1、大型弧形闸门面板卧式圆弧机加工装置的研究摘要：随着高水头电站的开发，现代大型水电站的设计水头在 100m以上有的达到 200m 以上，为了适应大型水库调度的需要，确保工程安全，迫切需要选用宣泄大流量、大断面的深孔泄水道，随之也必须同时配置相应的控制设备-高水头弧门。由于水库运行方式的复杂，对高水头弧门的运用要求越来越苛刻。闸门除要求在动水中全开、全关外，且能在库水位变幅高达百米状态下任意开度进行局开操作，其闸门的水力设计和选择合理的止水装置研究开发上普遍采用弧门面板进行加工，且精度要求越来越高。 中图分类号： TV663 文献标识码： A 目前弧形闸门面板铣削一般采用大型数控镗铣床或立式工装进
2、行加工，数控镗铣床投资费用高，且加工条件也要求高，而立式工装是将弧门立拼后，铣床环抱弧门面板加工，工作高度超过 10 米，高空作业安全风险大大增加。我们研究一种大型弧形闸门面板卧式圆弧机加工装置，它避免通常采用立式工装加工弧门面板的高空作业安全风险，与采用数控镗铣床加工弧门面板，效率相当，但费用大大降低，适合几何尺寸大，吨位重的弧门批量加工，是一种经济、适用的加工装置。 这种装置机加工方式:单片门体侧卧拼与单片支臂、活动支铰及铰轴连成整体，一端用铰轴将活动支铰和工装铰座联接固定，另一端把调整好的门叶放置在设有液压马达驱动的 100 吨台车上，台车与门叶加固成整体，围绕着铰轴在弧形轨道上匀速运转
3、；移动式铣床沿轨道垂直方向固定布置，刀盘与弧形面板相切，随着台车带动门体匀速运转，实现切削。详见弧形闸门工装示意图 1。 图 1 图 2 该装置是由四部分组成：100 吨行走台车及轨道、台车液压驱动系统、工装铰座、铣床。其技术核心是承载 100 吨行走台车驱动的平稳性和匀速性，行走台车采用液压驱动。 100 吨行走台车由两组驱动轮系、六组从动轮系、台车托架组成。驱动轮系由一个驱动组、一个 QSC12-90 减速机及一个 WBE1285-L2-121 减速机组成 ，见图 3，QSC12-90 减速机套装在驱动轮轮轴上，WBE1285-L2-121 减速机叠装在 QSC12-90 减速机上，台车与
4、托架间采用一级铰链传递（如图 4） ，满足行走中所有行走轮均受力，不会出现打滑，倾翻现象。每 2 个行走轮形成夹角，行走轮中心与 R 半径相切，使台车自然的沿圆弧轨道行走，减少向心拉力。轨道选用 P43 轨道。 台车液压驱动系统是由液压驱动由电动机、液压齿轮泵、电磁溢流阀、背压阀、电液换向阀、液控单向阀、节流阀、单向节流阀、液压马达、管道及邮箱组成。见图 2 液压原理图。为使行走台车启动平稳，无冲击，我们将液压齿轮泵的转速始终保持 1440r/min，保证了齿轮泵供给的油量是恒定的，克服因变量供油导致台车抖动与冲击现象，再加之回油时带有 2Mpa 的背压，使其均匀回油，满足了台车匀速行走的要求
5、；在两个液压马达的进出油口设置了节流阀，控制供给液压马达的油量保持相等，克服拖拽现象，台车平衡行走，调整节流阀的开度，台车按7080mm/分钟匀速前进；为保证台车停车的可靠性，在换向阀的进出口处各设一个液控单向阀，当停车后自行将液压马达的进出油口同时闭锁，液压马达不能回油，台车就制动停车，就是台车受外力推拉时也不会滑移，撞伤镗铣床。 工装铰座是固定弧门活动支铰，承载 62 吨力，为减少摩擦和防止支铰端面受损，在支铰与托架的接触面增设滑动轴承。 铣床自制一台 4.5 米移动式铣床，加工有效行程 4 米，可安装100250mm 的刀盘，切削速度 60mm70mm,此铣床比普通铣床结构紧凑，铣削头的几何尺寸是标配的一半，重量是标配的一半，但动力满足铣削的要求。 移动式平面铣床选用平面铣刀盘，面板沿圆弧方向分几个个区域，分段加工圆弧，消除温差影响面板机加质量。 该装置解决在没有数控镗铣床的情况下加工大型弧形门面板，结构简单，经济实用。在向家坝水电站 10 扇泄洪中孔弧形闸门（面板曲率半径 20 米，面板加工面积 6 米13 米）制作中得到很好的运用。
