6.3 操作方式
在两爿闸面板内的近底处,各横贯有一条长3.2m、直径φ5cm的螺杆,这螺杆的两头分别受固定在闸基上的螺杆座的活筷式控制,而使它能定位转动。在这螺杆上装有一个边长20cm的正方体的螺纹滑块,这螺纹滑块受固定在闸门上的连接框的制约,致使它不会随螺杆一起转动,而只能顺着螺纹在螺杆上横向移动。
工作桥上的铰轮,正转或反转,通过链条带动螺杆转动,螺纹滑块即顺着螺纹、沿着螺杆通过连接框带动闸门或开或关。
因为螺杆是直的,而闸门是呈弧形移动的,所以在连接框和螺纹滑块之间必须有适当的间隙。
例:拟在距离某水滑道下端130m处建一座高5m,宽6m,长尾巴为30m的长尾巴横行弧形水闸。
每爿闸门开、关移动的角度α=5.74°,算式为:
式中 3——闸宽6m的1/2,m;
30——长尾巴长度,m。
螺纹滑块和连接框之间的间隙:横向为15cm,纵向为1cm。
闸体是钢木结构的。
长尾巴用上、下两条小头直径为25cm的原条制作,在它的四周用连续等边三角形的钢架定形,重为3.6t。
长尾巴前端的闸面钢板0.01m×5m×8m连同木质斜撑及连续三角形钢架共重2.9t。
长尾巴后端的钢管铰轴直径φ0.3m、高为2.5m。
闸门在未拦水时闸面板下方钢球承重4.7t。算
式为:
式中 2.9——闸面板重量,t;(https://www.daowen.com)
3.6——长尾巴重量,t。
在尚未拦水时扳动铰轮,通过螺纹滑块移动闸门所需的力为23kg。算式为:
式中 4.7——闸面板下方钢球承重,t;
0.1——滚动摩擦系数;
——螺杆和铰轮的直径之比值。
拦水达最高水位5m时每爿闸门承有水压力96.25t。水压力垂直于闸门,呈水平方向。它和闸面板端重量合力的方向线和水平线的夹角随拦水高度的增加而减小,在水位达5m时此夹角α=2.8°。算式为:
式中 4.7——闸面板下方钢球承重,t;
96.25——最高水位时闸门所承的水压力,t。
沿水平方向的力有96.15t。算式为:
沿垂直方向的力有0.23t。算式为:
在最高水位时扳动铰轮,通过螺纹滑块移动闸门所需的力为41kg。算式为:
式中
——螺杆和铰轮直径之比值;
——长尾巴长度的倒数,m;
4×12.5×2——长尾巴靠闸中心一侧的水压力对铰轴的力矩,t·m;
3.7×12.5×1.85——长尾巴靠闸边上一侧的水压力对铰轴的力矩,t·m;
96.15×0.1——单爿闸门上水平方向的力作用于铰轴上的滚动摩擦力,t;
0.23×0.1——单爿闸门垂直方向的力压在闸底板上的滚动摩擦力,t。