浅谈南水北调中线工程郑州段节制闸工作闸门2×400kN双缸液压启闭机工作原理及故障分析
节制闸名词解释
节制闸名词解释
节制闸（Flow-regulating gate）是一种用于控制水流量的设备，常用于灌溉系统、排水系统和水电站等水利工程中。
该设备由一个闸门和闸门座组成，闸门可通过升降来调节水流的通量。
节制闸通过调节闸门的高度或开度来控制水流的流量，实现对水位或水压的调节。
闸门通常由金属制成，座椅由混凝土制成。
闸门通常在河流或沟渠中设置，通过升降闸门来调节水位或水流量，以达到控制、调节和分配水流的目的。
节制闸可按照不同的控制原理和结构形式分为多种类型，例如闸门式节制闸、滑闸式节制闸和卷闸式节制闸等。
不同的类型适用于不同的流量范围和操作要求。
节制闸具有调节范围广、调节精度高、结构简单、操作方便等特点，被广泛应用于水利工程和农田灌溉中，对于保证水资源的合理分配和利用具有重要作用。
弧门计算(毕设选题)
1计算成果汇总表2说明2.1目的与要求本阶段为施工图设计，主要计算内容为：确定闸门面板厚度、计算主梁、水平次梁、纵梁、边梁、支臂、支铰等构件的强度及刚度，计算启闭门力，选择启闭机。
2.2计算依据计算依据为水工专业提供的“专业互提资料单”。
南水北调中线总干渠某渡槽进口节制闸工作闸门为露顶式弧形门，共3扇，孔口尺寸（宽×高）7.0×6.7m。
闸室底板高程为75.211m，设计水位81.031m，加大水位81.434m。
闸门为动水启闭。
闸门采用双主横梁斜支臂，弧形面板曲率半径约取闸门高度的 1.4倍，为9.5m，支铰位置选择在倒虹吸出口加大水位以上，高程81.911m。
启闭机采用后拉式弧门液压启闭机。
启闭机活塞缸支铰布置在支臂支铰上游，相距4141mm，高程84.657m。
2.3计算原则按照规范要求的内容和深度计算，闸门厚度选择时考虑一定的锈蚀余量，在闸门启闭门力计算时选择最不利工况进行计算。
2.4计算方法闸门主梁受力分析时，分两种工况：（1）工况一：当闸门处于关闭状态时，计算仅在静水压力作用下框架内力及应力，并核算其强度、刚度；（2）工况二：当闸门刚刚开启的瞬间，计算在静水压力及启门力共同作用下框架内力及应力，并核算其强度、刚度；2.5规程、规范及参考书《水利水电工程钢闸门设计规范》(SL74-95)《水利水电工程启闭机设计规范》(SL41-93)《水电站机电设计手册》金属结构㈠(1988年5月第一版）《闸门与启闭机》(第二版)《建筑结构静力计算手册》(中国建筑工业出版社)《水工钢闸门设计》安徽省水利局勘测设计院《水工钢结构》 水利电力出版社3 计算过程3.1 荷载计算3.1.1 闸门在关闭位置的静水压力闸门在关闭位置的静水压力，由水平水压力和垂直水压力组成，闸门所受水压力简图见错误！未找到引用源。
作用在弧形面板上的水平压力P s 按式(3-1)计算：212s s P H B γ=(3-1)作用在弧形面板上的垂直压力V s 按式(3-2)计算：()21212112sin cos sin 2sin 221802s V R B πφγφφφφ⎡⎤=+-+⎢⎥⎣⎦(3-2)作用在弧形面板上的总水压力P 按式(3-3)计算：ss P V tg P α=⎬=⎪⎭(3-3)计算过程及结果如下：3.1.2 闸门刚刚开启时的荷载闸门刚刚开启时，作用在下主梁上的荷载由启门力产生的荷载及水压力荷载组成。
液压启闭机在水利工程中的应用及运行维护管理措施
液压启闭机在水利工程中的应用及运行维护管理措施摘要：液压启闭机作为水利水电工程中借助于液体压力传递能量，对闸门进行开启或者关闭控制的设备，对确保水利水电工程的长远发展起着重要作用。
液压启闭机的主要工作原理即：借助于液压泵将机械能直接转化为液体压力能，并通过液压泵与油管道输入到液压缸当中，在液压缸与活塞杆将液体压力能再转化为机械能，进而对闸门进行开启或者关闭控制。
液压启闭机主要包括电气控制系统、液压传动系统等，并由液压管道、液压缸、液压泵站、电器检测等共同构成。
关键词：液压启闭机；水利工程；维护管理近几年，水利工程项目受到了越来越多的关注，在液压技术不断发展的背景下，要结合管理机制，对具体问题进行具体分析，提升管理实效性的同时，确保水利工程项目发挥其实际价值，实现经济效益和社会效益的共赢。
液压启闭机主要是借助液体的压力实现能量的传递，从而有效控制闸门的开启和关闭，其主要工作原理是将机械能转化为液体压力能，从而借助液压阀以及油管道将能量传递到液压缸中，发挥液压缸和活塞杆的功效，驱使闸门完成开启和关闭的相关动作。
目前，我国液压启闭机的设计以及制造能力都有所提高，最大的启闭力能达到10000kN，行程数为16m，油缸的直径在1m以下，活塞杆直径在0.5m以下。
1.液压启闭机的类型与应用1.1快速闸门式液压启闭机快速闸门液压启闭机作为上世纪便开始应用的机型，能够合理保护水轮发电机组与引水系统事故。
快速闸门液压启闭机具有可靠性、成本低廉性、快捷性等特征，已经被广泛应用于诸多大中型水电站中。
1.2露顶式弧形闸门液压启闭机这种启闭机由于其自身外形的优势，能够对坝面布置进行优化，启闭容量与行程适应范围较大，有助于集中控制管理，当前已经主要应用于大中型水利工程当中。
1.3船闸液压启闭机在当前的水利工程运行中，通航船闸主要借助于液压启闭机操作闸门的方式，已经被广泛应用于各个水电站当中。
其中通常船闸机型主要包括：人字闸门液压启闭机、输水系统闸门液压启闭机、提升式通航闸门液压启闭机等。
液压启闭机的组成和工作原理
液压启闭机的组成和工作原理液压启闭机也称之为闸门液压启闭机,它是指利用液体的压力能来传递能量，从而控制闸门的开启或关闭的一种启闭机。
它包括液压传动系统和电气控制系统。
由液压泵组、液压阀组、液压缸、油箱及附件、电气柜及操作檯等五部分组成。
液压启闭机其工作原理是：当液压泵把原动机输出的机械能变为液体压力能，经过油管道及液压阀进入液压缸，通过液压缸及活塞桿把液体的压力能转变为工作机的机械能，从而驱使闸门完成开启或关闭等动作。
与其它启闭机相比，液压启闭机具有以下优点：(1)它结构简单，布置紧凑，体积小，重量轻；(2)液压启闭机比其它的启闭机的承载能力更大，并能够远距离传递动力；(3)缓冲效能好，传动平稳，调速和换向方便；(4)液压传动与电气控制相结合，便于实现自动化；(5)液压元件已经系列化、标準化，设计简单，製造週期短；(6)液压元件可以自行润滑，经久耐用；(7)易于防止过载，工作安全可靠。
液压启闭机的缺点主要是：液压缸与活塞桿配合精度高，加工成本较高；另外，密封质量较差时液压油容易渗漏。
1液压启闭机的特点闸门液压启闭机是指利用液体的压力能来传递能量，从而控制闸门的开启或关闭的一种启闭机。
它包括液压传动系统和电气控制系统。
由液压泵组、液压阀组、液压缸、油箱及附件、电气柜及操作檯等五部分组成。
其工作原理是：液压泵把原动机输出的机械能变为液体压力能，经过油管道及液压阀进入液压缸，通过液压缸及活塞桿把液体的压力能转变为工作机的机械能，从而驱使闸门完成开启或关闭等动作。
与其它型式相比，液压启闭机具有以下优点：(1)结构简单，布置紧凑，体积小，重量轻；(2)承载能力大，并能够远距离传递动力；(3)缓冲效能好，传动平稳，调速和换向方便；(4)液压传动与电气控制相结合，便于实现自动化；(5)液压元件已经系列化、标準化，设计简单，製造週期短；(6)液压元件可以自行润滑，经久耐用；(7)易于防止过载，工作安全可靠。
液压启闭机的缺点主要是：液压缸与活塞桿配合精度高，加工成本较高；另外，密封质量较差时液压油容易渗漏。
浅谈液压启闭机典型故障及处理措施
浅谈液压启闭机典型故障及处理措施管世珍;谢广东;顾生锋【摘要】液压启闭机具有结构紧凑,液压传动效率高,运行平稳可靠,技术经济性先进等特点.南水北调中线跨流域调水中,闸门启闭采用双缸液压启闭机,总体布置形式为双吊点、双作用、尾部悬挂、两端铰接支承液压启闭机,设有现地控制和远程控制.依据液压启闭机工作原理,针对液压启闭机在运行过程中出现的一些典型故障,分析、查找故障产生的原因,提出科学的、合理的解决办法,为今后同类故障提供解决方案,确保液压启闭机可靠、安全运行.【期刊名称】《机电工程技术》【年(卷),期】2017(046)011【总页数】4页(P114-117)【关键词】液压启闭机;工作原理;典型故障;科学;合理;解决方案【作者】管世珍;谢广东;顾生锋【作者单位】南水北调中线管理局河南分局,河南郑州 450000;南水北调中线管理局河南分局,河南郑州 450000;南水北调中线管理局河南分局,河南郑州 450000【正文语种】中文【中图分类】TH137由于液压启闭机的独特优势，便于实现自动化和远程控制，体积小、工作稳定、启闭力大等优点。
由于液压启闭机PLC控制，自动化程度高，涉及程序较为复杂，现场设备管理维护人员专业技能参差不齐，且液压、自动控制系统较为抽象，对液压系统认识不充分，往往是无从下手。
要想做好液压系统和相关电气元件的故障排查工作，要掌握液压启闭机基本构成及启闭机工作流程。
以南水北调中线汤河节制闸为例，采用2孔弧形闸门，一孔两机，型号为QHLY-2x630KN-YL。
启闭机组成包括：2套溢洪道油缸总成（含4支油缸、4套缸旁保压安全阀块、4套埋件总成）、4套闸门行程检测装置（4套YQX-II-NC2-5）、2套液压泵站设备及液压管路系统、2套现地电气控制柜及其附件、专用检修工具等。
闸门在运行过程中，最为典型的故障就是液压和电气自动化问题，这将直接影响输水调度。
因此，准确判断故障，及时排除故障，对启闭机的运行管理十分重要。
液压启闭机工作原理
液压启闭机工作原理
液压启闭机主要通过液压系统来实现开闭操作，其工作原理如下：
1. 液压启闭机由液压缸、液压泵、电动机和控制阀组成。
液压泵由电动机驱动，将液压油从油箱抽吸到液压系统中。
2. 控制阀根据控制信号的输入，控制液压油的流动方向和压力，从而控制液压启闭机的启闭过程。
3. 当需要启闭机执行开启动作时，控制阀将液压油导向液压缸的一个作用腔，同时将液压缸的另一个作用腔的液压油排出到油箱中。
4. 液压泵通过输出液压油给液压缸，液压缸的活塞开始向外伸出，实现开启动作。
5. 当需要启闭机执行闭合动作时，控制阀将液压油导向液压缸的另一个作用腔，同时将液压缸的另一个作用腔的液压油排出到油箱中。
6. 液压泵通过输出液压油给液压缸，液压缸的活塞开始向内缩回，实现闭合动作。
7. 当开启或闭合动作完成后，控制阀将液压油的流动切换到回油状态，液压油回流到油箱中。
通过以上工作原理，液压启闭机能够实现灵活、稳定的启闭操作，广泛应用于工业生产、航海、建筑等领域。
水闸平面闸门液压启闭机系统探析——以谏壁节制闸液压启闭机系统为例
步 的探讨 。
系统 中常用 的几种 比较重 要 的 回路 。 １ ）空 载起 动— — 卸 载 回路 水 闸闸 门操作 运 用一 般 要 求根 据 上下 游 水位 综合 情况 分 级分 次 均匀 启 闭 ， 每 次 启 闭 实 际 间隔 时 间又 而 不 太长 ； 外 闸 门开 启 后 有 时 还 会 根 据 运 行 情 况 适 时 另 调 整 闸 门开 度 ， 就需 要 一 直 不 停 机 或 频 繁 开 机 进 行 这
Ｚ ｕ Ｙａ ｄ ｎ ｈ －ｏｇ
（ 江 市 长 江河 道 管 理 处 ， 苏 省 镇 江 市谏 壁 镇 越 河 ４ 镇 江 ８号
２２０ ） １０６
摘 要 ： 以谏 壁 节制 闸液压 启 闭机 系统 为例 ， 者 对 闸 门液 压 启 闭机 系统 的 工 作 原 理 、 笔 系统 组 成 情 况 作
个 二通 插 装 阀 四通 回路 ， 通 插 装 阀 阀块 采 用 典 型 的 二 Ⅱ Ⅱ型结 构 布置 的 集成 式 四通 块 体 （ 图 ２ ） ＋ 见 。
用寿命 。如 图 １所 示 ， 开 机起 动 液 压 泵 组 时 电磁 换 当
向阀 Ｙ ３同 时通 电 ， 向阀 上 的油 口 Ａ与 ０、 Ｖ 换 Ｂ与 Ｐ相 通 ， 插 装元 件 控 制 油 口 Ｃ接 通 油 箱 ， 据 其 工 作 特 则 根 性可 知 Ａ、 Ｂ两 油 口将 相通 ， 压 泵 吸进 的液 压 油 直 接 液 流 回油 箱 ， 液压 泵 空载 起 动 ， 一 直卸 载 运行 至 闸 门发 并
闸门启闭机工作原理
闸门启闭机工作原理
闸门启闭机是一种用于控制闸门启闭的装置。
它基于以下工作原理进行操作。
1. 电力驱动：闸门启闭机采用电动驱动装置，通过电机的转动实现闸门的启闭。
电机通常采用交流驱动或直流驱动，具有可靠性高、操作平稳的特点。
2. 传动装置：闸门启闭机通过传动装置将电机的转动转化为闸门的启闭运动。
传动装置通常由齿轮、链条、皮带等组成，根据实际需求选择合适的传动方式。
3. 控制系统：闸门启闭机配备有控制系统，用于监测和控制闸门的运行状态。
控制系统通常包括传感器、开关、控制器等设备，能够自动感知闸门的位置和状态，并根据设定的程序进行相应的动作。
4. 安全保护：闸门启闭机通常设置有多种安全保护装置，如限位开关、断电保护等，以确保闸门的安全运行。
限位开关能够检测闸门的开启和关闭位置，当闸门达到限位位置时，自动停止电机的运动，避免过度启闭。
5. 手动操作：闸门启闭机通常还具备手动操作功能，以备不时之需。
当发生紧急情况或设备故障时，可以切换到手动模式进行操作，确保闸门能够正常启闭。
总的来说，闸门启闭机通过电力驱动、传动装置、控制系统和
安全保护等组成部分，实现闸门的准确、平稳的启闭运动。
它广泛应用于水利、电力、建筑等领域，是保障工程运行和生产安全的重要设备之一。
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浅谈南水北调中线工程郑州段节制闸工作闸门2×400kN双缸液压启
闭机工作原理及故障分析
摘要：南水北调中线干线工程郑州段节制闸工作闸门采用露顶式弧形闸门，闸门开启采用双缸液压启闭机，一门一机，可实现闸门的远方控制、现地控制、现地手动三种切换方式，三种操作方式相互联锁。
该液压启闭机自调试及试运行以来，设备运行平稳，状态良好。
液压启闭机在运行过程中由于双侧油缸工况不同，存在不同步现象，因此设计了自动和手动双缸同步运行控制系统进行纠偏，同步运行误差小于10mm。
笔者根据近几年的工作经验，向大家简单介绍双缸液压启闭机的工作原理及故障情况。
关键词：南水北调；节制闸；液压启闭机；工作原理；故障分析
南水北调中线干线工程是一项跨流域、跨多省市的长距离特大型调水工程，全长1432km，包括总干渠和天津干渠两部分。
总干渠自陶岔渠首至北京团城湖长1276. km，其中河南段长约732km，河北段长约465km，北京段长80km。
全线共设有各类建筑物2300多座，用于输水控制的建筑物共318座（其中节制闸62座）。
节制闸工作闸门孔口尺寸为7m×8.5m（宽×高），闸门形式为露顶式，最大壅水水头8.187m，双吊点后拉式、动水启闭，两吊点间距6.5m。
一、设备参数
南水北调中线工程节制闸2×400KN液压启闭机用于启闭7m×8.5m（宽×高）弧形工作闸门。
液压启闭机由液压缸、支铰座、液压系统总成、液压管路及附件、闸门开度仪及行程控制装置、电气控制系统等组成。
每孔液压启闭机布置1套液压泵站、两套液压缸，液压泵站位于事故检修闸门上方的操作室内。
每台液压泵站含2台油泵和2台电机，采用一用一备工作制，即一台泵组工作，一台泵组备用，且两台泵组之间能根据预设参数自动切换。
节制闸工作闸门液压启闭机主要技术参数见表一。
表一：节制闸弧形工作闸门液压启闭机主要技术参数
二、工作原理
液压启闭机的主要作用是通过通过活塞杆的伸长和收缩来推动弧形闸门做开启和关闭运动。
首先通过油泵使液压油具有一定的压力，将能量储备在压力油中，再通过活塞将油中储存的能量转化为一种机械运行以驱动机械设备运行；其次通过油路系统将油泵和活塞联系在一起，再加上控制液压油流方向、流量的设备，使得活塞的机械运动满足各种工况的要求；最后设置一套为系统服务的保护和监测系统。
1.控制回路原理图（详见图1）。
图1
2.开启闸门：空载启动液压泵电动机组，延时10秒左右，电磁阀YV0、YV1通电，压力油分两路经比例调速阀后进入左右液压缸有杆腔，液压缸无杆腔油液经3
3.1单向阀流回油箱。
2.2.2关闭闸门：空载启动液压泵电动机组，延时10秒左右，电磁阀YV0、YV2通电，压力油打开30.1液控单向阀，液压缸有杆腔油液经比例调速阀后流回液压缸无杆腔，同时压力油经26.1溢流阀向液压缸无杆腔补油（闸门正常运行速度0.1m/min，检修运行速度0.4m/min，由其中一路比例调速阀调定，正常运行时单路比例调速阀流量为3L/min，检修运行时流量为12L/min；正常运行时启动一套油泵电动机组，检修运行时两套油泵电动机组同时启动）。
3.闸门同步控制
在闸门启闭过程中，闸门开度及行程控制装置全程连续检测两只液压缸的行程偏差，当偏差值≥10mm时，比例调速阀阀芯开口变化，调整液压缸有杆腔进、出油量，使闸门同步。
当两只液压缸的行程偏差值≥20mm时，液压系统自动停机并发出报警信号。
4.自动复位
闸门在任一开度上，若因泄漏闸门下滑20mm，控制系统自动启动工作泵组，提升闸门至下滑前位置，并发出声光报警信号。
如闸门继续下滑达50mm，工作泵组尚未投入运行，控制系统则启动备用泵组，提升闸门至下滑前位置，并发出声光报警信号。
5.液压系统压力保护：
当SP1发讯时，表明液压系统工作压力过高，声光报警，停泵检修。
当SP2发讯时，表明液压泵工作异常，声光报警，自动启动备用泵。
当SP3、SP4发讯时，表明液压缸有杆腔工作压力过高，声光报警，停泵检修。
当SP5、SP6发讯时，表明液压缸有杆腔高压软管破裂，声光报警，停泵检修。
压力传感器14.1实时监控系统压力并传送到控制室。
当SP7发讯时，表明液压缸控制压力过高，声光报警，停泵检修。
6.油箱部分电气控制：
当SF1发讯时表明滤油器堵塞，声光报警，提请更换滤芯。
当LV1发讯时表明油箱液位过高，声光报警，停泵检修。
当LV2发讯时表明油箱液位过低，声光报警，停泵检修。
当LT1发讯时表明油温过高，声光报警。
液位液温传感器7.1随时监控油箱的液位液温数值并传送到控制室。
7.液压系统故障分析及常见故障排除
液压设备正确使用与精心保养，可以防止机件过早磨损和遭受不应有的损坏，从而减少故障发生，并能有效地延长使用寿命。
对液压设备进行主动保养预防维护，进行有计划地检修，可以使液压设备经常处于良好的技术状态，并发挥应有效能。
分析故障必须弄清楚整个液压系统的工作原理、结构特点，然后根据故障现象进行判断，逐步深入，有目的，有方向地逐步缩小范围，确定区域、部位，以至某个元件。
四、液压系统故障分析步骤
第一步：液压设备运转不正常，例如，没有运动，运动不稳定，运动方向不正确，运动速度不符合要求，动作顺序错乱，力输出不稳定，严重泄漏、爬行，温升等。
无论什么原因，都可以归纳为：流量、压力和方向三大问题。
第二步：审核液压回路图，并检查每个元件，确认其性能和作用，初步评定其质量状况。
第三步：列出与故障有关的元件清单，逐一分析。
第四步：对清单中所列元件按已往的经验和元件检查难易排列次序。
必要时，列出重点检查的元件和元件重点检查部位。
第五步：对清单中列出的重点检查元件进行初检。
初检应判断以下问题：元件的使用和安装是否合适；元件的测量装置、仪器和测试方法是否合适；元件的
外部信号是否合适；对外部信号是否响应等。
特别要注意某些元件的故障先兆，如过高的温度和噪声，振动和泄漏等。
第六步：识别出发生故障的元件，对不合格的元件进行修理或换。
第七步：在重新启动主机前，必须先认真考虑一下这次故障的原因和后果。
如果故障是由于污染或油液温度过高引起的，则应预料到另外元件也有出现故障的可能性，并应针对隐患采取相应的补救措施。
例如：由于铁屑进入泵的故障，在换新泵之前要对系统进行彻底地清洗净化。
五、液压系统常见故障及其排除方法
液压启闭机分为机械部分、液压部分、电气控制三部分。
当出现故障时首先是要分清故障是那个部分造成的。
液压系统常见故障及其排除方法见表1。
表1液压系统常见故障及其排除方法
结束语
从南水北调中线干线工程郑州段节制闸2×400kN液压启闭机常见故障分析及排除可以看出，要保证设备能达到预计的稳定可靠的技术性能，必须对设备做到：熟练操作、合理调整、精心保养和计划检修。
只有这样才能保证设备良好运行，确保液压系统远程自动化控制奠定基础。