鉸鏈閘門半剛性連接結構的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及水電閘門領域，尤其是一種鉸鏈閘門半剛性連接結構。本實用新型所要解決的技術問題是提供一種省去門底滾輪且重復定位精度高的鉸鏈閘門半剛性連接結構。鉸鏈閘門半剛性連接結構，包括門框和門葉，還包括扭力桿、固定設置于門框上的門框上鉸鏈和門框下鉸鏈、固定設置于門葉上的門葉上鉸鏈和門葉下鉸鏈，所述門框上鉸鏈和門框下鉸鏈分別與扭力桿鉸接構成第一旋轉副，所述扭力桿與門葉上鉸鏈和門葉下鉸鏈分別鉸接構成第二旋轉副。本實用新型由于本裝置鉸鏈僅承受門體自重，故而可以減小隔水門或防護門的鉸鏈結構。本實用新型尤其適用于承受較大載荷的水電封堵閘門和隔水門設計之中，減小重型鉸鏈的設備費用投入。
【專利說明】
鉸鏈閘門半剛性連接結構
技術領域
[0001]本實用新型涉及水電閘門或地下防護工程隔水門領域，尤其是一種鉸鏈閘門半剛性連接結構。
【背景技術】
[0002]在水利水電工程中，為了便于后期隧道的檢修，一般在施工支洞設置有封堵閘門，該封堵閘門常采用鉸鏈式平面閘門。為了避免閘門受水壓力變形后產生破壞鉸鏈，鉸鏈采用較大間隙配合適應閘門位移或變形。有較大間隙鉸鏈僅僅是閘門回轉中心的粗定位，門葉部分重量需設置門底滾輪進行支撐。在操作閘門時，經常出現底部滾輪小碎石卡阻等現象，同時由于回轉中心定位間隙較大，回裝閘門時，往往需要利用其它工具，例如千斤頂或手動葫蘆對螺栓孔進行對位。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種省去門底滾輪且重復定位精度高的鉸鏈閘門半剛性連接結構。
[0004]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:鉸鏈閘門半剛性連接結構，包括門框和門葉，還包括扭力桿、固定設置于門框上的門框上鉸鏈和門框下鉸鏈、固定設置于門葉上的門葉上鉸鏈和門葉下鉸鏈，所述門框上鉸鏈和門框下鉸鏈分別與扭力桿鉸接構成第一旋轉副，所述扭力桿與門葉上鉸鏈和門葉下鉸鏈分別鉸接構成第二旋轉副。
[0005]進一步的是，所述門框上鉸鏈、門框下鉸鏈與第一旋轉副中心的距離不相同。
[0006]進一步的是，所述門框上鉸鏈與扭力桿之間為可拆卸鉸接。
[0007]進一步的是，所述門框下鉸鏈與扭力桿之間為可拆卸鉸接。
[0008]進一步的是，扭力桿與門葉上鉸鏈之間為可拆卸鉸接。
[0009]進一步的是，扭力桿與門葉下鉸鏈之間為可拆卸鉸接。
[0010]本實用新型的有益效果是:本實用新型的設計亮點是創造性的在鉸鏈閘門連接處設置兩個旋轉中心和扭力桿，通過兩個旋轉中心和扭力桿來卸載平面內支承力。其中，扭力桿與門框上的門框上鉸鏈和門框下鉸鏈連接的第一旋轉副為主旋轉中心，閘門門葉在開啟關閉操作力作用下圍繞其轉動，自重通過門框上、下鉸鏈推拉力形成力偶進行平衡。第二旋轉副為扭力桿與門葉上鉸鏈和門葉下鉸鏈之間的旋轉中心，其中門葉上鉸鏈和門葉下鉸鏈的旋轉中心與所述第一旋轉中心的距離存在有差異，由此很好的形成了扭力桿與閘門之間的半剛性連接。閘門開啟關閉操作力可以通過第二旋轉副的摩阻力及扭力桿彈性傳遞至第一旋轉副，驅動整體閘門轉動。本實用新型具有操作輕便，開啟關閉重復定位精度高等優勢，由于本裝置鉸鏈僅承受門體自重，不承受水壓力、門體沖擊力等荷載，故而可以減小隔水門或防護門的鉸鏈結構。本實用新型尤其適用于承受較大載荷的水電封堵閘門和隔水門設計之中，減小重型鉸鏈的設備費用投入。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實用新型的結構示意圖。
[0012]圖2A-A剖面圖。
[0013]圖3是圖2中詳圖D的放大圖。
[0014]圖4B-B剖視圖。
[0015]圖5承受平面水壓力時扭力桿變位圖。
[0016]圖中標記為:門框1、上鉸鏈2、扭力桿3、下鉸鏈4、門葉5、門葉上鉸鏈6、門葉下鉸鏈
7、第一旋轉副(ol)、第二旋轉副(o2)、重心g。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖對本實用新型進一步說明。
[0018]如圖1-5所示的鉸鏈閘門半剛性連接結構，包括門框I和門葉5，還包括扭力桿3、固定設置于門框I上的門框上鉸鏈2和門框下鉸鏈4、固定設置于門葉5上的門葉上鉸鏈6和門葉下鉸鏈7，所述門框上鉸鏈2和門框下鉸鏈4分別與扭力桿3鉸接構成第一旋轉副(ol )，所述扭力桿3與門葉上鉸鏈6和門葉下鉸鏈7分別鉸接構成第二旋轉副(o2)。
[0019]傳統的閘門結構中，只有一個旋轉副，鑒于門葉5的自重，還需要在門葉5底部設置底部滾輪，并由此而帶來了相應的底部滾輪小碎石卡阻等現象。本實用新型創造性的設計出了雙旋轉中心與扭力桿組合的連接結構，不僅省去了底部滾輪，而且重復定位精度高。
[0020]如圖1-5所示的，扭力桿3與門框I上的門框上鉸鏈2和門框下鉸鏈4連接構成的第一旋轉副(ol)為主旋轉中心，閘門的門葉5在開啟關閉操作力作用下圍繞第一旋轉副(ol)轉動，門葉5自重通過所述門框上鉸鏈2和門框下鉸鏈4的推拉力形成力偶進行平衡。第二旋轉副(o2)為扭力桿3與門葉上鉸鏈6和門葉下鉸鏈7之間的旋轉中心，其中門葉上鉸鏈6和門葉下鉸鏈7的旋轉中心與第一旋轉中心的距離存在有差異AL，也因此，扭力桿3與門葉5形成了半剛性連接。其中，扭力桿3的安裝平面穿過門葉5的重心g，門葉5靜止情況下，扭力桿3僅承受閘門門葉5的重力產生的推拉力，不傳遞任何轉矩。當門葉5關閉到位后，受水壓力后門葉5會向門框I靠近約S = 0.5?Imm，扭力桿3通過扭轉彈性變位進行適應。結合實踐經驗，按門葉5變位Imm計算，扭力桿3因變位產生扭剪應力僅約為15MPa;若考慮門葉5變位時不產生橫向移動，則扭力桿3會在平面內縮短一定距離，相應產生壓應力約為30MPa。一般的，為了保證后期的維修以及零件拆換的方便，可以選擇門框上鉸鏈2與扭力桿3之間為可拆卸鉸接、門框下鉸鏈4與扭力桿3之間為可拆卸鉸接、扭力桿3與門葉上鉸鏈6之間為可拆卸鉸接以及扭力桿3與門葉下鉸鏈7之間為可拆卸鉸接。
[0021]門葉5開啟關閉時，操作力通過第二旋轉副(o2)的摩阻力及扭力桿3的彈性傳遞至第一旋轉副(ol)，驅動整體閘門轉動。由于轉矩需要通過第二旋轉副(o2)進行傳遞，結合實踐經驗，需對扭力桿3與門葉5之間連接剛性進行計算，即按閘門自重5噸，第一旋轉副(ol)的鉸鏈徑向及端面摩阻系數0.5估算，第二旋轉副(o2)不考慮摩擦的最不利工況估算(實際承受摩擦力與第一旋轉副相近)，扭力桿3與門葉5承受閘門操作力時進行變位0.2°，換算至門葉5邊緣旋轉距離約為30mm，連接剛性滿足實際要求。采用本中心定位裝置的閘門操作非常輕便，按閘門自重5噸，鉸鏈徑向及端面摩阻系數0.5估算，閘門操作力僅為50kg，一人即可進行閘門關閉操作。
【主權項】
1.鉸鏈閘門半剛性連接結構，包括門框(I)和門葉(5)，其特征在于:包括扭力桿(3)、固定設置于門框(I)上的門框上鉸鏈(2)和門框下鉸鏈(4)、固定設置于門葉(5)上的門葉上鉸鏈(6)和門葉下鉸鏈(7)，所述門框上鉸鏈(2)和門框下鉸鏈(4)分別與扭力桿(3)鉸接構成第一旋轉副(01)，所述扭力桿(3)與門葉上鉸鏈(6)和門葉下鉸鏈(7)分別鉸接構成第二旋轉副(02)。2.如權利要求1所述的鉸鏈閘門半剛性連接結構，其特征在于:所述門框上鉸鏈(2)、門框下鉸鏈(4)與第一旋轉副中心的距離不相同。3.如權利要求1所述的鉸鏈閘門半剛性連接結構，其特征在于:所述門框上鉸鏈(2)與扭力桿(3)之間為可拆卸鉸接。4.如權利要求1所述的鉸鏈閘門半剛性連接結構，其特征在于:所述門框下鉸鏈(4)與扭力桿(3)之間為可拆卸鉸接。5.如權利要求1所述的鉸鏈閘門半剛性連接結構，其特征在于:扭力桿(3)與門葉上鉸鏈(6)之間為可拆卸鉸接。6.如權利要求1所述的鉸鏈閘門半剛性連接結構，其特征在于:扭力桿(3)與門葉下鉸鏈(7)之間為可拆卸鉸接。
【文檔編號】E02B8/04GK205676856SQ201620566458
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月14日 公開號201620566458.8, CN 201620566458, CN 205676856 U, CN 205676856U, CN-U-205676856, CN201620566458, CN201620566458.8, CN205676856 U, CN205676856U
【發明人】蔣德成, 劉永勝
【申請人】中國電建集團成都勘測設計研究院有限公司