陳松 樊婉婉

黃河水利委員會黃河機(jī)械廠 河南鄭州 450006

啟閉機(jī)功能在于控制水工閘門的起閉，如速度控制異常，或產(chǎn)生其他故障，啟閉機(jī)的性能將無法實(shí)現(xiàn)。本文簡要介紹了常見的啟閉機(jī)類型，基于此，重點(diǎn)以液壓啟閉機(jī)為例，分析了機(jī)械的缺陷。并從液壓系統(tǒng)子回路、液壓元件參數(shù)等方面，闡述了啟閉機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。通過對仿真結(jié)果的觀察，證實(shí)了優(yōu)化后的啟閉機(jī)，在性能方面的優(yōu)勢。

1 常見水工閘門啟閉機(jī)類型及其性能

水利工程中常用的啟閉機(jī)，以固定卷揚(yáng)式啟閉機(jī)、螺桿啟閉機(jī)，及液壓啟閉機(jī)為主，不同啟閉機(jī)的優(yōu)勢各不相同：（1）固定卷揚(yáng)式啟閉機(jī)：該類型的啟閉機(jī)出現(xiàn)時間較早，具有同步化強(qiáng)、運(yùn)行平穩(wěn)性與可靠性高的優(yōu)勢。加之設(shè)備構(gòu)造較為簡單，因此后期維修相對方便。利用固定卷揚(yáng)式啟閉機(jī)控制水工閘門的過程，需借助鋼絲繩的帶動而實(shí)現(xiàn)。閘門需與鋼絲繩連接，而啟閉機(jī)則可通過使鋼絲繩執(zhí)行“收”與“放”指令的方式，對閘門動作進(jìn)行控制。（2）螺桿啟閉機(jī)：該類型啟閉機(jī)由傳動機(jī)構(gòu)、螺栓等構(gòu)成。啟閉機(jī)啟動后，螺母可隨之轉(zhuǎn)動。而閘門則可隨螺母的轉(zhuǎn)動以及升降，執(zhí)行開啟與關(guān)閉的動作。（3）液壓啟閉機(jī)：液壓啟閉機(jī)為較為先進(jìn)的啟閉機(jī)類型，要求利用液體，使壓力得以傳遞。通過油缸，帶動閘門開啟或關(guān)閉。與固定卷揚(yáng)式啟閉機(jī)與螺桿啟閉機(jī)相比，液壓啟閉機(jī)的數(shù)字化水平更高，優(yōu)勢顯著[1]。

2 開閉式啟閉機(jī)的性能特點(diǎn)

（1）保留了開式齒輪組的經(jīng)典傳動方式，選用集成化的擺線針輪減速機(jī)，該減速機(jī)具有高速比、結(jié)構(gòu)緊湊、噪音低、壽命長、過載能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。減少了累計(jì)裝配誤差，裝配工藝簡化。（2）采用密封箱體，實(shí)現(xiàn)了開式齒輪油浴潤滑，齒輪壽命顯著提高，采用密封箱體，防止雜物（如沙粒）的進(jìn)入，降低磨損，同時提高了安全性。（3）鋼絲繩封孔裝置的設(shè)計(jì)需考慮裝置的可操作性、可靠性、美觀性，故采用電動推桿經(jīng)過機(jī)械結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)開合。（4）整機(jī)布置緊湊、線條流暢、外形美觀，且整機(jī)造價(jià)合理，性價(jià)比高。

3 閘門及啟閉機(jī)的養(yǎng)護(hù)與維修對策

3.1 水工閘門的防銹和防腐

目前，大約85%以上的水利工程中，水工閘門為鐵質(zhì)閘門，長期處于需要經(jīng)常開閉閘門，處于干濕循環(huán)交替的環(huán)境中，腐蝕非常嚴(yán)重，需要制定相應(yīng)的防銹防腐措施，才能提高水工閘門的耐久性。常用的水工閘門防銹措施主要包括以下幾種：第一種，油漆防銹。分為兩道工序，第一道是除銹，第二道是刷漆。除銹的方法包括人工除銹和機(jī)械除銹兩種，人工除銹指的是通過鏟除、敲打、打磨、清洗四道工序，把閘門上產(chǎn)生的鐵銹全部清除。機(jī)械除銹指的是空氣壓縮機(jī)，向水工閘門上噴射沙子，在沖擊力的作用下，清除鐵銹，使用機(jī)械除銹時，要控制好壓縮空氣的壓力，避免對閘門造成破壞。當(dāng)鐵銹清除完后，還要進(jìn)行全方位檢驗(yàn)，確認(rèn)達(dá)到刷漆的標(biāo)準(zhǔn)后，才能開始刷漆。刷漆的流程為：先用紅丹漆打底處理，再用銀色青漆進(jìn)行涂刷。在刷漆時要遵循先刷底漆，再刷面漆的原則。同時瀝青也是一種常見的防銹材料，在涂刷瀝青時，要先把鐵銹刷洗干凈，然后把高溫瀝青均勻涂刷在閘門表面，瀝青涂刷的厚度均勻一致，避免發(fā)生露底、流淌、起皺等質(zhì)量通病。在錨釘、螺栓等結(jié)合部位，涂刷次數(shù)不能少于2次。第二種，柏油摻和水泥防銹。要先把閘門表面鐵銹進(jìn)行全方位清除，然后選擇一定量的柏油加熱融化，加入10%-15%的水泥，持續(xù)加入，待水泥和柏油充分混合后，再加入5%的水泥，繼續(xù)攪拌，形成一種類似劑液可流動性涂刷劑。在涂刷前要對閘門進(jìn)行加熱處理，加熱到一定溫度后，均勻涂刷在水工閘門表面，涂刷厚度控制在1mm左右為最佳。此種方法和油漆防銹相比具有更強(qiáng)的抗沖性和耐磨性，費(fèi)用也比較低[2]。

3.2 液壓系統(tǒng)子回路優(yōu)化設(shè)計(jì)

①液壓源回路：液壓啟閉機(jī)管路復(fù)雜，兩液壓缸不同步的風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生率較高。對此，設(shè)計(jì)人員可將兩套電機(jī)油泵，應(yīng)用到液壓源回路的設(shè)計(jì)中。通過將兩者對稱布置的形式，實(shí)現(xiàn)冗余設(shè)計(jì)，使液壓缸不同步的問題得到解決。②壓力控制回路：本課題所設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)子回路中，壓力控制回路需依靠電液比例溢流閥而實(shí)現(xiàn)。該回路的應(yīng)用，可確保啟閉機(jī)所控制的閘門的壓力以及啟動、關(guān)閉的平穩(wěn)性得以提升。③濾油回路構(gòu)成：濾油回路中，過濾器為主要設(shè)備。如過濾器表面磨損過于嚴(yán)重，則回路的性能必然受到影響。此時，可將過濾器安裝在液壓泵的出口，減少污染與磨損，確保濾油回路性能無異常。

3.3 定期清潔機(jī)體

定期清除啟閉機(jī)外殼上的灰塵和雜物，每隔3~5天需要對電器接點(diǎn)和制動輪周圍進(jìn)行清掃，并保持軸承潤滑脂的清潔度，對啟閉機(jī)上絕緣電阻進(jìn)行科學(xué)檢驗(yàn)，超過允許范圍時要及時處理，避免發(fā)生觸電事故[3]。

3.4 啟閉機(jī)的潤滑

啟閉機(jī)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，內(nèi)部有很多相對運(yùn)動的零部件，為提高啟閉機(jī)的運(yùn)行效率和使用壽命，要定期添加潤滑劑。不同部位要采用不同的潤滑劑，比如：轉(zhuǎn)動軸承溫度比較高，需要用納基潤滑脂才能滿足要求，而水下的傳統(tǒng)裝置則要添加耐水性比較好的鈣基潤滑脂。

4 結(jié)語

閘門和啟閉機(jī)的養(yǎng)護(hù)和維修是確保水利工程持續(xù)、安全、穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵，建立完善的養(yǎng)護(hù)維修制度和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，確保相關(guān)工作順利開展，才能更好地促進(jìn)水利事業(yè)的發(fā)展。在此基礎(chǔ)上，詳細(xì)計(jì)算啟閉機(jī)不同元件的不同運(yùn)行參數(shù)。并通過仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案，以使啟閉機(jī)的整體性能得以提升。