人字闸门底枢结构改进及材料选用研究

人字闸门底枢结构改进及材料选用研究
摘要：现行的国内船闸工程大多数都采用的是人字闸门为主要的工作门，这
一结构非常的简单，使用条件较为优越，同时在安装技术和成本投入方面均能符
合相关的标准，属于国内船闸工程的重要基础。

在实施工作中，需要根据时代发
展方向和日常的使用，需要完善人字阀门底枢结构改进的重视程度，选择正确的
材料，满足实际的应用标准，从而提高整体的工作效果，促进行业的不断进步和
发展。

关键词：人字闸门；底枢结构；改进；材料运用
在进行人字阀门底枢结构改进和材料选择时，要加强对这一结构特点的深入
分析，为后续工作科学实施奠定坚实的基础。

同时还需要做好相对应的材料基础，防止出现振动和不严密的问题，影响船闸的正常运行。

相关技术人员需要从宏观
性的角度认识不同结构对整个闸门的影响因素，选择正确的材料，逐渐的完善结
构模式，为后续使用奠定坚实的基础。

一、人字闸门底枢结构的改进策略
（一）结构分析
在进行结构改进时，需要结合以往结构中暴露出来的不足，优化整体的改进
模式，从而使得改进效果能够得到全面的提高。

这一结构中采取的是蘑菇头的方式，固定在成轴台上，属于半球形的金属头上部配了相对应的铜衬套，在具体应
用的过程中，能够共同的承担整个结构所产生的重力，利用水平分力的作用属于
重要的承重部件，并且常年运行中，水下工作情况非常的恶劣，也会产生一些突
发因素影响结构本身的完整性，在具体实施的过程需要根据实际的运行要求和标
准优化整体的结构模式，为后续的使用奠定坚实的基础[1]。

在进行设计方案分析时，在理想的状态下这一结构处于关闭的话，那么承受力会传到边部，而闸门在
开启和关闭的过程中，水平反力和垂直反力是进入到底板中的实现受力的均匀分布，在实际计算时要按照相关的原则以及标准搭建出理想性的算法。

在实际结构
使用的过程中会承受来自整个结构的压力，要根据关键的承压环节和部位选择相
对应的计算公式，进行承受压力的计算，完善整体的受力模式，避免对后续使用
产生一定的影响。

在实际运行的过程中，随着压力的不断增加，再加上水位差的
影响，会使得水平推力在不断的提高，这在一定程度上增加了蘑菇头和铜衬套之
间的接触运力，并且随着时间的不断推移水平，压力会不断的加大，严重时会出
现异常响声和振动的问题，整体的工作环境非常的恶劣。

不仅会对实际工作层面
的影响还会导致系统的故障，减少了设备的使用寿命。

为了避免在结构中出现较为严重的磨损问题，在具体工作中要进行结构的优
化调整，从而为后续使用奠定坚实的基础。

首先要进行结构类型和特点的深入性
分析，在设计中可以安装一些润滑装置，并且在开启时还可以避免出现老化变质
的问题，值得注意的是在实际工作中需要特别注意蘑菇头和铜衬套在闸门关闭之
后会承受来自水位差方面的压力，使得整体的压力在不断的增加，保护膜也会逐
渐的变厚，如果出现保护膜被损坏的话，所带来的影响是非常恶劣的。

因此在实
施工作中需要加强对门体垂直度的深入分析，考虑承压条的磨损问题，可以选择
优质的润滑脂改进整体结构，以此来满足设备长期运行的要求，避免在结构中出
现磨损的问题[2]。

（二）考虑后续的应用
随着我国当前科技水平的不断提高，在建立人字形船闸时要安装润滑装置，
这样一来可以使不同设备能够平稳的运行，保持良好的油膜，但是这些装置在实
际使用时也会存在一些影响因素，比如在功能系统设计时，如果出现不合理的话，那么会导致整个润滑效果无法满足相关的标准，也会出现较为严重的磨损问题，
所以在实际工作中需要考虑周边的工作环境和在运行时所存在的矛盾问题，优化
整体的改进方案。

从使用条件来说，密封圈的安装不要太紧，让一部分的油通过
密封圈流入到水中，形成通畅的渠道，避免在内部出现堆积的问题，也可以防止
润滑油出现干结的情况。

但是值得注意的是，在实际设计时也不要太松，防止泥
沙进入到内部造成设备的磨损。

在密封安装方法优化时，要根据加工精准度的要求，优化整体的安装模式，考虑技术和成本方面的因素，防止在某个环境中存在
一定的问题而影响最终的使用寿命，提高实际的改造效果[3]。

在实际改造时还要
考虑后续的维修，在铜衬套和上层做安装过程中，无疑是采取的配合安装的方式
导致结构之间的解密性非常的强，如果铜衬套出现损坏的话，那么很难进行拆卸，所以在实际改造时可以先利用常规的金属结构，防止在安装时存在一定的局限之处。

也可以选择寿命较长和可靠性较高的机件进行日常的使用，防止对后续的检
修造成一定的影响。

二、新型底枢结构材料
（一）性能分析
在选择材料时要根据周边运行的环境和条件，加强对材料性能的全面分析和
了解，从而为后续的使用奠定坚实的基础。

首先要具备机械强度较大的优势，能
够承受较大的冲击力，保持基本的稳定在承受一定压力时，要具备一定的柔韧性，防止对设备内部产生一定的损伤，另外还要保证这一材料抗腐蚀性较好， pH值
在5~10之间，海水和油对其没有任何的影响，并且水也可以做到的润滑剂。

这
一材料的摩擦系数要尽可能的低，在没有润滑和污水的条件下，要降低其中的磨
损率。

在具体应用的过程中要灵活的应对不同工作情况下的条件，例如磨损率和
摩擦系数变化要小，并且动静摩擦系数要维持恒定，避免对结构运行产生一定的
影响。

这一材料还要具备良好的自润滑性，并不需要精心的设计润滑系统就可以
满足日常的使用需要了，并且摩擦力和摩擦力变化情况是非常的小，在润滑和无
润滑状态下都可以经常的使用。

其次，这一材料耐磨性要好，尤其是在压力较高
和急刹情况下，要具备一定的耐磨性，避免对后续的系统运行产生一定的影响。

在材料选择时要考虑本身的弹性和恢复性，要承受一定的压力，避免出现变形的
问题。

最后在实际材料选择时，要考虑产品本身的抗剪能力，不会像复合材料和
橡胶一样出现剥落的问题，从而使得材料运用效果能够得到全面的提高。

（二）安装要求
在考虑的新型材料的性能之后，接下来就要进行的是安装要求的谨慎选择，
防止对后续的改造工作产生一定的影响。

蘑菇头在铜衬套有油脂的情况下要尽可
能减少清热摩擦系数，如果出现油膜被破坏的话，那么阻力会不断的加大，所以
在使用工作中需要具备较低的摩擦性和良好的自润滑性，满足实际加工要求以及
标准。

在安装方面要做好与蘑菇头以及钢衬套的调配工作，在安装完成之后，要防止出现油膜被破坏的问题，可以采取新型的MGB材料，在调整之后能够使蘑菇头和铜衬套有良好的接触，避免对后续使用产生一定的影响。

在材料选择时要考虑后期的维护，要求更加细节的选择材料的性能和安装的标准，以此来完成整个结构的优化改造。

结束语
在进行人字闸门底枢结构改进和优化中，要考虑技术和经济方面的因素，全面的提高整体的改造效果，缩小船闸的维修周期，同时还需要加强对新材料的合理利用，防止出现磨损较为严重的问题，通过新材料的优化调整，全面的提升结构的使用寿命，促进行业的进步和发展。

参考文献
［1］李玲君.人字阀门固定式底枢改进的设计［J］.水运工程，2019（25）:53-54.
［2］赵鑫泽.人字阀门底枢摩擦副接力学特征及改造分析［J］.三峡大学学报，2020（15）:96-97.
［3］周紫嫣.船闸人字阀门底枢摩擦负接触应力的分析［J］.机械，2020（11）:202-206.。