淺談船閘啟閉機(jī)的類型及工作原理

楊舟成

摘要：本文較為詳細(xì)地介紹了船閘啟閉機(jī)的類型和當(dāng)今主流啟

閉機(jī)的工作原理。

關(guān)鍵詞：船閘啟閉機(jī) 類型 工作原理

1 船閘啟閉機(jī)的類型

船閘啟閉機(jī)類型主要分為：機(jī)械式和液壓式。其中機(jī)械式分為：滾珠絲桿式、齒條推桿式、鋼絲繩卷?yè)P(yáng)式、齒輪齒條式；液壓式分為：液壓直推式、液壓四連桿式、液壓馬達(dá)傳動(dòng)式。本文著重介紹液壓?jiǎn)㈤]機(jī)和滾珠絲桿式啟閉機(jī)的工作原理。

2 液壓?jiǎn)㈤]機(jī)簡(jiǎn)介

液壓?jiǎn)㈤]機(jī)按液壓泵站形式分為二通蓋板式插裝閥液壓泵站、螺紋插裝閥液壓泵站、疊加滑閥液壓泵站、以螺紋插裝閥為控制系統(tǒng)的滑閥液壓泵站；按傳動(dòng)形式分為液壓直推式、液壓四連桿式、液壓油馬達(dá)傳動(dòng)式。本文主要介紹蓋板式插裝閥液壓?jiǎn)㈤]機(jī)。

蓋板式插裝閥液壓?jiǎn)㈤]機(jī)是為90年代后船閘啟閉機(jī)技術(shù)改造而設(shè)計(jì)制造的新型泵站，其主要技術(shù)參數(shù)和性能指標(biāo)能夠滿足閘閥門使用要求，達(dá)到安全可靠、維修方便的目標(biāo)。其主要特點(diǎn)是：

①采用目前具有先進(jìn)技術(shù)性能的插裝閥集成塊，具有工作穩(wěn)定可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、維修方便、密封性能好、通流能力大、調(diào)節(jié)方便等優(yōu)點(diǎn)。

②在閘門運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)電氣中的變頻器，調(diào)節(jié)電流頻率實(shí)現(xiàn)兩頭慢中間快的要求，使閘門在運(yùn)行終點(diǎn)得到緩沖。

③該泵站油路不僅適用于液壓直推式啟閉機(jī)，也可用于液壓四連桿啟閉機(jī)，且結(jié)構(gòu)上不需作任何改動(dòng)，只須將先導(dǎo)電磁閥接線變動(dòng)就行了。

整個(gè)泵站可分為兩部分，即油箱與油泵電機(jī)組。

工作原理：

①開閘門

63SCY油泵電機(jī)組啟動(dòng)，油泵處于卸荷狀態(tài)運(yùn)行，待3-5秒鐘后，相應(yīng)電磁閥得電，系統(tǒng)在調(diào)定壓力下工作。油泵排出的壓力油經(jīng)單向閥、壓油濾油器等進(jìn)入油缸有桿腔，推動(dòng)活塞桿縮進(jìn)，從而帶動(dòng)閘門打開。

②關(guān)閘門

關(guān)閘門與開閘門過(guò)程相似。63SCY油泵電機(jī)組啟動(dòng)，油泵處于卸荷狀態(tài)運(yùn)行，待3-5秒鐘后，相應(yīng)電磁閥同時(shí)得電，系統(tǒng)在調(diào)定壓力下工作。油泵排出的壓力油經(jīng)單向閥、濾油器、后進(jìn)入閘門油缸無(wú)桿腔，慢速推動(dòng)活塞桿伸出，從而帶動(dòng)閘門關(guān)閉。

③提閥門

啟動(dòng)25SCY油泵電機(jī)組，待3-5秒鐘后，相應(yīng)電磁閥同時(shí)得電，系統(tǒng)在調(diào)定壓力下工作，油泵排出的壓力油經(jīng)單向閥、精密濾油器進(jìn)入油缸有桿腔，推動(dòng)活塞上升，從而提起閥門，油缸無(wú)桿腔油液經(jīng)F6、回油濾油器回到油箱。

④強(qiáng)落閥

當(dāng)遇到緊急情況，需要在動(dòng)水狀態(tài)下將閥門快速落下時(shí)，啟動(dòng)25SCY油泵電機(jī)組，待3-5秒鐘后使電磁閥同時(shí)得電，系統(tǒng)在調(diào)定壓力下工作。

⑤自落閥

正常情況下，降落閥門時(shí)油泵不工作，只要將8DT得電，F(xiàn)8打開，有桿腔油液在閥門重力作用下壓到無(wú)桿腔，閥門自行落下。

3 滾珠絲桿式啟閉機(jī)簡(jiǎn)介

我國(guó)第一臺(tái)船閘滾珠絲桿傳動(dòng)式啟閉機(jī)2002年11月投入使用。在第一臺(tái)滾珠絲桿啟閉機(jī)的基礎(chǔ)上，又根據(jù)使用中出現(xiàn)問(wèn)題逐步進(jìn)行了優(yōu)化。

3.1 滾珠絲桿的先進(jìn)性

①效率高

由于是滾動(dòng)摩擦，只須很小的驅(qū)動(dòng)源，就可以產(chǎn)生很大的推動(dòng)力，傳動(dòng)效率可高達(dá)90%以上，平均為滑動(dòng)螺旋的2～3倍，可以大大節(jié)約能源。

②進(jìn)給精度高

由于滾動(dòng)絲桿經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)念A(yù)緊，可以使絲桿的軸向間隙為零，從而提高了絲桿的進(jìn)給剛度，這是一般的滑動(dòng)絲桿不能實(shí)現(xiàn)的。

③高速化

與滑動(dòng)絲桿相比，速度有很大的提高，能輕松而高速地運(yùn)轉(zhuǎn)。

④使用壽命長(zhǎng)

由于絲桿、螺母、鋼球采用GCr15合金鋼，鋼球滾動(dòng)接觸處均淬火至HRC58以上，室溫下σb1617MPa，淬火層的基體組織為回火馬氏體，其表面非常耐磨，經(jīng)精密磨削，具有較高抗疲勞性，損耗極微，可以使機(jī)械既長(zhǎng)期連續(xù)工作又保持精度不變，還具有軸向剛度高、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、具有較高的使用壽命和精度保持性，使其工作壽命提高，平均為滑動(dòng)螺旋的10倍。

3.2 滾珠絲桿傳動(dòng)有如下先進(jìn)性

①結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單：滾珠絲桿傳動(dòng)式啟閉機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊體積小，制造、裝配和安裝方便。

②環(huán)保性能好：與液壓傳動(dòng)相比，無(wú)外泄漏，因而對(duì)環(huán)境無(wú)污染。

其次還有運(yùn)行平穩(wěn)、同步性好、高可靠性等先進(jìn)性。

閥門啟閉機(jī)的傳動(dòng)原理：閥門啟閉機(jī)的滾珠絲桿是垂直安裝的，由電機(jī)經(jīng)減速機(jī)減速后帶動(dòng)滾珠絲桿作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)滾珠螺母作上下直線運(yùn)動(dòng)，具體工作原理同上，在此不再詳述。

能帶動(dòng)滾珠螺母進(jìn)行上下垂直動(dòng)作的傳動(dòng)原理是：滾珠絲桿垂直安裝在閥門啟閉機(jī)上，由電機(jī)于減緩動(dòng)作后帶動(dòng)著滾珠絲桿進(jìn)行旋轉(zhuǎn)動(dòng)作。具體工作原理同上，在此不再詳述。

以上所述，為船閘啟閉機(jī)的具體類型及其涉及的一些工作原理。