斗龙港闸通航孔钢丝绳偏磨原因分析及改造措施

张军

斗龙港闸通航孔钢丝绳偏磨原因分析及改造措施

张军

斗龙港闸是江苏省里下河地区洪水排涝入海的主要控制工程之一，位于盐城大丰市境内，1965年11月开工兴建，1966年6月建成放水，为大（2）型排涝挡潮闸,设计日均流量200m3/s，设计最大流量1260m3/s，控制流域面积4428km2。截至2014年底，累计开关闸19148潮次，排水665.83 亿m3，为区域经济社会发展和人民生产生活稳定做出了巨大的贡献。

一、工程概况

斗龙港闸共8孔，单孔净宽10m，其中左岸1号孔兼作通航孔，在满足排水功能的同时，兼顾上下游船只通航。通航孔采用上下扉直升平面钢闸门，上扉门10.6m×3.75m，下扉门10.6m× 4.25m，采用2台卷扬式启闭机启闭。启闭机由原上海重型机器厂1966年3月产，机号A34200-15。启闭机启门力为2×100kN，启门速度1.52m/min，绳毂直径0.7m，钢丝绳规格6×37＋1-φ34.5-160。缠绕在绳毂上的钢丝绳数量为上扉门5圈，下扉门7圈。

二、存在问题及原因分析

1.存在问题

通航孔上下扉闸门启闭机钢丝绳自闸门吊座起，均经固定于排架的定滑轮后与启闭机绳毂相连，启闭机通过对钢丝绳的收放达到启闭闸门的目的。由于钢丝绳通过定滑轮改变受力方向启闭闸门，与定滑轮槽接触部位发生严重磨损和断丝现象，缩短了钢丝绳使用寿命，也为工程安全运行埋下了隐患。

2.原因分析

斗龙港闸通航孔上下扉平面钢闸门各由一台启闭机启闭，上下扉两闸门紧靠在一起，垂直水流向吊点位置相同，且两闸门吊点顺水流向相距只有30cm左右，钢丝绳与启闭机绳毂相连时采用定滑轮改变方向，呈“八”字型分别引向绳毂。闸门启闭时，钢丝绳不但通过定滑轮作上下运动，同时要沿着绳毂螺旋导向绳槽作横向运动。闸门每完成一次启闭，上扉门钢丝绳上下移动约9.4m，在绳毂处横向左右移动约50cm；下扉门钢丝绳上下移动约17.4m，在绳毂处横向移动约70cm。平均每年斗龙港闸运行400潮次，上下扉闸门钢丝绳分别在定滑轮处上下移动3760m和6960m，移动量较大。由于定滑轮只能在重力方向随钢丝绳上下移动而旋转，不能随钢丝绳作横向移动，导致钢丝绳横向移动幅度增大时，与定滑轮绳槽侧面摩擦阻力随之增大，从而产生磨损。根据实际观察，钢丝绳和与之接触的定滑轮绳槽侧面磨损明显。

三、改造对策

通过分析，取消定滑轮是解决钢丝绳磨损的根本途径，主要有以下方案：方案一，改变水闸土建基本尺寸，满足钢丝绳与启闭机绳毂直接连接；方案二，按照实际工况定制启闭机，满足钢丝绳与启闭机绳毂直接连接；方案三，改造定滑轮，大幅降低摩擦阻力，减少钢丝绳磨损。

方案比选：方案一、方案二可根本解决问题，但工程量较大，一次性投入多，性价比低；方案三仅需对定滑轮进行技术革新，工程量较小，投入较小，并且可大幅降低磨损。经比较后，采用方案三。具体措施为:

1.技术路线

因钢丝绳发生磨损的原因是钢丝绳在运行过程中会作横向移动，而此时定滑轮不能跟随作出横向移动，从而随着横向移动幅度增大时，摩擦力急剧增大，磨损发生。为此，因地制宜改造定滑轮，使之滚轮同时具备随钢丝绳分别作出上下和横向运动的功能，从而减少摩擦阻力，降低磨损。

2.具体结构

定滑轮基本结构是一个带绳槽的滚轮、轴和两个支架的组合体。改造的方法是加长轴，使滚轮在轴上能够横向移动。由于滚轮在轴上要作横向移动，故定滑轮基座、支架、轴以及滚轮本身的强度都应适度提高。原定滑轮的滚轮围绕轴旋转，轴被固定在支架上，不能运动。改造后，轴两端使用推力轴承与支架连接固定，从而具有了旋转功能；同时，轴的截面改圆形为矩形，滚轮带动轴旋转，并且滚轮在轴上作横向滑动。这样，当钢丝绳启闭闸门作上下移动和横向移动时，定滑轮滚轮跟随作出旋转和横向运动，大幅降低了摩擦阻力，从而达到了减少磨损之目的。

3.材料选用

定滑轮支架选用ZG25钢，轴45号钢。滑轮为工程塑料合金SLHP，该材料具有自润滑性和抗磨性好、摩擦系数小、承载力高等特点。

4.润滑措施

在定滑轮轴长度方向钻孔设置输油通道，并与设置在轴表面的四道油槽相连，在轴端设置滑润油加注油箱，当轴旋转至一定角度时，注油孔与油箱油嘴相连，润滑油通过自身重力作用，自主流入轴内输油通道，实现自主加油润滑。润滑油箱设置油位计，便于观察油位。为防止灰尘污染轴与滚轮的接触面，设置橡胶防尘套。

四、应用效果

改造后定滑轮具有以下特点：（1）结构简单，仅对原有定滑轮进行适度改造；（2）便于安装，可使用原有闸身基座进行安装；（3）成本低廉，使用材料市场易购，材料易焊接和机械加工；（4）易于维护，闸门运行巡视时，观察滑轮是否缺油，油箱油位低于极限时，及时加油即可。

通过此次实施改造，消除了钢丝绳偏磨安全隐患，保证了工程运行安全。可供类似结构闸门启闭机改造参考

（作者单位：江苏省盐城市斗龙港闸管理所 224163）