启闭机在水工闸门上的使用性能探讨

李琨

摘 要：本文首先对启闭机在水工闸门上的使用现状进行阐述，然后结合实际案例，对启闭机在水工闸门上的使用性能作出探讨，针对启闭机在使用中存在的质量隐患和启闭机的实际性能，提出几点能够让启闭机使用性能得到充分发挥的安全检测手段。

关键词：启闭机 水工闸门 液压启闭机

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。

1.启闭机在水工闸门上的使用现状

在水利工程中，启闭机与水工闸门是重要组成部分，其使用性能和质量安全会对水利工程的有效性与安全性造成影响，现阶段，启闭机与水工闸门的质量隐患主要为：（1）启闭机容量不能满足工程需要；（2）腐蚀情况经常出现，会让承载能力造成影响；（3）铸件铸造缺陷超过标准要求；（4）闸门焊缝存在缺陷或是出现开裂现象；（5）开式齿轮与减速器的副硬度不足；（6）制动轮出现开裂现象。在水工闸门上，使用启闭机时需要结合工程实际需要，选择合理的启闭机类型，同时，并针对不同类型的启闭机做好检修维护工作，以保证启闭机在水工闸门上的使用性能可以得到良好发挥。 2.启闭机在水工闸门上的使用性能

2.1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。固定卷扬式启闭机的优点主要包含三个方面：（1）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。（2）运行可靠性较强，且结构较为简单，方便后期维修工作。（3）启闭机和闸门之间利用钢丝绳进行连接，利用闸门自重可以实现闭门。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。现阶段，卷扬式启闭机包含多种型号，如QPK型快速卷扬启闭机、QPQ型普通快速卷扬启闭机等，卷扬式启闭机电动、手电两用式的规格包含了5吨、8吨、12.5吨、16吨、25吨等，电动式的规格包含了40吨、63吨、80吨、100吨、125吨和160吨等，依照水利工程的实际需要，可以选择合适的卷扬式启闭机。

2.2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，此种启闭机的主要特点包含四个方面：（1）螺母与螺杆具有自锁功能，闸门可以做到任意位置的停留。（2）螺杆本身为刚性，可以对闭门力进行施加，可以对闸门振动进行阻止。（3）本身为单吊点，在进行手动操作时较为方便。在安装之前，需要对各个零件进行检查，如螺栓的松动情况等，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，以山东沾化市的“林水会战”工程为例，在该工程中，使用了双支点顶式螺杆启闭机来对闸门进行控制，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。

2.3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，通過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。

3.结论

综上所述，固定卷扬式启闭机、螺杆启闭机和液压启闭机在水工闸门上的使用具有不同的性能，针对当前启闭机使用过程中存在的腐蚀情况、闸门焊缝存在缺陷等隐患，可以采用外观检查、巡视检查、无损探伤等检测方法对其予以排除，为启闭机使用性能的发挥提供保障。

参考文献：

[1]朱晓奔.启闭机在水工闸门上的使用性能论述[J].珠江水运，2017，（17）：89-90.

[2]张永兰.在役水利水工闸门与启闭机的安全评价[J].城市建设理论研究（电子版），2017，（19）：154-155.

[3]朱建稳.水工闸门及启闭机养护与维修[J].低碳世界，2017，（13）：26-27.endprint