建设工程-弧门面板加工工法.docx

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可调式大型弧门面板加工工法

1、前言

在水利水电工程中，由于弧形闸门具有启闭省力、运转可靠、结构简单、操作方便、埋件少、泄流条件好等优点，被广泛应用。弧门结构一般有露定式和潜孔式之分，通常，露定式表孔弧门的面板不做机械加工要求，而潜孔式弧门一般水头较高，水流条件差，弧门止水方式多为充压止水与常规止水相结合，这类弧形闸门通常对面板及面板弧形半径精度控制要求较高，在制造时一般采取机械加工来保证门体整体曲率半径和封水要求，而且要求弧门面板整体加工，不允许分节加工。

我单位承接的xxx水电站泄洪排沙洞出口改建工程金属结构制作项目，包含2孔出口工作闸门门槽、2扇弧形工作闸门和2套2800/500kN-13.0m液压启闭机及其附属设备，弧形工作闸门孔口宽度4.5米，闸门高9.7米，设计水头为70.4米，弧面半径16米，本项目金属结构总工程量约496吨。依据设计规范《NBT35045-2014水电工程钢闸门制造安装及验收规范》底孔弧门的弧面半径要求为±2mm，且左右差值小于2mm。本项目弧面半径为R16000mm，尺寸较大，如何控制弧度半径为本项目难度和重点。为了解决这个难题，我单位成立研究小组，计划在原有的类似产品经验基础上，讨论、研究，形成一套可调式大型弧门面板加工工法，并投入生产运用。用此工法加工完成的弧门完全达到设计图纸及规范中的要求精度，得到了监理及业主的一致好评。另外，该工法还具有通用性，可以加工不同曲率半径的弧形闸门。具有良好的经济效益及社会效益。

2、工法特点

较传统的弧形闸门面板加工方法，本工法具有以下特点：加工精度高，满足弧门面板加工精度要求；成本低，相比于采购定制的大型加工设备，采用动力铣头改装，仅仅需要制作旋转工装，大幅降低生产制造成本；适用范围广，加工工装的支臂长度可根据弧门的半径尺寸进行调整，加工支臂与加工横梁采用螺栓连接，宽度也可调整，可满足不同尺寸底孔弧门面板的加工；设置了爬梯和护栏，安全性较以往大幅度提高。

3、适用范围

本工法可广泛应用于各种尺寸的底孔弧形闸门面板加工施工中。

4、工艺原理

传统弧门面板整体加工需要大型机床设备来完成，设备造价昂贵，弧门形体尺寸越大，要求的机床越大，大幅增加了弧门制造的成本投入。本工法根据弧门的技术参数及加工要求，研究设计一套专用加工设备。设计一套绕着支铰轴中心旋转的弧面加工设备，为了满足不同项目的需要，加工设备的长度和宽度需要可伸缩调节。加工设备由固定铰、活动铰、转轴、加工支臂、加工平台、动力铣头等构成。工装轴与支铰轴同心度控制在1mm以内。具体设计思路为动力铣头沿径向（弧面横向）做直线切削运动，每加工完一道，由固定在弧门支铰中心的工装带动加工设备，以支铰中心为圆心，沿弧面轨迹做圆周运动到下一道加工位置，固定后按径向（弧面横向）做直线切削运动，依次重复，最终完成整个弧面加工。

待加工面

待加工面

弧形闸门待加工面

5、工艺流程及操作要点

5.1工艺流程图

施工流程图

5.2操作要点

5.2.1施工准备

按照图纸及设计要求，将底孔弧形闸门各个构件制造完成、焊接完成之后，进行弧门总拼，弧门总拼完成，调整尺寸直至合格之后，进入到面板加工工序。

5.2.2加工工装设计

1、根据加工要求及现有情况，在我公司原有的设备中选取合适参数的动力铣头，动力铣头需要满足加工的要求，以及尽可能提高加工效率。

2、动力铣头行走轨道设计、动力铣头连接装置设计，实现加工部分直线运动功能。

3、加工平台与可伸缩支臂结构螺栓连接，可根据弧门宽度调节加工支臂开档。

4、固定铰、活动铰、固定轴设计，做为本工法专用设备的定位基准和旋转中心。工装轴与支铰轴同心度控制在1mm以内。

5、支臂结构为可伸缩结构，可根据弧门半径调整，行走梁结构、护栏设计，实现本工法专用设备的圆周运动功能。加工设备设计图如下所示：

加工工装主视图

加工工装主视图

5.2.3加工工装安装、调试

按照设计图纸，将工装制造完成之后安装到拼装好的弧门上，调整尺寸直至合格。

螺栓连接，根据弧门宽度调节加工支臂开档。伸缩节，根据弧门半径调节。

螺栓连接，根据弧门宽度调节加工支臂开档。

伸缩节，根据弧门半径调节。

加工工装安装、调试

5.2.4弧门加工

使用门式起重机提升，将工装工作平台绕支铰中心旋转至第一加工工位，固定工装，开启动力铣头设备，使动力铣头沿行走轨道直线行走加工弧面（动力铣头沿弧面横向运动），加工完成第一道，检验尺寸合格后，再次使用门式起重机提升工装，使工作平台进入到下一加工工位，固定工装，开启动力铣头设备进行下一道加工，重复以上步骤，直至整个弧面加工完成。

加工过程细节图

加工过程图

5.2.5弧门曲率半径测量

使用弧门曲率半径测量装置，对弧门半径进行检验，合格即加工完成。

加工完成的弧门

6、人员、材料及机具设备主