水利工程闸门起升与制动机构维护检修策略研究

引言

水利工程是我国基础性设施,其稳定运行关系到国民经济发展和人民生命财产安全,而水工闸门起升与制动机构是保障水利工程功能实现的基础,其稳定可靠运行直接影响水利工程整体安全,因此,有必要深入研究水利工程闸门起升与制动机构维护检修措施,以期保证闸门系统稳定运行,满足水利工程安全生产要求。

1水工闸门起升机构维护与检修

水工闸门起升机构是使闸门升降的传动机构,也是水工闸门启闭机系统中最基本和最重要的机构,其运行正常与否直接关系到启闭机性能。

1.1钢丝绳维护与检修

1.1.1钢丝绳维护

钢丝绳日常性维护主要为润滑和更新,其目的在于保证启闭系统作用可靠传递到闸门。在对钢丝绳进行润滑时,应采用不含酸碱或其他有害杂质的专业润滑油。涂刷润滑油前,应先使用毛刷将钢丝绳表面清理干净,并使用柴油进行清洗,彻底清除钢丝绳上的油污、灰尘等。涂刷润滑油时,应将润滑油加温到80℃左右,以便其快速渗入钢丝绳丝股。此外,为防止钢丝绳锈蚀,还应当在涂刷润滑油后再涂刷一层钙基润滑脂,从而起到隔绝空气、防止锈蚀的作用。

1.1.2钢丝绳检修与更换

在闸门启闭系统中,钢丝绳作为卷筒组与闸门之间的拉力媒介,在反复弯曲、摩擦和拉应力的作用下,会出现弯曲疲劳、磨损、断股等情况,当钢丝折断数量增多时,剩余的钢丝承载拉力会相应增加,进而导致钢丝绳加速磨损,因此,必须及时更换新的钢丝绳,以免影响闸门启闭系统正常运行。钢丝绳更换以断丝数为标准:交绕绳断丝数占比达10%及以上、顺绕绳断丝数占比达5%及以上即可进行更换。

为了提高钢丝绳更换有效性,降低水利工程运营成本,管理部门应加强对钢丝绳断丝、断股、变形等问题的鉴定,防止提前报废和更换。首先,针对钢丝绳断丝问题,管理人员应结合钢丝绳断丝位置进行鉴定。如断丝部位出现在绳端,则可能是由于钢丝绳端部安装不正确导致拉应力过度集中而造成断丝,针对该问题,可视钢丝绳长度适当剪去断丝部位并正确安装:如断丝部位集中于某一段绳股,即使断丝占比较低也应当立即报废处理,否则将导致钢丝绳断裂:针对分布相对均匀的断丝,管理人员应根据其分布状态和使用时间,结合闸门启闭频率合理预测钢丝绳报废期限。其次,如发生绳股断裂问题,无论绳股断裂比例多少,均应立即更换钢丝绳。再次,针对因卷筒组接触摩擦而造成的磨损问题,管理人员应加强检查,当外层钢丝磨损直径达到公称直径的40%且出现断丝问题时,应当立即报废更换钢丝绳。如钢丝绳磨损达到公称直径70%但未发现断丝问题,也应当及时更换钢丝绳。最后,如钢丝绳外观出现变形情况,应视其变形形状采取针对性措施。如钢丝绳呈波浪形、笼状畸变或绳股挤出、钢丝挤出、绳径局部增大或减小、弯折或扭结,应立即报废更换,如出现部分压扁情况且压扁部分位于绳端,可将压扁部位去除后使用。

1.2滑轮组维护与检修

滑轮组是卷扬式启闭机构的主要部件之一,在启闭机构中起到钢丝绳导向和平衡分支拉力的作用。滑轮组由多个滑轮组合而成,是启闭系统起升机构主要传动部件之一。

1.2.1滑轮组维护

在日常维护工作中,管理人员应加强对滑轮、滑轮组轮缘、轮辐板、绳槽等部位的检查和维护。首先,检查滑轮转动是否正常,各滑轮之间间隙是否正常,有无转动异常、间隙过紧等问题,有则应及时拆卸滑轮组,重新调整滑轮组间距并更换其轴承。否则,可能因滑轮组间隙过小而造成钢丝绳挤压、变形等问题,加速滑轮组和钢丝绳磨损。同时,检查轮缘和轮辐板部位有无裂纹和破损情况,检查绳槽磨损程度和滑轮轴磨损情况,并详细记录。

1.2.2滑轮组检修

根据滑轮组日常维护记录,管理人员应针对滑轮轮缘和轮辐板裂缝、破损情况进行及时补焊,如出现断裂或破损严重等现象,应及时更换轮缘或轮辐板:针对滑轮绳槽磨损检修,如绳槽壁厚磨损达到标准壁厚的10%、径向磨损达到绳径的25%,则应及时更换绳槽。此外,针对滑轮轴磨损检修,如轴磨损达到原公称直径的5%,应及时更换新轴。

1.3卷筒组维护与检修

卷筒组是起升机构的重要组成部分之一,其通过卷筒的回转运动将起升机构动能转换为钢丝绳的拉力。卷筒组由卷筒、齿轮联轴器、卷筒轴、轴承和轴承座等组成。

1.3.1卷筒组维护

在日常检查维护中,管理人员应对卷筒组齿轮、齿圈啮合情况进行检查,检查齿轮有无偏离、磨损、裂纹、扭曲等情况。检查卷筒组轴颈磨损、轴挠曲、轴承磨损等情况,必要时应及时更换相应构件。同时,加强对卷筒组各部件紧固情况的检查,确认各部件有无松动、位移等情况,如发现该问题应及时进行紧固处理。此外,管理人员应加强对卷筒绳槽磨损情况、轴承间隙的检查,定期润滑卷筒绳槽,防止钢丝绳与卷筒组因相对滑动而加速磨损。

检查时,可使用塞尺沿卷筒圆弧测量轴承间隙,采用压铅法测量顶部间隙,如轴承瓦顶部间隙偏大,可通过增减垫片方式调节轴瓦间隙,但应保持轴瓦两侧垫片厚度一致,且轴肩与轴承端部应留有1~2mm的余量。

1.3.2卷筒组检修

在卷筒组日常维护过程中,如发现卷筒绳槽过度磨损,出现槽峰变尖或磨平现象,可能引起钢丝绳跳槽问题时,应及时更换卷筒。如发现卷筒存在砂眼、气孔等问题,则应根据气孔、砂眼的数量和深度决定检修策略:如单个气孔或砂眼且直径小于8mm,深度小于卷筒槽壁厚20%或100mm范围内仅有一处砂眼、总数不超过5处,可继续使用并加强观测:如砂眼多于5处且深度超过20%时,则应以补焊方式进行处理。针对卷筒轴两端支承轴承磨损情况,应视轴瓦与轴径间隙情况决定是否更换轴瓦,以直径为50~80mm轴瓦为例,其间隙应小于0.07~0.14mm,当直径为80~120mm时,其间隙应控制在0.08~0.16mm。

2制动器维护与检修

制动器是水工闸门启闭系统安全保障设施,也是启闭系统安全、可靠运行的保障。在起升机构中,制动器起到调节闸门升降速度、制动和悬停的重要作用,在起升机构运行过程中,制动器控制起升行程范围,从而确保水利工程操作安全。

2.1制动器维护

在制动器维护工作中,管理人员应加强制动带、制动轮、压紧系统检查和维护,定期检查制动带与制动轮接触面积,看有无过度磨损等问题:定期检查制动轮表面清洁情况,及时发现砂眼、气孔、裂纹等问题:检查压紧系统轴磨损情况:检查液压推杆松闸器油液有无机械杂质并及时更换:检查和调整制动器闸瓦间隙,当制动距离过小或无制动距离时,应及时调整,避免起升机构突然停止或起升,造成机架变形或部件损坏等。针对制动器部件磨损情况,管理人员应定期检查和记录,并更换油液和调整制动器闸瓦间隙,确保制动器可靠运行。

2.2制动器检修

依据日常维护记录,管理人员应针对制动器磨损和故障问题进行更换、维修。针对制动带磨损问题,如与制动轮接触面积小于制动带面积的80%或边缘部位磨损超过厚度的2/3,则应当及时更换制动带:如制动轮径向磨损超过3~4mm,则应通过车削加工和热处理,使其恢复硬度后方可继续使用。当制动轮壁磨损达到原壁厚的2/3时,应及时更换制动轮,并严格控制制动轮与制动架安装误差,确保制动轮安装满足技术规范要求:当压紧系统轴直径磨损超过原直径的1/20或轴孔直径磨损超过1/20时,应立即更换轴承。

3结语

水利工程是国民经济发展的基础性设施,是农业水利、工业用电和航运发展的重要保障,水利企业应重视水工机械设备维护与管理,加强对水工机械设备的维护与和检修,结合日常维护保养中发现的问题制定相应的检修措施,提高水工机械设备运行可靠性,保障水利工程安全稳定运行。