水位超限自启动水闸机构及控制电路设计.doc

摘要:本文设计水位超限水闸自启动控制系统。水闸是水利设施的重要部分，在汛期若不及时开放，会有很大的安全隐患。但是现在仍有很多场合是人工控制的，如果水坝上没有人值班，就会容易引发安全事故，水闸的自动控制系统可以较好的解决这个问题。

本文通过对水闸的传动系统设计和控制系统设计，达到人工控制和自动控制相结合的功能。传动系统中通过方案的比较，选定露顶式平面闸门设计、螺杆设计及蜗轮蜗杆设计实现机械传动；控制系统中，通过对电动机的启停、正反转，拖动螺杆上下移动，实现人工控制及自动化控制相结合的电路。

关键词  闸门；螺杆；蜗轮蜗杆；提升控制系统

目录

摘要

Abstract

1 绪论-1

1.1 概述-1

1.2 背景-1

1.3 发展状况-1

2 闸门方案设计-2

2.1 闸门升降原理及总体框图-2

2.2 传动系统的选择-2

2.3 控制系统的选择-3

2.4 闸门方案比较-3

3 露顶式平面钢闸门的设计-5

3.1 设计数据：-5

3.2 闸门结构的型式及布置-5

3.2.1 闸门尺寸的确定-5

3.2.2 主梁的型式-6

3.2.3 主梁的布置-6

3.2.4 梁格的布置和型式-6

3.2.5 边梁和行走支承部分-6

3.3 面板设计-6

3.3.1 估算面板厚度-7

3.3.2 面板与梁格的连接计算-8

3.4 水平顶梁、底梁的设计-8

3.4.1 荷载与内力计算-8

3.4.2 截面选择-10

3.4.3 底梁的强度验算-11

3.4.4 底梁局部弯曲的挠度验算-11

3.4.5 顶梁-11

3.5 主梁设计-11

3.5.1 截面选择-12

3.5.2 下主梁的强度验算-13

3.5.3 下主梁的挠度验算-13

3.5.4 上主梁和中主梁-13

3.6 横隔板设计-13

3.6.1 横隔板截面选择和强度计算-14

3.7 边梁设计-15

3.7.1 荷载和内力计算-15

3.7.2 边梁的强度验算-16

3.8 行走支承设计-17

3.9 闸门启门力-17

4 传动部分计算-19

4.1螺旋传动-19

4.1.1 螺旋传动类型-19

4.1.2 滑动螺旋副螺纹的选用-19

4.1.3 螺旋传动计算-20

4.2电动机的选择-23

4.2.1 电动机的工作状态-23

4.2.2 电动机的选择-23

4.2.3 总传动比计算-25

4.3支承架计算-25

4.4蜗轮蜗杆的计算-26

4.4.1 蜗杆传动的类型及特点-26

4.4.2 方案的确定-27

4.4.3 接触强度设计-28

4.4.4 求蜗杆的圆周速度并校核效率-29

4.4.5 校核蜗轮齿面的接触强度-30

4.4.6 蜗轮齿根弯曲强度校核-31

4.4.7 几何尺寸计算-31

5  闸门提升控制系统-33

5.1 提升系统的控制要求-33

5.2 提升系统的电路控制原理-34

5.2.1 电路结构及主要元器件作用-34

5.2.2 工作原理-34

5.3 传感电极C的工作原理-35

结  论-36

致  谢-37

参考文献-38