[0001] 本发明涉及一种减振方法，具体是一种平面阀门吊杆振动的减小方法，属于工程减振领域。

[0002] 阀门是船闸输水系统的咽喉，其安全直接关系到整个船闸的安全可靠运行。船闸输水阀门最常用的有两种形式，一种是反弧门，具有启闭力小、无门槽空化等优点，主要用于水头超过20m的高水头船闸，另一种是平面阀门，具有结构简单、占地空间小、易于检修等优点，主要用于水头低于20m的低水头船闸。然而，无论哪种结构形式的阀门，都不可避免的面对高速水流的空化、振动问题，通过多年持续的科学研究和应用实践，采取阀门后突扩体型、门楣底缘掺气等抗空化措施，空化问题已经能够得到妥善解决，但流激振动问题依然突出。平面阀门一般尺寸较小，门体结构刚度较强，就门体自身来说，自振频率较高，能够脱离水流压力脉动的高能区(一般在20Hz范围内)，但是与门体相连的是细长的吊杆，通过伸缩启闭机油缸控制阀门启闭，吊杆一端与平面阀门吊耳相连，一端与活塞杆相连，中间无任何约束，属于相对自由的细长杆件，可想而知，吊杆的自振频率是比较低的，易与水流脉动压力发生共振而出现大幅摇摆，并带动油缸活塞杆剧烈振动，往往造成活塞杆弯曲、损毁、无法正常工作等恶劣后果。《船闸闸阀门设计规范》规定，吊杆的分段长度，应根据门井深度、启闭机行程和吊杆拆装、换向等要求确定，并满足刚度和防振的要求。实际工程的原型调试发现，多个工程平面阀门吊杆存在眼睛可以看出的大幅晃动，因此，吊杆是整个平面输水阀门的薄弱构件，如何提高其自振频率减小振幅是关键技术问题。

[0003] 一般情况下，提高自振频率首先会想到提高结构刚度，对于吊杆来说，可以增大杆件直径、杆件壁厚等，然而对于细长杆件，增大壁厚等对自振频率影响微乎其微，无法从根本上提高其整体刚度，而且尺寸也不可能大幅增加，显然，从自身结构上无法解决杆件的大幅振动问题。提高结构自振特性的另一种措施是增加约束，限制结构在其主要自由度方向上的振动，增加约束往往能够显著提高结构的总体刚度和抗振性能，但增加约束的具体可行性尤其对于移动的结构实施起来往往较为复杂，故到目前尚未发现平面阀门吊杆从约束角度考虑的抗振措施。因此，针对平面阀门吊杆的大幅振动问题，有必要从增加约束的角度提出有效的简便可行的结构振动减小方法，以提高结构的安全性和可靠性，满足工程的迫切需要。

[0004] 本发明即针对平面阀门吊杆的大幅振动问题，从增加结构约束出发，提出平面阀门吊杆振动减小方法，抑制结构振动。

[0005] 本发明一种平面阀门吊杆振动减小方法，主要通过以下两个方面来达到上述目的：

[0006] (1)根据门井深度、启闭机行程、拆装要求，吊杆一般分多节进行铰接，在每节吊杆中间上下游方向对称布置两组滚动装置，每组滚动装置由三个自适应滚轮和支架组成，三个自适应滚轮固定于支架上，其中一个自适应滚轮为上下游方向，另外两个为左右岸方向；

[0007] (2)在阀门井上下游侧壁设置两个矩形断面的轨道槽，在每个轨道槽的三个侧面与自适应滚轮对应的位置，分别安装一根轨道，每侧三个自适应滚轮与轨道相贴，在阀门启闭过程中，六个自适应滚轮随吊杆一同上下沿轨道滚动，吊杆受到水平方向约束，其最主要的水平方向的振动被抑制。

[0008] 所述的两组滚动装置，位于吊杆中间同一高程水平面内，该水平面与吊杆垂直。

[0009] 所述的轨道槽，应与两组滚动装置相匹配，每个轨道槽三个侧面的轨道采用工字钢预埋，仅外翼缘露出作为滚轮滚动的轨道。

[0010] 所述的自适应滚轮，由滚轮、轴承、压块，碟簧、外壳组成，滚轮与轨道接触，在阀门启闭、吊杆运行过程中，滚轮通过压块压缩碟簧变形以适应轨道的不平整度，使整个滚动装置良好顺畅运行，并发挥约束、减小振动作用。

[0011] 碟簧的可压缩量与轨道竖直度偏差相匹配，碟簧型号、数量和组合形式(叠合和对合)根据可压缩量和滚轮的设计荷载确定。

[0012] 本发明与已有技术相比具有以下优点：

[0013] (1)减振效果显著。从增加约束出发，极大限度抑制了吊杆最主要的水平向振动；

[0014] (2)具有自适应性。利用碟簧、滚轮、压块组成的滚动装置，具有较好的自适应性，能灵活适应轨道的不平整度，能较好应用于工程。附图说明

[0015] 附图1为吊杆减振装置俯视图；

[0016] 附图2为吊杆减振装置水平剖面图；

[0017] 附图3为吊杆减振装置上下游方向滚轮中心纵剖面图；

[0018] 附图4为吊杆减振装置左右岸方向滚轮中心横剖面图；

[0019] 附图5为自适应滚轮三视图；

[0020] 附图6为自适应滚轮剖面图。

[0021] 下面结合附图给出实施例并对本发明进行具体描述。

[0022] 实施例一

[0023] 一座大型船闸最大通航水头17m，输水阀门采用平面阀门，每根吊杆长度为5m，共布置6根。将本发明一种平面阀门吊杆振动减小方法应用于该工程，具体实施如下：

[0024] 附图1为吊杆减振装置俯视图，附图2～附图4为三个方向的剖面图，阀门井1，平面阀门2与吊杆3相连，在吊杆上下游方向(水流方向)对称布置两组滚动装置4，每组滚动装置4由三个自适应滚轮7和支架8组成，三个自适应滚轮7固定于支架8上，其中一个自适应滚轮为上下游方向，另外两个为左右岸方向，相互垂直。在阀门井1的上下游侧壁5设置两个轨道槽6，轨道槽6与两组滚动装置4相匹配，在轨道槽6的三个侧面与自适应滚轮7对应的位置，分别安装一根轨道9，轨道9采用工字钢预埋，仅外翼缘露出作为自适应滚轮7滚动的轨道。

[0025] 附图5为自适应滚轮7的三视图，附图6为自适应滚轮7的剖面图，自适应滚轮7由滚轮10、轴承11、压块12，碟簧13、外壳14组成，滚轮10与轨道9接触，在阀门2启闭过程中，六个滚轮10随吊杆3一同上下沿轨道9滚动，吊杆3受到了水平方向约束，其最主要的水平方向的振动被抑制，滚轮10通过压块12压缩碟簧13变形以适应轨道9的不平整度，使整个滚动装置4良好顺畅运行，并发挥约束、减小振动作用。

[0026] 碟簧13的压缩量应与轨道9竖直度偏差相匹配，根据压缩量、滚轮10的设计荷载即碟簧的承载力，确定碟簧型号、数量和组合形式，本实施例，轨道的竖直度偏差约5mm，滚轮的设计荷载为30t，选择A180型号的碟簧六片，采用三叠合两对合的组合形式，满足压缩量和承载力的要求。

[0027] 在未采用本发明振动减小方法时，吊杆振动较大，最大振幅约0.5mm，采用本发明后，振动显著减小，最大振幅约0.04mm，振动减小90％以上。