启闭机在水工闸门上的使用性能分析

启闭机在水工闸门上的使用性能分析
发表时间：2019-06-26T10:44:39.820Z 来源：《防护工程》2019年第7期作者：王弦
[导读] 启闭机使用性能的发挥决定了水电工程的运行效益，因此，对于启闭机类型的选择和安全检测工作十分重要。

安徽省驷马山引江工程管理处安徽马鞍山 243000
摘要：各种类型的启闭机在水工闸门上得到广泛应用，鉴于水利行业的重要性，启闭机必须安全可靠运行，要求使用方便、维护保养简单。

通过对各类启闭机使用性能的实际论述，积累的经验为管理者提供参考。

关键词：启闭机；水工闸门；使用性能；
我国是水利大国，经过多年的发展，我国水利水电工程的建设已经取得了显著效果，在水利水电工程中，利用启闭机可以让水工闸门进行开启和闭合工作，启闭机使用性能的发挥决定了水电工程的运行效益，因此，对于启闭机类型的选择和安全检测工作十分重要。

一、启闭机在水工闸门上的使用性能
1.固定卷扬式启闭机。

在中小型水工闸门中，固定卷扬式启闭机的应用较为广泛，属于老式启闭设备。

利用浮动轴，可以让两侧传动装置实现刚性连接，可以让两个卷筒实现转动同步化，水工闸门的开启具有良好的平稳性。

但是，固定卷扬式启闭机的缺点同样明显，即钢丝绳容易被磨损消耗，设备的占地面积相对较大，且变速箱可能会出现漏油现象。

在使用过程中，需要对传动齿轮的养护工作和钢丝绳的养护工作予以重视，需要对钢丝绳的松紧程度进行经常调整，在养护过程中，可以利用一些油脂涂抹在清洗干净的钢丝绳上，利用齿轮油的加注完成传动齿轮的养护工作。

并且要经常检查钢丝绳的水下部分，判断其锈蚀程度，一般情况下，钢丝绳的使用期限为5年，因此，在到达使用期限之后需要进行及时更新。

如果齿轮出现齿面点蚀、齿轮磨损以及齿面胶合等现象，需要对齿轮进行及时更换。

如在深圳市宝安区沙井河片区的排涝工程中，就采用了固定卷扬式启闭机，该启闭机包含两套提升系统，通过同轴线双卷筒的分别驱动进行步骤，减速器由一台电动机进行带动，进而使得开式齿轮得到带动，让钢丝绳得到收放，让闸门得到升降运动，利用PLC控制技术对启闭机进行电控，利用一台变速器可以对一台电机进行拖动控制，通过能耗制动四象限运行的矢量控制变频调速系统，可以完成起升机构调速方案的制定工作，利用测速编码器，可以让电机与变频器实现速度闭环控制，在此系统内，具有过流保护、失压保护、零位保护、限位保护与缺相保护等功能。

2.螺杆启闭机。

螺杆启闭机是最为原始的启闭机，其主要组成部分为传动机构、承重螺母和起重螺杆，利用几何螺旋传动原理，可以实现螺母旋转运动到螺杆轴向直线运动的转化目的，水工闸门的启闭力为螺母的转矩，闸门会因为螺杆的升降而进行开启和闭合，而承重螺母旋转的正反方向会对螺杆运动起到带动作用，此在安装过程中，需要确保其基础布置平面为水平状态，螺杆轴线需要和闸台横梁水平面垂直，在安装结束之后，需要进行无载荷试验与载荷试验。

在水工闸门中，如果使用螺杆启闭机，那么需要利用防锈蚀润滑油脂进行定期涂抹，以起到养护作用，可以让其使用寿命得到延长。

如在我国某处常见提防工程的涵洞中，受限于动力电源，就曾使用螺杆启闭机以完成水工闸门的控制工作，后改为利用手电两用螺杆启闭机，对上下限位的行程开关进行设置，让操作行程更为自动化，起到了良好的使用效果。

同时，在水利工程中，双支点顶式螺杆启闭机也得到了广泛应用，利用传动轴，可以让两套机头实现机械同步目的，将埋管设置在机头下方闸墩中，在埋管内，螺杆会进行反复运动，衡量和螺杆连接，然后利用横梁上两根连杆来让闸门和衡量连接，螺杆会被双机头驱动，在埋管中，螺杆会进行上下运动，让闸门进行开启或闭合，这种双支点式的螺杆启闭机在实际应用中可以对普通螺杆式启闭机缺乏空间视觉感、单调的缺点进行弥补，可以让布局的合理性得到增强，让稳定性得到保障，为确保其使用性能得到充分发挥，在应用之前对该启闭机进行了载荷试验与空载试验，在载荷试验中，需要判断启闭机的零件运转是否有声响出现，是否有漏油情况出现，在空载试验汇总，需要判断启闭机在没有连接闸门的情况下，是否有严重发热情况出现，只有满足全部要求才能将启闭机投入到实际使用中。

一般情况下，使用这种螺杆式启闭机的出现的事故主要为顶闸事故，可能由认为原因或是石块等障碍物卡住闸槽的非人为原因造成，需要对此予以重视，在发生事故之后，需要进行及时处理。

3.液压启闭机。

在水利行业中，自20世纪70年代起就开始使用了液压启闭机，这种启闭机的主要原理是液体静压，通过动力的传递，可以让水工闸门得到合理启闭，油缸是其主要执行元件，利用活塞油缸，结合表面利用镀铬工艺的活塞杆，可以让液压启闭机具有更好的抗磨损与抗腐蚀性能，一般情况下，在镀铬之后的活塞杆具有很长的使用期限，但在使用过程中，如果出现凹坑、麻点等现象需要对其进行及时维修，可以利用陶瓷杆来替换镀铬杆，利用特殊形成标记来处理陶瓷杆表面，可以让行程检测与控制更为精确化、数字化，通过传感器的配备，可以让油缸同步问题得到解决。

液压油泵可以利用油管让油缸接收到高压油，通过升降油缸活塞杆可以完成启闭闸门工作，在密闭容器中，液压可以实现传递目的，所以，在使用液压启闭机时，需要确保液压设备具有较高的密封要求，液压元件的执行动作会受限于密封圈的完整性。

同时，液压油油质性需要满足液压装置的要求，油压油质的不够达标会让液压系统出现阀芯锈蚀、阀芯卡阻等故障，因此，需要结合实际情况制定相应的周期对液压油进行过滤和检验，如果不能满足标准要求，需要对液压油进行及时更换。

液压启闭机需要较高的制造质量要求，在进行设计时，需要把握好细节问题，在对液压与油缸内经进行选择时，主要需要考虑闸门的运动阻力与重量，在对流量与油泵进行选用时，需要考虑闸门的启闭速度，在对油缸长度进行选择时，需要考虑闸门的起升高度。

封闭式的油箱可以让雨水与灰尘的进入做到有效防止。

插装阀结构与滑阀结构是液压系统的结构分类，如果出现故障，那么后者结构的故障查找工作会更为容易，需要将过滤器加装在油管总回油口处与油泵吸油口处，通过滤芯的定期更换以完成养护工作。

同时，需要将排气装置设置在油缸处，如果油缸有抖动、爬行等情况出现，那么可以通过排气装置来对油缸内混合物予以排出，以解决问题。

二、养护与维修
1.机体清洁。

机体清洁是最简单、最基本却是最重要的保养措施。

及时清扫电动机外壳的灰尘和污物，对制动轮圆周面、电器接点定期打扫，轴承的润滑油脂要足够并保持清洁，定子与转子之间的间隙要均匀，定期量测电机绝缘电阻是否合适，保持电机干燥。

2.操作设备养护。

要对设备做定期检查、紧固、调整，使电器设备接触良好，机械传动部件灵活自如，接头连接牢固，限位开关准确。

3.启闭机的润滑与钢丝绳的保养。

在启闭设备中，凡是有相对运动的零部件，均要保持良好的润滑，以减少磨损，延长寿命。

润滑材
料的选择要依据不同的部位、工作条件决定。

高速转动轴承要用钠基润滑脂，因为它的熔点高，温度在100℃仍可使用；钙基润滑脂具有良好的耐水性，适用水下及低速传动装置的润滑部件。

钢丝绳是主要的受力部件，在工作中存在摩擦和磨损，常在水中的部分易于锈蚀。

养护方法是先刮除绳上的污物，然后用柴油清洗，再涂抹合适的油脂。

在实际运用中，对钢丝绳的保养是在钢丝绳清洗后，首先按规定涂抹油脂，然后用麻纰儿或布条顺绳缠绕，再在麻纰儿或布条外均匀涂抹一层油脂，最后用塑料布包裹，可有效防止钢丝绳的锈蚀，泥河洼水闸的钢丝绳运用50 多年基本无锈蚀现象发生。

无论是螺杆启闭机、固定式卷扬机，还是液压启闭机，各有优缺点，根据闸门的大小、运行工况和要求选型更合适，管理者只有懂得它们的技术指标、使用性能，并且不断实践，掌握正确的维护保养方法，才能在实际运用中合理操作，轻松驾驭，发挥启闭机在水利工程中应有的作用。

参考文献：
[1]陈启松.液压传动与控制手册.上海科学技术出版社,2018.
[2]王韵京.闸门运行工.黄河水利出版社,2017.。