啟閉機在水工閘門上的使用性能探討

李琨

摘 要：本文首先對啟閉機在水工閘門上的使用現狀進行闡述，然后結合實際案例，對啟閉機在水工閘門上的使用性能作出探討，針對啟閉機在使用中存在的質量隱患和啟閉機的實際性能，提出幾點能夠讓啟閉機使用性能得到充分發揮的安全檢測手段。

關鍵詞：啟閉機 水工閘門 液壓啟閉機

我國是水利大國，經過多年的發展，我國水利水電工程的建設已經取得了顯著效果，在水利水電工程中，利用啟閉機可以讓水工閘門進行開啟和閉合工作，啟閉機使用性能的發揮決定了水電工程的運行效益，因此，對于啟閉機類型的選擇和安全檢測工作十分重要。

1.啟閉機在水工閘門上的使用現狀

在水利工程中，啟閉機與水工閘門是重要組成部分，其使用性能和質量安全會對水利工程的有效性與安全性造成影響，現階段，啟閉機與水工閘門的質量隱患主要為：（1）啟閉機容量不能滿足工程需要；（2）腐蝕情況經常出現，會讓承載能力造成影響；（3）鑄件鑄造缺陷超過標準要求；（4）閘門焊縫存在缺陷或是出現開裂現象；（5）開式齒輪與減速器的副硬度不足；（6）制動輪出現開裂現象。在水工閘門上，使用啟閉機時需要結合工程實際需要，選擇合理的啟閉機類型，同時，并針對不同類型的啟閉機做好檢修維護工作，以保證啟閉機在水工閘門上的使用性能可以得到良好發揮。 2.啟閉機在水工閘門上的使用性能

2.1固定卷揚式啟閉機

在中小型水工閘門中，固定卷揚式啟閉機的應用較為廣泛，屬于老式啟閉設備。固定卷揚式啟閉機的優點主要包含三個方面：（1）利用浮動軸，可以讓兩側傳動裝置實現剛性連接，可以讓兩個卷筒實現轉動同步化，水工閘門的開啟具有良好的平穩性。（2）運行可靠性較強，且結構較為簡單，方便后期維修工作。（3）啟閉機和閘門之間利用鋼絲繩進行連接，利用閘門自重可以實現閉門。但是，固定卷揚式啟閉機的缺點同樣明顯，即鋼絲繩容易被磨損消耗，設備的占地面積相對較大，且變速箱可能會出現漏油現象。在使用過程中，需要對傳動齒輪的養護工作和鋼絲繩的養護工作予以重視，需要對鋼絲繩的松緊程度進行經常調整，在養護過程中，可以利用一些油脂涂抹在清洗干凈的鋼絲繩上，利用齒輪油的加注完成傳動齒輪的養護工作。并且要經常檢查鋼絲繩的水下部分，判斷其銹蝕程度，一般情況下，鋼絲繩的使用期限為5年，因此，在到達使用期限之后需要進行及時更新。如果齒輪出現齒面點蝕、齒輪磨損以及齒面膠合等現象，需要對齒輪進行及時更換。如在深圳市寶安區沙井河片區的排澇工程中，就采用了固定卷揚式啟閉機，該啟閉機包含兩套提升系統，通過同軸線雙卷筒的分別驅動進行步驟，減速器由一臺電動機進行帶動，進而使得開式齒輪得到帶動，讓鋼絲繩得到收放，讓閘門得到升降運動，利用PLC控制技術對啟閉機進行電控，利用一臺變速器可以對一臺電機進行拖動控制，通過能耗制動四象限運行的矢量控制變頻調速系統，可以完成起升機構調速方案的制定工作，利用測速編碼器，可以讓電機與變頻器實現速度閉環控制，在此系統內，具有過流保護、失壓保護、零位保護、限位保護與缺相保護等功能。現階段，卷揚式啟閉機包含多種型號，如QPK型快速卷揚啟閉機、QPQ型普通快速卷揚啟閉機等，卷揚式啟閉機電動、手電兩用式的規格包含了5噸、8噸、12.5噸、16噸、25噸等，電動式的規格包含了40噸、63噸、80噸、100噸、125噸和160噸等，依照水利工程的實際需要，可以選擇合適的卷揚式啟閉機。

2.2螺桿啟閉機

螺桿啟閉機是最為原始的啟閉機，其主要組成部分為傳動機構、承重螺母和起重螺桿，利用幾何螺旋傳動原理，可以實現螺母旋轉運動到螺桿軸向直線運動的轉化目的，水工閘門的啟閉力為螺母的轉矩，閘門會因為螺桿的升降而進行開啟和閉合，而承重螺母旋轉的正反方向會對螺桿運動起到帶動作用，此種啟閉機的主要特點包含四個方面：（1）螺母與螺桿具有自鎖功能，閘門可以做到任意位置的停留。（2）螺桿本身為剛性，可以對閉門力進行施加，可以對閘門振動進行阻止。（3）本身為單吊點，在進行手動操作時較為方便。在安裝之前，需要對各個零件進行檢查，如螺栓的松動情況等，在安裝過程中，需要確保其基礎布置平面為水平狀態，螺桿軸線需要和閘臺橫梁水平面垂直，在安裝結束之后，需要進行無載荷試驗與載荷試驗。在水工閘門中，如果使用螺桿啟閉機，那么需要利用防銹蝕潤滑油脂進行定期涂抹，以起到養護作用，可以讓其使用壽命得到延長。如在我國某處常見提防工程的涵洞中，受限于動力電源，就曾使用螺桿啟閉機以完成水工閘門的控制工作，后改為利用手電兩用螺桿啟閉機，對上下限位的行程開關進行設置，讓操作行程更為自動化，起到了良好的使用效果。同時，在水利工程中，雙支點頂式螺桿啟閉機也得到了廣泛應用，以山東沾化市的“林水會戰”工程為例，在該工程中，使用了雙支點頂式螺桿啟閉機來對閘門進行控制，利用傳動軸，可以讓兩套機頭實現機械同步目的，將埋管設置在機頭下方閘墩中，在埋管內，螺桿會進行反復運動，衡量和螺桿連接，然后利用橫梁上兩根連桿來讓閘門和衡量連接，螺桿會被雙機頭驅動，在埋管中，螺桿會進行上下運動，讓閘門進行開啟或閉合，這種雙支點式的螺桿啟閉機在實際應用中可以對普通螺桿式啟閉機缺乏空間視覺感、單調的缺點進行彌補，可以讓布局的合理性得到增強，讓穩定性得到保障，為確保其使用性能得到充分發揮，在應用之前對該啟閉機進行了載荷試驗與空載試驗，在載荷試驗中，需要判斷啟閉機的零件運轉是否有聲響出現，是否有漏油情況出現，在空載試驗匯總，需要判斷啟閉機在沒有連接閘門的情況下，是否有嚴重發熱情況出現，只有滿足全部要求才能將啟閉機投入到實際使用中。一般情況下，使用這種螺桿式啟閉機的出現的事故主要為頂閘事故，可能由認為原因或是石塊等障礙物卡住閘槽的非人為原因造成，需要對此予以重視，在發生事故之后，需要進行及時處理。

2.3液壓啟閉機

在水利行業中，自20世紀70年代起就開始使用了液壓啟閉機，這種啟閉機的主要原理是液體靜壓，通過動力的傳遞，可以讓水工閘門得到合理啟閉，油缸是其主要執行元件，利用活塞油缸，結合表面利用鍍鉻工藝的活塞桿，可以讓液壓啟閉機具有更好的抗磨損與抗腐蝕性能，一般情況下，在鍍鉻之后的活塞桿具有很長的使用期限，但在使用過程中，如果出現凹坑、麻點等現象需要對其進行及時維修，可以利用陶瓷桿來替換鍍鉻桿，利用特殊形成標記來處理陶瓷桿表面，可以讓行程檢測與控制更為精確化、數字化，通過傳感器的配備，可以讓油缸同步問題得到解決。液壓油泵可以利用油管讓油缸接收到高壓油，通過升降油缸活塞桿可以完成啟閉閘門工作，在密閉容器中，液壓可以實現傳遞目的，所以，在使用液壓啟閉機時，需要確保液壓設備具有較高的密封要求，液壓元件的執行動作會受限于密封圈的完整性。同時，液壓油油質性需要滿足液壓裝置的要求，油壓油質的不夠達標會讓液壓系統出現閥芯銹蝕、閥芯卡阻等故障，因此，需要結合實際情況制定相應的周期對液壓油進行過濾和檢驗，如果不能滿足標準要求，需要對液壓油進行及時更換。液壓啟閉機需要較高的制造質量要求，在進行設計時，需要把握好細節問題，在對液壓與油缸內經進行選擇時，主要需要考慮閘門的運動阻力與重量，在對流量與油泵進行選用時，需要考慮閘門的啟閉速度，在對油缸長度進行選擇時，需要考慮閘門的起升高度。封閉式的油箱可以讓雨水與灰塵的進入做到有效防止。插裝閥結構與滑閥結構是液壓系統的結構分類，如果出現故障，那么后者結構的故障查找工作會更為容易，需要將過濾器加裝在油管總回油口處與油泵吸油口處，通過濾芯的定期更換以完成養護工作。同時，需要將排氣裝置設置在油缸處，如果油缸有抖動、爬行等情況出現，那么可以通過排氣裝置來對油缸內混合物予以排出，以解決問題。

3.結論

綜上所述，固定卷揚式啟閉機、螺桿啟閉機和液壓啟閉機在水工閘門上的使用具有不同的性能，針對當前啟閉機使用過程中存在的腐蝕情況、閘門焊縫存在缺陷等隱患，可以采用外觀檢查、巡視檢查、無損探傷等檢測方法對其予以排除，為啟閉機使用性能的發揮提供保障。

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