Усилия подъема и посадки сегментного затво­ра

Для подъема сегментного затво­ра - поворота его вокруг оси вращения (рис. 19.24, а) необходимо приложить момент, преодолевающий моменты от веса, трения в уп­лотнениях и в опорных шарнирах радиусом r. Это условие можно записать

            (19.24)

где - соответственно радиусы напорной поверхности за­твора, точки приложения веса О затвора и силы трения Т_у в уплот­нениях;

Q - равнодействующая силы давления воды и части веса затвора G0, передающихся шарниру (остальной вес передается подъемной тяге в точке А).

 Рис. 19.24 Схема к расчету устойчивости сегментного затвора на пороге

Из уравнения моментов, составленного относительно точки А, приложения подъемного усилия S:

          (19.25)

Расчетное усилие увеличивается введением в формулу коэффи­циента перегрузки (k₁ = 1,1) и коэффициента, учитывающего откло­нение фактических величин коэффициентов трения от принятых в расчете (k₂ = 1,2)

       (19.26)

Поскольку плечо силы S  больше плеча силы G и так как моменты сил трения в уплотнениях и оси затвора малы, подъемное усилие S всегда меньше веса затвора G. В этом основное преимущество сег­ментных затворов перед плоскими.

Плечо  силы S относительно шарнира меняется в зависи­мости от точки приложения тяги. Например, если подъемное усилие приложить в точке В (рис. 19.24, с), то в формулу (19.26) следует подставить вместо угла  угол наклона к горизонту радиуса ОВ. Подъемное усилие можно уменьшить путем расположения шарнира О ниже центра О' (рис. 19.24, б). Тогда в левой части равенства (19.24) появляется момент , а в формуле (19.26) в правой части добавляется член  (со знаком «-»). На затвор, подня­тый из воды (рис. 19.24, в), действует только вес Gи иногда учи­тывается давление ветра В. В этом случае при определении S по формуле (19.26) Q будет равнодействующей сил G и В; Т_у=0, а углы  и  будут иметь иные значения. Действие подсоса на нижнюю грань затвора  увеличивает подъемное усилие на  (рис. 19.24,г).

Затвор должен быть устойчив в закрытом состоянии, т. е. отно­шение суммы моментов сил, закрывающих затвор, относительно оси вращения к сумме моментов сил, открывающих затвор (коэффици­ент устойчивости затвора), должно быть больше или равно 1,25. При этом следует учитывать момент силы фильтрационного дав­ления, действующий на донное уплотнение, и вводить в расчет коэффициент перегрузки к₁ = 0,9. Устойчивость затвора можно увеличивать, смещая ось вращения О вверх от центра О', из которого описана напорная поверхность; момент  будет прижимать затвор к порогу.