上钢丝绳偏斜方向与绳槽螺纹方向相同时, 钢丝绳与卷筒轴的垂直平面的夹角(° )；
γ2——卷筒上钢丝绳偏斜方向与绳槽螺纹方向相反时, 钢丝绳与卷筒轴的垂直平面的夹角(° )。
图4. 4.5钢丝绳在滑轮和卷筒上的偏斜角
4.4.6滑轮应设置防止钢丝绳脱槽的装置。
4.5. 1机械传动启闭机平衡重的配置应遵循下列原则:
(1) 减少启门力；
(2) 具有足够的闭门力；
(3) 降低能耗。
5. 1. 1液压系统设计应符合下列规定。
5. 1.1.1液压系统的油路设计应满足启闭机运行的要求， 并经过技术经济比较后确定。
5. 1.1.2液压系统应设置安全、锁定、卸荷和补油等基本 回路，锁定阀组宜靠近油缸出油口处设置。
5. 1. 1. 3泵站应设置备用电机和油泵，并宜采用旁置式布置。
5. 1.1.4油泵电机组应设置减振装置，噪声不应大于85dBo
5. 1. 1. 5泵站的阀件和管件等宜集成化。
5. 1. 1. 6油路应设置排气装置。
5. 1.2 液压系统最高工作压力宜取16-20MPaO
5. 1.3系统试验压力应满足下列要求：
(1) 当系统最高工作压力不大于16MPa时，系统试验压 力取1. 5倍的系统最高工作压力；
(2) 当系统最高工作压力大于16MPa时，系统试验压力 取1. 25倍的系统最高工作压力。
5. 1.4油缸试验压力应满足下列要求：
(1)当油缸最高工作压力不大于16MPa时，油缸试验压 力取1. 5倍的油缸最高工作压力；
(2)当油缸最高工作压力大于16MPa时，油缸试验压力取
1. 25倍的油缸最高工作压力。
5.1.5液压系统应进行压力损失验算。压力损失应包括沿程 压力损失、局部压力损失和阀件压力损失。
5.1.6液压油可根据液压泵的类型、工作压力和工作温度等 选用。
5. 1. 7液压油应具有良好的粘温特性、润滑性、抗氧化性和 抗燃烧性，应无毒、无腐蚀作用、无杂质和水分、不易乳化， 且具有一定的消泡能力。
5.2.1油泵型式应根据系统对油泵的工作性能要求选择，油 泵规格和驱动油泵功率应根据油泵所需最高工作压力和所需 最大工作流量确定。
5. 2. 2油泵最高工作压力应按下式计算：
PPNKIPS （5.2.2-1）
PS=P+EΔP （5.2.2-2）
式中PP--油泵最高工作压力（MPa）；
KI——富裕系数，取1.25；
PS——液压系统最高工作压力（MPa）；
P--油缸最高工作压力（MPa）；
ΣΛP——管路系统各项压力损失总和（MPa）。
5.2.3油泵最大工作流量应按下式计算：
0K0 （5.2.3-1）
Qs-∑Q （5.2.3-2）
式中QP--油泵最大工作流量（l∏3∕s）;
K2——系统泄漏系数，取1.1〜1.3；
QS--液压系统最大工作流量（l∏3∕s）;
∑2--同时动作的油缸最大总工作流量（l∏3∕s）°
5.2.4驱动油泵功率应按下式计算：
(5.2.4)
式中N——驱动油泵功率（kW）；
PS——液压系统最高工作压力（MPa）；
QS——液压系统最大工作流量（ι∏3∕s）;
η——油泵的总效率，按油泵产品样本或表5.2.4选用, 定量泵取大值，变量泵取小值。
表 5.2. 4
|
油泵名称 |
齿轮泵 |
叶片泵 |
柱塞泵 |
|
总效率 |
0. 60〜0. 80 |
0. 75〜0. 85 |
0. 75〜0. 90一 |
油泵的总效率
5.2.5阀件应满足液压系统运行要求。阀件的压力和流量应 留有一定的富裕量。
5.2.6管道设计应符合下列规定。
5.2.6. 1管道尺寸应根据液压系统最高工作压力、液压油 通过管道的最大流量和允许流速确定，并应按下列公式计算：
d = 1128.4」Z
∖V
(5.2. 6-1)
(5.2.6—2)
版］=冬
式中 d--油管内径（mm）；
(5.2.6-3)
β——液压油通过管道的最大流量（m3/s）；
V——液压油通过管道的允许流速（m∕s）,按表5. 2.6选取;
δ--油管壁厚（mm）；
PS——液压系统最高工作压力（MPa）；
[σ]——油管材料的容许应力（MPa）,铜管的容许应力 不大于25MPa；
Qb——油管材料的抗拉强度（MPa）；
Kb——安全系数，当Ps≤7MPa时，取8；当7MPa< RWl7. 5MPa 时，取 6； R>17. 5MPa 时，取 4。
管道的允许流速 表5.2.6
|
管道种类 |
允许流速（m∕s） |
____备注____ |
|
吸油管道 |
0.6 〜1.2 |
流量大时取大值 |
|
压油管道 |
2. 5 〜5.0 |
油的粘度小时取大值 |
|
总回油管道 |
1.5 〜2. 5 | |
|
短管道和管道局部收缩处 |
5.0 〜7.0 |
5.2.6.2管路布置应短捷，管子弯曲处角度不得小于90° , 最小弯曲半径应大于管外径的3倍。
5.2.6.3软管不应拉紧、扭转和摩擦。软管接头至起弯点 的直线段长度不得小于软管外径的6倍，弯曲半径不得小于软 管外径的10倍。
5.2.7油箱设计应满足储油、散热、过滤、维修和换油等要 求，并应符合下列规定。
5.2.7. 1油箱有效容积宜按泵组每分钟最大排量的5〜7倍 计算，并应根据油缸工作状态下的最大回油量综合确定。
5.2.7.2过滤器应按使用要求设置，过滤能力应大于通过 流量的2倍，过滤精度应按液压元件的要求确定。
5. 2. 7. 3吸油管与回油管之间应设置隔板。
5.2.7.4油箱宜设置除湿空气过滤器、热交换器、油位计 和温度计等。
5.2.7.5油箱内壁严禁涂刷油漆。
5.2.8管道和油箱宜采用不锈钢材料。
5. 3. 1油缸壁厚可按下列公式计算:
e. PD
(5.3. 1-1)
IM
(5.3. 1-2)
Kk
式中3--油缸壁厚（mm）；
P--油缸最高工作压力（MPa）；
D--油缸内径（mm）；
[σ]——油缸材料的容许应力（MPa）；
σb——油缸材料的抗拉强度（MPa）；
Kk——安全系数，取5。
5. 3. 2油缸的主要尺度应符合下列规定。
5.3.2. 1油缸的最小导向长度（图5.3.2）宜按下式确定:
1
—+ D
/
式中Hmin--最小导向长度（mm）,即活塞杆外伸至最大行
程时，活塞支承中点至导向套滑动面中点的距离；
S--活塞最大行程（mm）；
(5.3.2)
2[10
D--油缸内径（mm）。
图5. 3.2油缸导向结构简图
Hmin-最小导向长度：心活塞杆直径；D-油缸内径；
£-活塞杆导向套的长度；月-活塞宽度；S-活塞最大行程
5. 3. 2. 2初选活塞杆直径时,可取油缸内径的0. 5〜0. 6倍。
5. 3. 2. 3活塞杆导向套的长度可取活塞杆直径的0. 8-1.0倍。
5.3.2.4活塞宽度可取油缸内径的0.6〜1.0倍。
5.3.3活塞杆强度和稳定性计算，可参照附录A进行。
5. 3. 4大中型卧式油缸活塞杆设计应控制初始挠度。
5. 3. 5油缸和活塞杆的材料宜选用35、45优质碳素结构钢， 活塞杆表面应进行防腐处理。
5.3.6启闭机与工作闸门或工作阀门宜采用球絞联接或十字 校联接。
A. 0. 1推拉杆和活塞杆的强度应按式（A. 0. 1）计算。
b = M*] （A. 0. 1）
AI
式中σ--推拉杆或活塞杆的轴心压杆应力（MPa）；
F--推拉杆或活塞杆承受的最大轴向荷载（N）；
Al——推拉杆或活塞杆截面净面积（mu?）；
[σ]——材料的容许应力（MPa）,按现行行业标准《船闸
闸阀门设计规范》（JTJ 308）的有关规定选用。
A.0.2推拉杆的稳定性验算应按式（A.0.2）计算。
σ = J-≤^] （A. 0. 2）
式中σ--推拉杆轴心压杆应力（MPa）；
F—推拉杆承受的最大轴向荷载（N）；
A2——推拉杆截面毛面积（mu?）；
[σ]--材料的容许应力（MPa）,按现行行业标准《船
闸闸阀门设计规范》（JTJ 308）的有关规定选用；
φ——推拉杆轴心压杆稳定系数，按现行行业标准《船
闸闸阀门设计规范》（JTJ 308）的有关规定选用。
A.0.3活塞杆的稳定性验算应满足式（A.0.3）的要求。
(A. 0.3)
式中 g——活塞杆的稳定安全系数;
Pk 活塞杆临界荷载（N）；
P--活塞杆承受的最大轴向荷载（N）；
few]--活塞杆容许稳定安全系数，见表A. 0. 3。
容许稳定安全系数 表A. 0.3
^^UiiVO. 5 I 0.5〜0.6 I 0.7〜0.8 I 0.9〜1.0
注：11、L见图 A∙0.3o
图A. 0.3活塞杆稳定性验算简图
A. 0.4活塞杆的临界荷载可根据活塞杆长细比按下列公式计算:
（1）当λ>λc时，临界荷载按下列公式计算：
(A. 0.4-1) (A. 0.4-2) (A. 0.4-3)
Λc =1.33z⅛
(A. 0.4-4) (A. 0.4-5)
式中λ 活塞杆长细比；
AC——欧拉公式曲线与试验公式抛物线相交点的长细比;
Pk 活塞杆临界荷载（N）；
E——材料的弹性模量（MPa）；
A2--活塞杆截面毛面积（mn?）；
μ——活塞杆长度系数，根据活塞杆支承约束条件确定, 当两端支承为絞接时取1.0；当一端支承固定、一端支承絞接 时取0∙7;
I--活塞杆计算长度（mm）；
ZnIin--活塞杆截面最小回转半径（mm）；
Λιin--活塞杆截面最小惯矩（mn?）；
AS——临界应力等于活塞杆材料屈服极限时，按欧拉公式 算出的长细比；
σs——材料的屈服极限（MPa）。
（2）当λ≤Ac时，临界荷载按下式计算：
Pk =
1-。∙43 — (7sA2
M丿
(A. 0.4-6)
式中λ 活塞杆长细比；
AC——欧拉公式曲线与试验公式抛物线相交点的长细比;
Pk 活塞杆临界荷载（N）；
σs——材料的屈服极限（MPa）；
A2--活塞杆截面毛面积（mu?）。
B.0.1为便于在执行本规范条文时区别对待，对要求严格程 度的用词用语说明如下：
(1) 表示很严格，非这样做不可的：
正面词采用“必须”；
反面词采用“严禁
(2) 表示严格，在正常情况下均应这样做的：
正面词采用“应”；
反面词采用“不应”或“不得”。
(3) 对表示允许稍有选择，在条件许可时首先应这样做的:
正面词采用“宜”或“可”；
反面词采用“不宜
B.0.2条文中指定应按其他有关标准、规范执行时，写法为
“应符合……的有关规定”或“应按……执行
主编单位：中交水运规划设计院
参加单位：江苏省交通规划设计院
四川省交通厅交通勘察设计研究院
主要起草人：张国维（中交水运规划设计院）
黄 潼（中交水运规划设计院）
（以下按姓氏笔画为序）
王志成（江苏省交通规划设计院）
⅞⅞⅞（中交水运规划设计院）
袁克忠（四川省交通厅交通勘察设计研究院）
总校人员名单：李永恒（交通部水运司）
何文辉（交通部水运司）
吴敦龙（中交水运规划设计院）
张国维（中交水运规划设计院）
黄 潼（中交水运规划设计院）
龙 友（中交水运规划设计院）
董方（人民交通出版社）
管理组人员名单：张国维（中交水运规划设计院）
刘洪波（中交水运规划设计院） 龙友（中交水运规划设计院）
吴立新（中交水运规划设计院）
中华人民共和国行业标准
船闸启闭机设计规范
JTJ 309-2005
条文说明
2.1.1推荐同一条河流上相同门型采用同一种型式启闭机， 是为了给管理和维修保养提供便利。
2.1.2大中型船闸和工作繁忙的小型船闸，设一台动力设备 时，一旦发生事故，将造成航道堵塞，因此推荐设置备用动力 设备。
2.1.4设置同步装置是为了保证上述工作闸门和工作阀门在 运行过程中不致歪斜和卡住，保证闸门底止水正常工作。
2.1.5要求启闭机运转平稳是为了保证工作闸门运转平稳， 防止闸门在运行过程中产生间断或跳跃式的运动现象。工作闸 门和工作阀门开关门运行至终点位置规定不得发生撞击,是为 了防止撞坏闸门和止水。
2.1.6启闭机设置制动装置，主要是为了能控制工作闸门、 工作阀门的运行位置和保证闸门和阀门的运行安全。提升闸门 在开启位置时必须制动，以防止闸门下滑；人字闸门需在开启 位置长期停留，也需要将闸门制动，以防风浪推动闸门。
2.1.7工作闸门和工作阀门启闭机设行程限位装置，是为了 保证工作闸门和工作阀门在设计行程范围内运行，防止工作闸 门和工作阀门在运行到终了位置时产生撞击，避免启闭机的传 动构件由于撞击而损坏。设置荷载保护装置，是为了保护闸门 和阀门及启闭机的安全，避免事故的发生。
2.1.8由于常用液压油的粘度随着温度的降低而升高，所以 在选择液压油时要考虑环境温度对油液性能的影响。
2. 1. 9由于水利枢纽的运行或船闸灌泄水超灌超泄产生的反 向水位差对闸门造成较大影响时，可能会使油缸活塞杆扭曲、 变形，启闭机损坏，船闸不能正常工作，影响船闸的正常运行, 因此在启闭机设计时应考虑此影响。
2.2.2液压传动启闭机加工件较少，选用的标准件较多，且 油缸的加工已形成规模，不存在加工技术问题，因此推荐人字 闸门、三角闸门和一字闸门采用液压传动启闭机。
2.2. 3〜2. 2.4大行程平面闸门和横拉闸门，开关门行程较 长，当超过油缸长度的加工范围时，液压传动的启闭机就难以 满足要求，故推荐采用机械传动的启闭机。
2.3.3本条规定是为了保证启闭机主要电气设备不至于淹没 在水中。
3. 1.1-3. 1.4条文规定的内容是根据国内外多座船闸资料 和相关标准统计分析提出的。
3.2.1本条规定启闭机行程留有适当的富裕度是为了适应闸 门的塌拱、位移和安装调整对行程的影响。
4.1.1船闸启闭机用于不同门型、机型和航道，彼此工作状 况差异很大。通航水位的变化使启闭机在实际工作过程中承受 的荷载也是变化的。对启闭机的工作级别进行划分，给启闭机 机构设计提供一个合理的基础，也为用户和制造厂家进行协商 时提供一个参考范围。本条文给出的是机构的工作级别，为简 化工作级别，我们把工作级别和荷载状态、设计寿命联系起来, 对于机构一般就不考虑疲劳强度，所以机构的工作级别即为启 闭机的工作级别。
荷载状态表明启闭机受载的轻重程度。表4. 1.1中“经常 启闭轻的荷载，很少启闭额定荷载”是指船闸设计最高通航水 位在一年内出现的天数很少，经常在较低通航水位下工作。“有 时启闭额定荷载，一般启闭中等荷载"是指船闸在一年内，设 计最高通航水位出现的天数较少，经常在中等通航水位下工 作。“经常启闭额定荷载”是指船闸在一年内经常出现设计最 高通航水位，常受最大的工作荷载。启闭机设计工作总小时数 只是理论上的规定，不作为寿命的保证。
4.2.1由于我国的船闸多建于环境温度较高，气候潮湿，且 尘土风沙较多，要求电动机应有较好的密封性和耐湿性；由于
启闭机大多为重复短时工作制，对电动机最大转矩与额定转矩 比值要求较大；由于经常启制动，振动冲击较大，要求电动机 具有足够的机械强度。交流电动机结构简单，价格便宜，维修 方便，其性能可满足船闸启闭机的要求；直流电动机虽然具有 较大的过载能力，调速比大，起动性能好，但系统比较复杂， 投资较大，故推荐交流电动机。
4.2.2 Y系列异步电动机为鼠笼结构，价格便宜，适用于中 小容量、启动次数不多和没有调速要求的情况下使用，因此推 荐采用Y系列异步电动机。
4.2.3电动机的负荷持续率为10分钟内启闭机工作时间所占 的百分数。
4.2.4平面闸门和工作阀门的启闭机主要是重力负载，起升 为阻力，下降为动力，类似起重机的起升机构，因此，计算电 动机静功率时，克服惯性的功率增大系数K取为1.0；人字闸 门、三角闸门、一字闸门和横拉闸门的启闭机主要是阻力负载, 类似起重机的运行机构，计算时要考虑惯性力，参考有关资料, 克服惯性的功率增大系数K取为1.1〜1.2。机构的总传动效 率是传动系统中所有运动副的效率，包括绳索卷绕效率。
4.3.3本条规定是根据启闭机工作情况，参照国内外有关资 料制定的。对平面闸门和工作阀门考虑到船闸启闭机的实际使 用情况和闸门下过船、过人的安全要求，规定其制动安全系数 为1.75〜2.25；对横拉闸门，考虑运行机构的制动器，要求制 动安全系数较低，通常以保证在不工作时能“持住”即可，可 以用较小的制动安全系数，故对横拉闸门制动器的制动力矩取 为 1.2 〜1.5。
4.3.4为保证推拉杆或连杆的正常工作，参考国内有关资料 制定本条文。为避免杆件柔度太大，在自重下较大的挠度和在 运输、安装中发生变形，以致使杆件受力时增加初弯曲和初偏 心，降低安全度，参考我国《港口工程钢结构设计规范》(JTJ 283-99)和《水利水电工程钢闸门设计规范》(DL/T 5039-95) 的规定，本规范对推拉杆的长细比规定为不大于120。
4.3.5推拉杆缓冲装置的最大工作荷载是根据国内已建工程 经验确定的。
4.4.1在相同直径、相同材料条件下，线接触钢丝绳比点接 触钢丝绳寿命可提高1.5〜2. 0倍，故宜选用交绕线接触钢丝 绳；船闸启闭机钢丝绳多处于水下或接近水面工作，锈蚀成为 影响钢丝绳寿命的主要因素，因此出入水钢丝绳宜选用镀锌金 属芯钢丝绳；双吊点启闭机宜采用预拉钢丝绳，是为了更好的 实现同步。
4.4.2船闸启闭机的钢丝绳多数在水下或出入水中工作，绕 绳系统布置比较复杂，钢丝绳破断后更换困难，往往造成停航, 影响较大；对于提升闸门，船舶需要从闸门下经过，钢丝绳破 断会造成严重后果。根据起重机设计规范和相关行业标准， 按钢丝绳所在机构工作级别有关的安全系数选择钢丝绳直径， 所选钢丝绳的破断拉力应满足式4.4.2的要求。该方法比较简 单、常用，因此予以推荐。
钢丝绳的安全系数和《起重机设计规范》(GB 3811-83) 中相比，本规范提高了一级。这是因为闸门荷载在水下，钢丝 绳也比较潮湿，前苏联《水工建筑物的启闭机械》一书中提到 关于轻级工作制的钢丝绳安全系数不小于5,中级工作制不小 于5. 5；前苏联《起重机运输机械图集》提出对于机动的钢丝 绳其轻级的安全系数不小于5。所以本规范中钢丝绳安全系数 取0-轻为5,-轻为5. 5,-中、0-重为6。
4.4.3关于卷筒和滑轮的最小缠绕直径，本规范与《起重机 设计规范》(GB 3811-83)相比有适当的加大，主要考虑在条 件允许的情况下，适当加大卷筒或滑轮直径可以延长钢丝绳的 使用寿命，同时考虑到工作场地较为潮湿且维护条件较差。前 苏联《水工建筑物的启闭机械》中提到轻级工作制的卷筒或滑 轮与钢丝绳直径之比为20；中级工作制为25；因此本规范取 0-轻、0-轻为20,-中为25、0-重为30o
4.4.5限制钢丝绳偏斜角的目的，是防止偏斜角过大时，造 成钢丝绳与卷筒或滑轮边缘相互摩擦，损坏钢丝绳。参照《起 重机设计规范》(GB 3811-83)的相关规定制定本条文。
5.1.1本条文提出启闭机液压系统设计应设置安全、锁定、 卸荷和补油回路，主要是考虑门体变形、意外情况超载或出现 反向荷载等对启闭机活塞杆造成不利的影响，因此有必要设置 安全、锁定、卸荷等回路，以保护活塞杆。为保证船闸安全运 行，提高船闸通行保证率，减少噪声污染和环境污染，结合国 内外船闸启闭机设计、使用方面的经验，提出设置备用电机、 设置减振装置、油路设置排气装置和泵站集成化等要求。
5.1.2根据国内外有关资料，20世纪90年代后建设的船闸， 其船闸液压启闭机液压系统的最高工作压力大部分在12.0〜 20. OMPa之间，个别船闸高达30. 5MPao随着液压技术的不断 发展及数控机床的普及，泵类、阀类和执行机构等加工精度得 到了大幅度提高，已基本解决了泵、阀、缸的漏油问题，因此, 本次修订推荐启闭机液压系统工作压力取16-20MPaO
5. 1.3~5. 1.4对系统试验压力和液压缸试验压力的要求是 参考《起重机设计规范》(GB 3811-83)、《水利水电工程启闭 机设计规范》(SL41)和《机械设计手册》的有关规定提出的。
5. 2. 2〜5. 2. 3 油泵的最高工作压力是由油缸或液压马达的 工作压力确定的，富裕系数Kl是考虑油泵的压力储备和使用 寿命；油泵的最大工作流量由同时动作的油缸最大总工作流量 确定；泄漏系数&是考虑油路系统的泄漏和元件磨损造成容 积效率的下降。
5.2.5阀件的压力和流量应留有一定的富裕量，主要考虑阀 件的内泄漏和液控阀的最小启动压力。
5.2.7本条文参照国内已建船闸的使用经验，并参考机械工 程出版社出版的《液压工程手册》、《机械设计手册》的相关规 定制定。
5.3.1 一般油缸壁厚的计算分为薄壁、中厚壁与厚壁三种。 缸径与壁厚之比小于2为薄壁,缸径与壁厚之比大于2小于16 为中厚壁，缸径与壁厚之比大于16为厚壁。根据国内外相关 资料，启闭机油缸多采用薄壁和中厚壁。由于中厚壁计算公式 中强度系数目前尚无确切数据，因此本规范统一按薄壁计算， 偏于安全。
5. 3. 5油缸和活塞杆的加工材料宜选用35、45优质碳素结构 钢，主要是考虑采用优质碳素结构钢加工油缸和活塞杆可以获 得较好的加工质量。
中华人民共和国行业标准
书 名:1B用启団机设计舞苑
W作者:中交水运规划设计院
贵任・•：!（方
出版发行:人民交通出版社
地 址:（IOOOll）北京市朝阳区安定门外外馆斜街3号 网 址:bitp: //www. （jιiDaβybook. Can（ Φ 国水运图书网） IHk电话:（010）85285376,85285956
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版 次：2。06年2月第1版
印 次：2。06年2月第1次印刷
鏡一书号!l5114∙0907
印 數:0001-5000 册
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统一书号：15114 • 0907
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