水電站用門式啟閉機（以下簡稱啟閉機），也稱水電站門式起重機，是用來開啟和閉合閘門達到控制水的流動和截止的一種專用起重設備。其主要結構和機構一般與通用門式起重機大體相同，但在某些方面又具有其特殊性。為使設計者對此有初步了解，筆者根據自己的工作經驗和研究，特作以下歸納介紹。 

　　1.門式啟閉機特點 

　　水電站用門式啟閉機區(qū)別于通用的門式起重機主要有以下幾點： 

　?。?）起升載荷與運行載荷不一致。啟閉機起升能力稱之為啟閉力，這個力不只是閘門的重力加上門槽、淤泥、銹蝕、污物、水壓的阻力，并乘以很大的安全系數得出的力，這個力在起升過程是變化的。運行載荷一般只是吊具加上閘門的載荷。所以一般啟閉機的啟門力都大于運行機構的運行載荷。 

　?。?）利用率低。一般水電站啟閉機每年使用時間很少，機構的設計壽命多屬于輕級，對于結構一般不考慮疲勞強度。 

　　（3）跨度小。由于水工建筑的特點，壩頂或尾水平臺的寬度都不大，所以一般的啟閉機的跨度都比較小，跨度大的有十幾米，跨度小的只有幾米。 

　　（4）速度低。由于啟閉機要將吊具對準閘門，并使吊起的閘門沿門槽上下運行，為了方便操作，所以運行機構速度要求較低。由于閘門下降如果速度過快會產生很大沖擊，所以起升機構的速度也不宜過快。 

　?。?）起升范圍大。由于電站閘門都是在一定深度的水下，所以啟閉機的起升范圍都很大，最小的在二十多米，最大的可以達到100多米。 

　?。?）對鋼絲繩、吊具有特殊要求。啟閉機吊具一般要下到門槽之中，所以要求在布置鋼絲繩纏繞方式時，要防止動滑輪組、鋼絲繩與水工建筑干涉。由于水下工作環(huán)境的要求，鋼絲繩應采用鍍鋅鋼絲繩。動滑輪軸承一般采用滑動軸承，如果采用滾動軸承則應考慮密封裝置。對于軸一般要求鍍鉻或作其他防腐處理。 

　　（7）帶輔助吊和專用吊具。為滿足水電站的功能要求，啟閉機一般帶有輔助吊和專用吊具，例如抓梁、清污抓斗、小型回轉吊等。 

　　2.啟閉機的方案設計要點和思路 

　?。?）由于水電站位于特殊環(huán)境，所以一般的移動式啟閉機都各有自己的特殊要求，其構造和參數也是各不相同的。為了滿足用戶的需要，在設計門式啟閉機時，需具有以下的基本原始資料： 

　　1）閘門或攔污柵的基本外形尺寸。 

　　2）額定啟閉力，運行機構的額定運行載荷。                       

　　3）起升和大、小車的運行速度。 

　　4）最大起升范圍，軌上、軌下起升高度。 

　　5）整機和機構的工作級別。 

　　6）環(huán)境條件。如風載荷、溫度、地震震級、濕度等。 

　　其他特殊要求，如電氣控制、供電、調速方式等。 

　?。?）由于啟閉機與通用門式起重機有諸多不同之處，應針對其特點進行設計，以滿足其功能要求，其設計要點和思路如下： 

　　1）設計遵循的規(guī)范與標準。 

　　啟閉機實質上就是根據水電站的實際工況而設計的專用門式起重機。由于其特殊性，有關部門專門制定了《水利水電工程啟閉機設計規(guī)范》（SL41-2011）作為啟閉機的設計和使用依據。 

　　2）工作級別的確定。 

　　為簡化工作級起見，SL41規(guī)范中將工作級別和載荷狀態(tài)，設計壽命聯(lián)系起來，對于結構一般就不考慮疲勞強度；啟閉機的工作級別只有Q1-輕，Q2-輕，Q3-中，Q4-重這四個級別。這與起重機常用的A1-A8的工作級別有所區(qū)別。 

　　3）啟閉載荷與運行載荷。 

　　由于啟閉力在啟閉過程中是變化的，所以一般技術規(guī)格書中給出的啟門力是在啟閉過程中的最大計算啟閉力。 

　　水利水電工程中的啟閉載荷和運行載荷其值往往是不一樣的，啟閉載荷有時接近運行載荷的兩倍，所以在設計移動式啟閉機時，應單獨作為一個載荷因素提出來，以便在使用載荷進行強度計算時（如車輪）或在載荷組合中加以考慮，使啟閉機設計更加符合使用情況，同時還可節(jié)約成本。 

　　4）起升機構設計方案的選擇。 

　　啟閉機起升機構特點是起升過程中載荷是變化的，另外就是起升速度低、起升范圍大。起升速度低，這就要求有很大的傳動比。現(xiàn)有的辦法一種是選用大傳動比的減速器。這種作法好處是噪音低，維護保養(yǎng)工作量較小，缺點是造價高。另一種減速器加開式齒輪，這種方法造價比上一種方法低，缺點是開式齒輪組的維護保養(yǎng)工作量大。 

　　起升機構起升范圍大，通常采用解決方案有減少滑輪組倍率、加大卷筒直徑和長度、采用雙層或多層纏繞等方式。其中多層纏繞是解決大起升范圍鋼絲繩纏繞的常用方式。主要有帶排繩機構的多層纏繞、自由多層纏繞、折線繩槽卷筒的多層纏繞等。 

　　目前隨著高壩水電站越來越多，對啟閉機起升范圍要求越來越大，為了滿足大起升范圍的需要，現(xiàn)在多采用多層纏繞。為了保證鋼絲繩均勻的在卷筒上實現(xiàn)多層纏繞。目前在一些啟閉機上采用了折線卷筒。折線卷筒是在卷筒兩端中部設有過渡斜塊，繩槽是由平行繩槽與斜繩槽組成。過渡斜塊作用是當第一層纏繞完成，鋼絲繩可由斜塊平滑的上升到第二層。折線繩槽可以將外層鋼絲繩導入內層鋼絲繩所形成的溝槽中。每層繩絕大部分處有繩槽狀況，并有良好的導繩作用，實現(xiàn)多層有槽纏繞。改善了各層鋼絲繩的接觸情況，對延長鋼絲繩壽命十分有利。