全平衡垂直升船机紧急制动力曲线研究.pdf

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1、第46卷第9期人民长江Vo1．46，No．92015年5月YangtzeRiverMay，2015文章编号：1001—4179(2015)O9—0001一O4全平衡垂直升船机紧急制动力曲线研究张莉，廖乐康2(1．华电郑州机械设计研究院有限公司，河南郑州450015；2．长江勘测规划设计研究有限责任公司枢纽设计处，湖北武汉430010)摘要：在遏断电及主拖系统失效时，全平衡垂直升船机实施的紧急制动事关升船机的运行安全。在此紧急制动情况下既要保证制动的安全性，使其制动距离小于设计冲程，又要避免惯性对主提升机传动设备的冲击，因此，制动力如何施加便是主提升机安全制动系统设计的一个

2、关键技术问题。分析了全平衡升船机主提升机的载荷特点，结合已建升船机的设计经验，提出了全平衡垂直升船机紧急制动曲线的基本型式和参数的确定原则。以此为基础，给出了制动过程运动学及传动系统载荷的计算方法，并以隔河岩第一级升船机为例进行了计算，证明了紧急制动力曲线的实用性与合理性，进一步揭示了主提升机传动系统在不同栽荷工况下的受载特点。关键词：紧急制动；制动力曲线；冲击载荷；制动距离；升船机中图法分类号：U642文献标志码：ADOI：10．16232／j．enki．1001—4179．2015．09．001全平衡钢丝绳卷扬垂直升船机是目前在水利枢纽为安全起见，为了避免承船厢速度过

3、零后失控运行，在中应用较普遍的一种升船机型式¨。该型式升船机此工况下也会采用与发电工况相同的紧急制动曲线实的特点是，承船厢在设计水深条件下其结构、设备和水施制动。此时由于制动力与外载荷叠加，承船厢的制体重量与平衡重相等，因此，主提升机只需克服船厢误动加速度绝对值大于发电工况的情况。但该工况下惯载水体重量、系统惯性力、各运动副的摩擦阻力、风阻性力与外载部分抵消，因此并非控制工况制动力曲线力、钢丝绳僵性阻力、船厢与平衡重的不平衡重量等荷的施加应保证在电动工况和发电工况下，升船机运动载，就可驱动承船厢升降运行。按主提升机载荷和承系统能平稳可靠地制动。制动可靠性可用发电工况下船厢

4、运动的方向一致性考虑，主提升机正常工况包括制动器上闸后船厢继续升降的最大距离来衡量，一般两种基本情况：①主提升机载荷方向与船厢运动方向称此距离为船厢的冲程。制动的平稳性可用发电工况相反，此时主提升机电动机提供动力，主提升机驱动船下制动所产生的船厢最大减速度来衡量。工作制动器厢运行，此情况称之为电动工况；②主提升机载荷方的这两个技术指标是相互制约的。合理的制动力曲线向与船厢运动方向相同，此时承船厢与平衡重系统的应保证两个指标都满足设计要求。此外，应对电动工不平衡力矩驱动主提升机运行，所产生的能量通过电况下主提升机传动设备的载荷合力进行核算，其值应动机反馈给电网，此情况称之为

5、发电工况。在发电工小于设计规定的最大偶然载荷。况下，承船厢不平衡载荷使之产生加速运动的趋势。在全平衡钢丝绳卷扬垂直升船机主提升机安全制当施加适当的制动力承船厢会获得一个合理的制动减动系统的研究方面，文献[3]以隔河岩第一级垂直升速度值。一般设计上取该值为0．04～0．08m／s，在船机为工程背景，对全平衡钢丝绳卷扬式升船机主提电动工况，承船厢不平衡载荷使之产生减速运动的趋升机安全制动系统的工作特性、选型、制动器参数的确势；在此状态下，即使不施加制动力，承船厢和平衡重定、制动程序以及安全制动系统、液压控制系统设计等系统的速度也将因不平衡力的作用减小直至静止。但问题进行了综合

6、讨论，但工作制动器制动力曲线对全收稿日期：2015—02—08作者简介：张莉，女，主要从事水工机械设备设计与研究。E—mail：zhangl@hdmdi．corn2人民长江平衡钢丝绳卷扬式升船机安全性的影响，尚未见文献等。为简化分析起见，不考虑船厢与平衡重的不平衡分析。本文在总结已建全平衡钢丝绳卷扬升船机主提重力，系统的惯性力则作为位置变量考虑。摩擦阻力升机安全制动系统设计与运行经验的基础上，提出了和钢丝绳僵性阻力在任何情况下均与速度方向相反，工作制动器紧急制动可靠性和平稳性并重的设计原起制动作用；而承船厢误载水不平衡力既可与速度方则，以及工作制动器紧急制动上闸曲线基本型

7、式和参向相反，又可与速度方向相同。在发电工况，承船厢误数确定原则，提供了相关的设计计算方法，并以隔河岩载水不平衡力与速度方向相同，因而与摩擦阻力和钢第一级升船机为例进行了计算，从而对设计原则及紧丝绳僵性阻力部分抵消，按最大承船厢误载水不平衡急制动上闸曲线的合理性进行了验证。力考虑，合力方向与速度方向相同。主提升机在发电工况的外载是制动力需要克服的外载，为了反映这种1相关参数及工作制动器上闸曲线关系，将发电工况主提升机外载置于图1中位于时间(1)等效质量与等效力。全平衡钢丝绳卷扬升船轴的上方。在电动工况，承船厢误载水不平衡力与速