医用铅门的机械传动设计的重点在于驱动传动方式和门体运动方式,本案中设计采用链轮、链条照动方式,铅门门体通过承重轮和导向轮吊挂在悬挂轨道上平移,铅门体底部采用可伸缩式的导向件,实现平移过程中的导向。

1.1悬挂轨道

如图6所示,悬挂轨道作为门体的承重件和导向件,常采用工字钢。一方面热轧型钢尺寸精度较高,使用成本低,另一方面工字钢翼缘板内側有自然坡度,可以为走轮提供导向作用,这也是工字钢常用于小型起重机轨道的原因。在本案中,考虑到轨道需要承载门体全部重量,还要承载风荷载侧向力,工字钢无法满足要求,故采用焊接H型钢构造,通过轨道压板和压板螺栓固定在挑梁下端。在门体整体强度计算通过后,根据支点反力验算轨道腹板的拉应力和腹板根部的弯曲应力。经过受力分析,焊接H型钢轨道可以满足设计要求

1.2承重轮和导向轮

为确保走轮行走平稳,防辐射铅门体上横粱设置了5组承重轮和6组导向轮,以增加门体承截点,提高抗弯曲变形和抗风荷载侧向变形能力。图7为承重轮结构,包括走轮、深沟球轴承、固定轴和轮槊等装配总成。轨道踏面为焊接H型钢翼缘板内側,经过机加工保证平面度

图8为导向轮绪图,包括导向轮、深沟球轴承固定轴和轮架等装配总成。导向轮除导向功能外,还要承载侧向风力。导向轮与焊接H型钢腹板之间保留13mm间隙,保证导向轮在轨道全程顺利通行,减少导向轮与焊接H型钢段板由于制造、装配累积误差而引起的时加挤压应力

1.3驱动系统

如图9所示,木驱动系统采用的是链轮、链条的传动方案。链条用螺栓固定在焊接H型钢轨道下翼線的底部,链轮与动轴之同用平键连接传动,通过旋车转与链条啮合实现水平駆动。动轮架上设置4组驱动走轮,走轮轨道面与承重轮相同。为防止动轮架在行走过程中产生跳动或跑偏,设置了4组防脱靠轮。驱动轮上装配大液轮,与门体结构上的大轮架配合,推动门体水平移动。大液轮设计成可以水平旋,可以抵清大液轮与门体大液轮架相互作用时产生的切向力。减速电机的计算和选用参照了《起重机设计手册》中行走机构运行电机、减速器的计算和选型。根据门体的运行情况,选定机构工作级别为M42,按照已知条件,根据手册计算选定带制动器的三相异步变频电机。为确保使用安全,减速器的服务系数FB要求1.0비以上。减速电机输出端设计成空轴套形式,与驱动轴采用平键传动,以便于将来驱动轴和减速电机的维修更换。机座采用扭矩臂形式与驱动轮架连接,可以节省空间。这种照动设计比较紧,适合应用在有美观要求或者空间有限的场合。链轮链条传动较为精确,传动效率也高。缺点在于装配精度要求高,驱动时有少许噪声。也有采用钢丝绳传动方案的,可靠性高、噪声小,但是占用空间大,传动精确性相对低一些。

1.4伸缩式下导向件

在功能设计时,要求重型设备在进出厂房时不得有振动,门洞范围内不能有任何障碍物,因此地面导轨和固定导向器均不能使用。对此,专门设计了可伸缩式导向器,该装置在关门时升出地面,满足导向和关门后承受侧向力,在门开敵时缩回地面以下,保证门润范同内满足功能设计对地面平坦无障碍物的要求

这种下导向件(如图10所示)通过人力踩压实现伸缩,其机械组成包括导向轮、导向轴、异型齿喈合机构、反力弹簧、机架等。导向轮可水平转动,与门体下横梁的导槽通过滚动接触实现导向功能。为防止同水侵蚀,除了在机械上考虑必要的密封措施外,机架本体进行镀锌处理,内部零件采用抗腐蚀的不锈钢材质制作。在基坑中还设置了排水管,可以避免下导向件的浸泡腐蚀。