齿轮齿条,再简单形象一点,就是电动机驱动一堆齿轮,最终传递动力到最后一个齿轮,这个齿轮啮合在升船机的钢筋混凝土墙壁上的齿条上,(反作用力)推动船箱运动。
这样的话,如果齿条硬度高,耐磨性好,那么,船箱最后一个齿轮就算是易损件,就可以经常性更换了。换一组齿轮对应三峡升船机总成而言,就算毛毛雨了。而齿条,也是可以更换的,也属于半永久。毕竟整个总成中,只有钢筋混凝土墙壁算是真正的“永久建筑”。
这样一来,运行的稳定性的关键,就是“变速箱”的责任了。这个解决的难度就小得多了,不论是小跑,还是大货,变速箱都是关键且常用,设计维护经验汗牛充栋。比钢丝绳要多百倍不止。
齿条可以认为是齿轮在结构方面的一种变形,它可以看作是一台齿轮沿其径向剖开.齿轮齿条升船机主要有如下几个特点:
一是结构简单,由于齿轮齿条是直接啮合,硬接触。就不需要钢丝绳相关的附加装置,因而使得系统本身的结构大为简化,重量和体积大大地下降;
二是定位精度高,由于纸轮齿条是直接啮合硬连接直接传动,并且齿轮齿条都可以认为是刚性构件,因而可以消除中间环节所带来的各种定位误差,故定位精度高,如采用微机控制,则还可以大大地提高整个系统的定位精度;
三是反应速度快、灵敏度高,随动性好。齿轮、齿条间的接触摩擦阻力可以通过一系列成熟经济的润滑措施解决,因而大大地提高了系统的灵敏度、快速性和随动性;
四是工作安全可靠、寿命长。齿轮齿条可以实现直接传递动力,机械摩擦损耗几乎为零,所以故障少,免维修,因而工作安全可靠、寿命长。
而以后如果直线电机技术的成熟,三峡升船机也可以将现在的“机械动力”转换为“电磁驱动”,因为二者在原理和外观以及应用场景上几乎完全一样。直线电机主要应用于三个方面:一是应用于自动控制系统,这类应用场合比较多;其次是作为长期连续运行的驱动电机;三是应用在需要短时间、短距离内提供巨大的直线运动能的装置中。高速磁悬浮列车 磁悬浮列车是直线电机实际应用的最典型的例子。
其实,除了钢丝绳牵引、齿轮齿条传动之外,还有一种常规方案:液压顶升。现在在高层建筑中有采用,就是“节节高”模式:错落布置若干个液压顶升装置,分批投入(三三制)也可以实现将升船机的要求。至少效率可能没有那么高。但是顶升的力量绝对大,可能可以实现万吨轮升船机