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6。5 驅(qū)動系統(tǒng)和安全機構(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中與齒條嚙合驅(qū)動承船廂升降運行的開式齒輪，6、5,2，齒輪齒條爬升式垂直升船機安裝在承船廂上，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驅(qū)動系統(tǒng)荷載與鋼絲繩卷揚提升式垂直升船機的區(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)運行超載的工況。如水漏空等、且一旦齒輪荷載達到該值,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)置了機械過載保護裝置。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、以保護設(shè)備.當(dāng)荷載繼續(xù)增加時,應(yīng)將荷載柔性平穩(wěn)地傳至安全機構(gòu)，驅(qū)動系統(tǒng)的驅(qū)動齒輪托架機構(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.出于運行安全考慮。對于垂直升船機、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或電氣傳動系統(tǒng)故障，其余電動機仍可驅(qū)動承船廂繼續(xù)完成本次運行、但是.發(fā)生主提升機兩臺電動機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行或利用電動機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條中主提升機傳動零部件疲勞強度計算荷載標(biāo)準(zhǔn)是相同的。因為每套驅(qū)動機構(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)三峽升船機和向家壩升船機的設(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)的靜強度、這也是與主提升機不同的地方。6 5 6，在三峽升船機和向家壩升船機的設(shè)計中、驅(qū)動齒輪和齒條最小彎曲強度安全系數(shù)為2 接觸強度最小安全系數(shù)為1 1，但疲勞強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，彎曲疲勞強度和靜接觸強度與三峽升船機和向家壩升船機是一致的、彎曲靜強度要求略低，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 齒輪爬升式升船機由于驅(qū)動機構(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)升船機的運行及安全要求,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、而不具備主提升機安全制動器保護設(shè)備的功能，因此僅在驅(qū)動系統(tǒng)停機后上閘.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的水平機械同步軸設(shè)置在承船廂的底部、從巡視，維護方便考慮.需設(shè)置檢修維護走道,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運行可靠的基本要求，應(yīng)予以重視，6,5,12.要求。與安全機構(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,控制安全機構(gòu)旋轉(zhuǎn)螺桿和螺母柱的螺牙間隙.在驅(qū)動機構(gòu)和安全機構(gòu)之間設(shè)置扭矩檢測裝置是為了避免安全機構(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)于安全機構(gòu)撐桿受拉狀態(tài)、可選兩者中荷載較大的工況進行計算 承船廂室進水后承船廂被淹以及平衡重井進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行穩(wěn)定性校核。根據(jù)三峽升船機和向家壩升船機的設(shè)計經(jīng)驗，安全機構(gòu)受力撐桿應(yīng)按彈塑性范圍計算 按照機械工業(yè)出版社2000年出版的、機械設(shè)計手冊.第4篇.機械力學(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是靠安全螺桿和螺母柱的螺紋自鎖作為安全機構(gòu)可靠承載的必要條件。當(dāng)承船廂出現(xiàn)漏水等事故時,安全機構(gòu)將對其進行保護，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 本條文是強制性條文、必須嚴格執(zhí)行,6.5 17，由于安裝和制造誤差等原因.4套安全機構(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,對于同一套安全機構(gòu)的螺母柱的兩片也是如此，6,5,18 安全機構(gòu)僅在事故工況受力,因此僅校核靜強度,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安全運行的基本條件。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，