[发明专利]一种用于翻板闸门的减振方法

说明书

本发明公开了一种用于翻板闸门的减振方法，具体为：通过在支墩壁上安装磁铁，在支腿侧面安装铁片，并在翻板闸门的支墩顶部安装多层橡胶垫，每两层橡胶垫之间用钢板相隔，采用螺栓锚固，从而实现翻板闸门的减振。当翻板闸门完全开启时，支腿与支墩顶部橡胶垫碰撞，可以缓冲撞击；支腿侧面的铁片被支墩壁的磁铁吸引，可以减少由脉动压力引起的支腿拍打现象。本发明的方法工艺简单，拆装、检修、更换都很方便。

技术领域

本发明属于水利设施减振技术领域，具体涉及一种用于翻板闸门的减振方法。

背景技术

翻板闸门是一种借助水力和动力作用，利用水力和闸门的动量平衡，随着上游水位的变化而改变启闭状态的闸门。闸门在启闭时支腿与支墩起着绝对的控制作用，因此，必须尽力提高支腿与支墩的承载能力。对于翻板闸门而言，其承受的主要荷载是冲击荷载和自重，闸墩在冲击荷载的作用下发生应力变化，进而影响闸墩的承载能力。大量研究结果表明，冲击荷载的折减可以有效的缓解支墩拐角处的应力集中，减小脉动压力引起的支腿拍打，进而提高支墩的承载能力。根据工程经验，在冲击荷载作用下，若考虑在支腿与支墩碰撞时接触的地方设置橡胶垫，可以使冲击荷载最大降低，成为原来的1/2。橡胶垫可以有效地削弱冲击力的作用，所以在支墩槽顶部布置橡胶垫成为重点，橡胶垫与支墩之间必须有可靠的固定措施，同时橡胶垫必须定期检修，及时更换，防止其老化和破坏。

橡胶垫经常被用在旋转机械的振动控制中，但在闸门振动控制中还比较少见，由于翻板闸门工作原理的特殊性，利用橡胶垫辅助减振设计比较简便。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于翻板闸门的减振方法，可以有效地降低闸门在运行过程中的振动，增强支腿与支墩截面的承载能力。

本发明所采用的技术方案是，一种用于翻板闸门的减振方法，具体为：通过在支墩壁上安装磁铁，在支腿侧面安装铁片，并在翻板闸门的支墩顶部安装多层橡胶垫，每两层橡胶垫之间用钢板相隔，采用螺栓锚固，从而实现翻板闸门的减振。

本发明的特点还在于，

每个橡胶垫的大小和厚度均相同；橡胶垫位于支腿与支墩顶部相接处，橡胶垫的大小和支腿与支墩顶部接触面大小一致。

橡胶垫的层数的计算方法如下：

步骤1，计算多层橡胶垫的总刚度k，橡胶垫的总刚度为每个橡胶垫的刚度的乘积与和的比值，如式(1)所示；

式(1)中，k₁，k₂……k_n，分别为第一层橡胶垫的刚度，第二层橡胶垫的刚度，……第n层橡胶垫的刚度；

步骤2，利用多层橡胶垫的总刚度k和翻板闸门的系统质量m，计算得到翻板闸门的系统频率ω，如式(2)所示；

步骤3，采用试算法，将假定的橡胶垫层数代入隔振系数η的计算公式中进行循环计算，直至得到的橡胶垫的隔振系数趋于稳定，此时的橡胶垫层数即为最终的橡胶垫层数；

橡胶垫的隔振系数的计算公式，如式(3)所示；

式(3)中，表示频率比；是激振频率，ζ是橡胶垫的阻尼比。

本发明的有益效果是，

对于闸门运行过程中不可避免的振动，通过控制相关的参数以及计算验证，在支墩顶部设置满足减振设计要求的橡胶垫层数，以此来改变系统的自振频率，延长系统的自振周期；通过橡胶垫的粘性阻尼和滞性阻尼消耗振动产生的能量，减小脉动压力引起的支腿拍打，进而减小支腿拍打引起的振动，达到减振的目的。通过本发明的减振方法，可以有效地降低闸门在运行过程中的振动，增强支腿与支墩截面的承载能力，延长闸门的使用年限。

附图说明