电动钢缆上油器的研究与应用

2012-03-28杨志豪河南省洛阳水文水资源勘测局

河南水利与南水北调 2012年10期

□杨志豪（河南省洛阳水文水资源勘测局）

□张如修 □黄财全 □郎毅（黄河水利委员会河南水文水资源局）

随着科学技术的进步，相邻学科的渗入，过河缆道被越来越多的应用到中小河流流量测验中，与之配套的电动水文绞车、摆线针轮减速器、变频调速器、缆道铅鱼信号、计算机处理测验成果等新的电子技术的引进，大大减轻了测站职工劳动强度，提高了测报速度和质量。

但随着渡河设备的建设，维修保养问题逐渐突出，它涉及设备的使用寿命，操作人员的安全和设备能否正常运行等方面。做为过河缆道主要设施承载钢缆由于终日暴露在室外，风吹日晒、雪压雨淋，且跨度大、架设高，一直是每年维护保养的重点。为了延长钢缆的使用寿命，确保操作人员的安全和渡河设备的正常使用，依据《水文渡河设施设计与维修》有关要求，测站每年在汛前要对钢缆上油维护。以往测站职工给钢缆上油主要采用人工涂抹的方式，由于上油承载人员的设备主要是吊箱以及自制脚踏式悬挂车，所以上油人员多是高空作业，存在极大的危险性，而且人工涂抹速度慢，油层涂抹不均匀，上油历时长，劳动强度很大。为了减轻上油工作的劳动强度，提高上油效率和质量，一代一代水文人依据实际，研制了诸多上油设备，但多存在主体笨重、拆卸难、上油途中需要高空作业补充油料、靠机械原理上油效果不均匀等问题。为此，在利用现有注油喷嘴仪器的基础上，经过长期摸索，不断论证研究，终于设计并制造出一款能够解决以上问题的电动钢缆上油器（以下称上油器）。该上油器装卸便利、上油跨度大、油膜喷涂均匀、适合多种缆径上油操作，是目前国内最为先进的缆道上油设备。

1.工作原理

上油器由电动机、减速器、高压泵、钢缆加油器、高压软管、调压阀等6大部分组成，其工作原理主要是依靠电瓶对电动机供电，电动机带动减速器运转，减速器带动偏心轮，使提料杆做往复运动，在运动过程中将油脂吸入并产生高压输出到钢缆加油器，通过加油器均匀的将油脂涂抹到钢缆上。各个部分工作原理分别是：

1.1 高压泵的工作原理

高压泵由进油箱、上下缸盖、活塞、止回阀等组成，供电带动做往复运动时，油脂在缸筒产生高压，推动油脂进入高压软管。

1.2 钢缆加油器的工作原理

钢缆加油器的尺寸为：长300mm,外径90mm，由不同大小的加油口组成，可开合，在工作时先装满黄油卡在钢缆上和加油机软管连接就可加油。

1.3 高压软管的工作原理

高压软管是连接电动上油机和钢缆加油器的管路，由耐油橡胶制成，中间用钢丝编结加强，能承受30MPa（勿超过）。

1.4 储油车的工作原理

储油车由电动机、减速器、储油筒等组成，储油筒可以加12kg润滑油，储油筒内有压油装置，压油弹簧将压油橡胶杆紧压在油脂油压面上，使油脂产生压力，自流向高压泵进油箱以补充高压泵工作时抽走的油脂。

1.5 电瓶的工作原理

设计电瓶供电电压为48V，需4块，充满电后连续工作8h，输出电量500W。其工作原理如图1所示。

图1 电动钢缆上油器工作原理示意图

2.使用情况

该上油器自2011年4月研制出以来，在龙门镇水文站试运行，并针对上油跨度、上油效果、合乎维护规范上油最小历时等3个方面进行比测试验，试验结果如下：

2.1 储油筒装油量为12㎏，缆径为5～30mm时，满仓上油跨度为500～800m，由于可随时给下端储油筒实时注油，上油跨度可依据缆道长度延长，根据上油速度上限540m/h，电瓶可连续工作时间为8h，推算理想上油跨度为4320m。

2.2 上油器上油效果主要依靠出油口来限制，因此只需在上油前手动替换相应缆径出油口卡套，并将其用螺丝拧紧后，调节上油器运行速度，经测试无论速度快慢上油效果都能满足钢缆维护需要，但出于安全考虑，经反复试验将上油器最大速度限定在540m/h。

2.3 以500m跨度为例，上油器速度为最大的540m/h，上油最小历时约为56min；而同样跨度人工上油则需要近2个多小时，相比效率提高了一倍以上。

3.主要优点

3.1 此次研制的上油器采取涂加油设备与储油设备分离设计，且前端加油器设计小巧、份量轻，拆卸极其简便，后端储油筒设计合理，可在不中断上油工作同时，随时补充油料。

3.2 改变以往依靠弹簧等机械产生压力涂抹上油方式，依靠高压泵产生高压推动油料至加油器涂抹上油，持续均匀。

3.3 上油器的加油限量装置可依据情况进行手动调节，不管钢缆直径多大全能应用，只要是按技术档案国标规定的钢缆直径，事先在上油前将装置调节好即可。

3.4 由于储油筒在钢缆下端吊箱上，填充油料不需要高空作业，减轻了劳动强度和操作风险性。

4.存在问题及解决方法

4.1 存在问题

该上油器经过龙门镇水文站试运行，存在的问题逐渐显现出来。上油器虽满足了大跨度上油需要，但因需电瓶供电，设计器体尺寸较大，且采用的是钢质材料，上油器总重较重，将上油器后端运送上吊箱操作较为困难。没有自带动力装置，上油器前端加油器在钢缆上移动需要依靠外力牵引，虽可依靠循环索行车架动力装置带动，但远端存在无法触及的弊端。

4.2 解决方法

首先改变现有上油器器体所使用的钢质材料，选用质轻耐磨的材料，如玻璃钢、PVC硬质塑料等，对受力较大的部位仍使用钢质材料，使上油器整体重量减轻近一半，方便上缆操作。改变后端上油器供电方式，可直接接入吊箱供电系统，去除供电电瓶，对储油筒减小容积，整体缩小后端体积，方便上下吊箱。对于动力部分，考虑设计制造无线遥控动力装置，依据上油要求和经济方面考虑，选用相应功率的电动机，依靠充电锂电池做为动力源，远程控制牵引或推动加油器在钢缆上完成有效上油操作。