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6,5。驅(qū)動系統(tǒng)和安全機(jī)構(gòu)6 5、1、本條界定了驅(qū)動系統(tǒng)的范圍和組成.驅(qū)動系統(tǒng)驅(qū)動齒輪是指齒輪齒條爬升式升船機(jī)中與齒條嚙合驅(qū)動承船廂升降運(yùn)行的開式齒輪,6，5,2 齒輪齒條爬升式垂直升船機(jī)安裝在承船廂上。不承受承船廂總重和平衡重總重，僅在設(shè)備能力允許的條件下承受承船廂的不平衡力,這是齒輪齒條爬升式垂直升船機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)荷載與鋼絲繩卷揚(yáng)提升式垂直升船機(jī)的區(qū)別、驅(qū)動齒輪極限荷載發(fā)生在表D，0,2，3中使驅(qū)動系統(tǒng)運(yùn)行超載的工況、如水漏空等，且一旦齒輪荷載達(dá)到該值、便不會繼續(xù)增加.而該值是由設(shè)計設(shè)定的 在該荷載狀態(tài)下驅(qū)動系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。所以除設(shè)備重力外.該荷載不再與任何其他荷載疊加，6，5。3 為安全起見，驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)置了機(jī)械過載保護(hù)裝置、當(dāng)驅(qū)動系統(tǒng)超載到一定程度時該裝置應(yīng)自動發(fā)令停機(jī).以保護(hù)設(shè)備 當(dāng)荷載繼續(xù)增加時,應(yīng)將荷載柔性平穩(wěn)地傳至安全機(jī)構(gòu) 驅(qū)動系統(tǒng)的驅(qū)動齒輪托架機(jī)構(gòu)設(shè)置了液氣彈簧油缸。以滿足柔性傳遞荷載的需要。為避免液氣彈簧油缸在驅(qū)動系統(tǒng)尚未停止運(yùn)動時動作、應(yīng)在驅(qū)動齒輪荷載繼續(xù)增加一定值后液氣彈簧油缸開始動作 6 5 4,出于運(yùn)行安全考慮、對于垂直升船機(jī)、應(yīng)避免在發(fā)生故障時承船廂長時間懸吊在承船廂室的半空中 為此通常要求一臺電動機(jī)或電氣傳動系統(tǒng)故障.其余電動機(jī)仍可驅(qū)動承船廂繼續(xù)完成本次運(yùn)行,但是.發(fā)生主提升機(jī)兩臺電動機(jī)同時失效的雙重故障。則不宜再考慮，也有工程考慮在發(fā)生上述雙重故障時.將承船廂向輕載方向運(yùn)行或利用電動機(jī)過載能力使承船廂回到對接位置等應(yīng)急措施。6。5 5、驅(qū)動系統(tǒng)除驅(qū)動齒輪托架之外的傳動零部件與本規(guī)范第6,4,4條中主提升機(jī)傳動零部件疲勞強(qiáng)度計算荷載標(biāo)準(zhǔn)是相同的,因為每套驅(qū)動機(jī)構(gòu)只有一套驅(qū)動齒輪托架。其荷載均勻性較減速器好。另外，根據(jù)三峽升船機(jī)和向家壩升船機(jī)的設(shè)計經(jīng)驗，偏于保守的荷載條件和承載能力要求有可能影響設(shè)備布置及驅(qū)動齒輪和齒條制造的可行性。因此驅(qū)動齒輪托架疲勞強(qiáng)度的荷載標(biāo)準(zhǔn)略低于其他傳動部件疲勞計算的荷載標(biāo)準(zhǔn) 另外。驅(qū)動系統(tǒng)的最大荷載為驅(qū)動齒輪極限荷載。應(yīng)以此計算驅(qū)動系統(tǒng)的靜強(qiáng)度。這也是與主提升機(jī)不同的地方。6。5，6,在三峽升船機(jī)和向家壩升船機(jī)的設(shè)計中，驅(qū)動齒輪和齒條最小彎曲強(qiáng)度安全系數(shù)為2.接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù)為1、1.但疲勞強(qiáng)度計算所取荷載為彎曲疲勞等效計算荷載和接觸疲勞等效計算荷載.這些荷載按照5cm誤載水深出現(xiàn)概率為80、10cm誤載水深出現(xiàn)概率為20。的假定計算。其中驅(qū)動齒輪和齒條因材料不同彎曲疲勞等效計算荷載還略有不同,但大致為按10cm誤載水深計算的額定提升力的80。左右、本規(guī)范考慮到不同工程水位變率不一樣 且難以獲得準(zhǔn)確的誤載水深相關(guān)統(tǒng)計資料，因此以額定提升力作為驅(qū)動齒輪與齒條的計算荷載 設(shè)計概念更加明確，也便于在運(yùn)行中最大程度地利用額定提升力。驅(qū)動齒輪和齒條的彎曲強(qiáng)度安全系數(shù)應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn) 漸開線圓柱齒輪承載能力計算方法，GB、T。3480。1997附錄A，最小安全系數(shù)參考值.中的較高可靠度標(biāo)準(zhǔn)取值1.6，接觸強(qiáng)度安全系數(shù)按一般可靠度標(biāo)準(zhǔn)取值1 1 因此綜合考慮荷載和安全系數(shù).本規(guī)范對驅(qū)動齒輪和齒條承載能力的規(guī)定、彎曲疲勞強(qiáng)度和靜接觸強(qiáng)度與三峽升船機(jī)和向家壩升船機(jī)是一致的。彎曲靜強(qiáng)度要求略低、但就其荷載而言，一般不是設(shè)計控制條件 接觸疲勞強(qiáng)度要求則略高。6。5、7，驅(qū)動齒輪和齒條的精度受齒條的制約，齒條一般采用調(diào)質(zhì)鋼感應(yīng)淬火處理,感應(yīng)淬火后硬度較高，加工難度大 因此不宜過高地規(guī)定驅(qū)動齒輪和齒條的精度等級、三峽升船機(jī)驅(qū)動齒輪和齒條的精度等級為DIN標(biāo)準(zhǔn)的10a27,驅(qū)動齒輪與齒條的精度等級則為現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn),漸開線圓柱齒輪精度.第1部分.輪齒同側(cè)齒面偏差的定義和允許值、GB T、10095,1規(guī)定的9級，由于齒條安裝在塔柱結(jié)構(gòu)上 萬一發(fā)生損傷，維修和更換較為困難,因此對材料的質(zhì)量要求較高 以保證較高可靠度 6 5。8,齒輪爬升式升船機(jī)由于驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動齒輪安裝在承船廂上、與之嚙合的齒條安裝在塔柱結(jié)構(gòu)上、承船廂結(jié)構(gòu)和塔柱結(jié)構(gòu)均會受載變形.因此驅(qū)動機(jī)構(gòu)的布置和結(jié)構(gòu)適應(yīng)承船廂和塔柱相對變位.使驅(qū)動齒輪和齒條按照設(shè)計給定的精度嚙合 是齒輪爬升式升船機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計的關(guān)鍵問題.解決的方法就是設(shè)置驅(qū)動齒輪托架，此外驅(qū)動齒輪托架還應(yīng)根據(jù)升船機(jī)的運(yùn)行及安全要求,具備傳遞。限制和卸除驅(qū)動荷載的功能.6、5、9.驅(qū)動系統(tǒng)工作制動器的功能要求與安裝部位與主提升機(jī)相同。安全制動器由于布置的限制難以布置在低速軸，通常也布置在高速軸，其作用是增加制動的安全性，而不具備主提升機(jī)安全制動器保護(hù)設(shè)備的功能。因此僅在驅(qū)動系統(tǒng)停機(jī)后上閘.可不作分級上閘要求 安全制動器的荷載為驅(qū)動系統(tǒng)的極限荷載 結(jié)構(gòu)形式和安全系數(shù)則與主提升機(jī)安全制動器一致。6 5、10.由于驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)置在承船廂上、因此不必如主提升機(jī)同步軸系統(tǒng)適應(yīng)塔柱相對變位、但仍需適應(yīng)承船廂結(jié)構(gòu)的變形和設(shè)備的安裝誤差 齒輪齒條爬升式升船機(jī)的水平機(jī)械同步軸設(shè)置在承船廂的底部、從巡視，維護(hù)方便考慮。需設(shè)置檢修維護(hù)走道、6。5。11。齒條是驅(qū)動系統(tǒng)傳動設(shè)備的重要組成部分.由于裝設(shè)在塔柱上。因此齒條及其支承結(jié)構(gòu)的設(shè)計,既要保證向塔柱傳力的可靠性。又要便于保證運(yùn)行所要求的安裝精度.每根齒條由較多的單節(jié)齒條組成。控制齒條節(jié)間節(jié)距偏差是保證升船機(jī)運(yùn)行可靠的基本要求，應(yīng)予以重視.6。5,12。要求、與安全機(jī)構(gòu)相連的驅(qū)動系統(tǒng)減速器輸出軸與減速器低速軸轉(zhuǎn)速應(yīng)相差整數(shù)倍.是為了消除該傳動部分的傳動比累計誤差 控制安全機(jī)構(gòu)旋轉(zhuǎn)螺桿和螺母柱的螺牙間隙、在驅(qū)動機(jī)構(gòu)和安全機(jī)構(gòu)之間設(shè)置扭矩檢測裝置是為了避免安全機(jī)構(gòu)摩擦扭矩因潤滑不良，螺牙間隙消失等原因增大而損壞驅(qū)動系統(tǒng)、要求安全機(jī)構(gòu)適應(yīng)塔柱和承船廂之間的相對變位是因為與安全機(jī)構(gòu)配合使用的螺母柱安裝在塔柱結(jié)構(gòu)上，6，5,13.承船廂水體全排空對應(yīng)于安全機(jī)構(gòu)撐桿受拉狀態(tài)、既是一種可能發(fā)生的事故工況、也是承船廂檢修需考慮的工況 水滿廂和沉船工況對應(yīng)于安全機(jī)構(gòu)撐桿受拉狀態(tài),可選兩者中荷載較大的工況進(jìn)行計算、承船廂室進(jìn)水后承船廂被淹以及平衡重井進(jìn)水后平衡重被淹的特殊工況可根據(jù)船舶的類型及用戶的要求等因素予以考慮，6，5 14，安全機(jī)構(gòu)的受力撐桿是其傳力的關(guān)鍵構(gòu)件 考慮到其重要性.受壓撐桿按承船廂特殊工況條件進(jìn)行穩(wěn)定性校核。根據(jù)三峽升船機(jī)和向家壩升船機(jī)的設(shè)計經(jīng)驗,安全機(jī)構(gòu)受力撐桿應(yīng)按彈塑性范圍計算 按照機(jī)械工業(yè)出版社2000年出版的,機(jī)械設(shè)計手冊。第4篇,機(jī)械力學(xué)基礎(chǔ),第五章、構(gòu)件的穩(wěn)定性.對于壓桿采用安全系數(shù)法.安全系數(shù)按表4.5、10，中心壓桿的規(guī)定穩(wěn)定安全系數(shù),取值。6,5 15 增加螺紋圈數(shù)即增加了螺牙承載長度.考慮到制造及安裝誤差。為安全起見 不應(yīng)考慮所有螺桿的螺紋同時承載,6、5、16，齒輪齒條爬升式升船機(jī)是靠安全螺桿和螺母柱的螺紋自鎖作為安全機(jī)構(gòu)可靠承載的必要條件。當(dāng)承船廂出現(xiàn)漏水等事故時。安全機(jī)構(gòu)將對其進(jìn)行保護(hù)、以確保承船廂不發(fā)生失衡、此時巨大的不平衡事故載荷是通過螺母柱與旋轉(zhuǎn)螺桿螺紋副的斜面向基礎(chǔ)傳遞,當(dāng)最大螺紋升角大于螺紋副螺牙材料的自鎖角時、由豎直載荷引起的沿斜面分力大于螺紋副之間的摩擦力 安全機(jī)構(gòu)螺紋副之間的摩擦力不足以使全部外載荷通過螺紋副傳遞到基礎(chǔ),而有部分載荷形成對萬向聯(lián)軸節(jié)等傳動部件的扭矩.造成該部件的破壞，從而使安全機(jī)構(gòu)最終失去對事故載荷的傳遞能力.因此設(shè)計時應(yīng)校核螺母柱和旋轉(zhuǎn)螺桿的最大螺紋升角,且必須保證小于螺牙材料的自鎖角、本條文是強(qiáng)制性條文。必須嚴(yán)格執(zhí)行、6，5.17.由于安裝和制造誤差等原因 4套安全機(jī)構(gòu)同時受力時不均勻性是客觀存在的。應(yīng)予以考慮,鑒于安全機(jī)構(gòu)的額定荷載發(fā)生在極端工況，因此不均勻系數(shù)不必取較大值,對于同一套安全機(jī)構(gòu)的螺母柱的兩片也是如此.6，5，18 安全機(jī)構(gòu)僅在事故工況受力 因此僅校核靜強(qiáng)度.在考慮了一定的荷載不均系數(shù)后、在極端工況下可取較高的許用應(yīng)力。6。5,19.保證安全機(jī)構(gòu)螺桿和螺母柱的螺紋副間隙是齒輪齒條爬升式升船機(jī)安全運(yùn)行的基本條件,應(yīng)予以充分的重視、6。5 20，當(dāng)事故荷載發(fā)生在螺母柱節(jié)間時 應(yīng)保證螺牙的均勻受力條件、避免發(fā)生塑性變形、