斗龍港閘通航孔鋼絲繩偏磨原因分析及改造措施

張軍

斗龍港閘通航孔鋼絲繩偏磨原因分析及改造措施

張軍

斗龍港閘是江蘇省里下河地區(qū)洪水排澇入海的主要控制工程之一，位于鹽城大豐市境內(nèi)，1965年11月開工興建，1966年6月建成放水，為大（2）型排澇擋潮閘,設(shè)計日均流量200m3/s，設(shè)計最大流量1260m3/s，控制流域面積4428km2。截至2014年底，累計開關(guān)閘19148潮次，排水665.83 億m3，為區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展和人民生產(chǎn)生活穩(wěn)定做出了巨大的貢獻。

一、工程概況

斗龍港閘共8孔，單孔凈寬10m，其中左岸1號孔兼作通航孔，在滿足排水功能的同時，兼顧上下游船只通航。通航孔采用上下扉直升平面鋼閘門，上扉門10.6m×3.75m，下扉門10.6m× 4.25m，采用2臺卷揚式啟閉機啟閉。啟閉機由原上海重型機器廠1966年3月產(chǎn)，機號A34200-15。啟閉機啟門力為2×100kN，啟門速度1.52m/min，繩轂直徑0.7m，鋼絲繩規(guī)格6×37＋1-φ34.5-160。纏繞在繩轂上的鋼絲繩數(shù)量為上扉門5圈，下扉門7圈。

二、存在問題及原因分析

1.存在問題

通航孔上下扉閘門啟閉機鋼絲繩自閘門吊座起，均經(jīng)固定于排架的定滑輪后與啟閉機繩轂相連，啟閉機通過對鋼絲繩的收放達到啟閉閘門的目的。由于鋼絲繩通過定滑輪改變受力方向啟閉閘門，與定滑輪槽接觸部位發(fā)生嚴(yán)重磨損和斷絲現(xiàn)象，縮短了鋼絲繩使用壽命，也為工程安全運行埋下了隱患。

2.原因分析

斗龍港閘通航孔上下扉平面鋼閘門各由一臺啟閉機啟閉，上下扉兩閘門緊靠在一起，垂直水流向吊點位置相同，且兩閘門吊點順?biāo)飨蛳嗑嘀挥?0cm左右，鋼絲繩與啟閉機繩轂相連時采用定滑輪改變方向，呈“八”字型分別引向繩轂。閘門啟閉時，鋼絲繩不但通過定滑輪作上下運動，同時要沿著繩轂螺旋導(dǎo)向繩槽作橫向運動。閘門每完成一次啟閉，上扉門鋼絲繩上下移動約9.4m，在繩轂處橫向左右移動約50cm；下扉門鋼絲繩上下移動約17.4m，在繩轂處橫向移動約70cm。平均每年斗龍港閘運行400潮次，上下扉閘門鋼絲繩分別在定滑輪處上下移動3760m和6960m，移動量較大。由于定滑輪只能在重力方向隨鋼絲繩上下移動而旋轉(zhuǎn)，不能隨鋼絲繩作橫向移動，導(dǎo)致鋼絲繩橫向移動幅度增大時，與定滑輪繩槽側(cè)面摩擦阻力隨之增大，從而產(chǎn)生磨損。根據(jù)實際觀察，鋼絲繩和與之接觸的定滑輪繩槽側(cè)面磨損明顯。

三、改造對策

通過分析，取消定滑輪是解決鋼絲繩磨損的根本途徑，主要有以下方案：方案一，改變水閘土建基本尺寸，滿足鋼絲繩與啟閉機繩轂直接連接；方案二，按照實際工況定制啟閉機，滿足鋼絲繩與啟閉機繩轂直接連接；方案三，改造定滑輪，大幅降低摩擦阻力，減少鋼絲繩磨損。

方案比選：方案一、方案二可根本解決問題，但工程量較大，一次性投入多，性價比低；方案三僅需對定滑輪進行技術(shù)革新，工程量較小，投入較小，并且可大幅降低磨損。經(jīng)比較后，采用方案三。具體措施為:

1.技術(shù)路線

因鋼絲繩發(fā)生磨損的原因是鋼絲繩在運行過程中會作橫向移動，而此時定滑輪不能跟隨作出橫向移動，從而隨著橫向移動幅度增大時，摩擦力急劇增大，磨損發(fā)生。為此，因地制宜改造定滑輪，使之滾輪同時具備隨鋼絲繩分別作出上下和橫向運動的功能，從而減少摩擦阻力，降低磨損。

2.具體結(jié)構(gòu)

定滑輪基本結(jié)構(gòu)是一個帶繩槽的滾輪、軸和兩個支架的組合體。改造的方法是加長軸，使?jié)L輪在軸上能夠橫向移動。由于滾輪在軸上要作橫向移動，故定滑輪基座、支架、軸以及滾輪本身的強度都應(yīng)適度提高。原定滑輪的滾輪圍繞軸旋轉(zhuǎn)，軸被固定在支架上，不能運動。改造后，軸兩端使用推力軸承與支架連接固定，從而具有了旋轉(zhuǎn)功能；同時，軸的截面改圓形為矩形，滾輪帶動軸旋轉(zhuǎn)，并且滾輪在軸上作橫向滑動。這樣，當(dāng)鋼絲繩啟閉閘門作上下移動和橫向移動時，定滑輪滾輪跟隨作出旋轉(zhuǎn)和橫向運動，大幅降低了摩擦阻力，從而達到了減少磨損之目的。

3.材料選用

定滑輪支架選用ZG25鋼，軸45號鋼?；啚楣こ趟芰虾辖餝LHP，該材料具有自潤滑性和抗磨性好、摩擦系數(shù)小、承載力高等特點。

4.潤滑措施

在定滑輪軸長度方向鉆孔設(shè)置輸油通道，并與設(shè)置在軸表面的四道油槽相連，在軸端設(shè)置滑潤油加注油箱，當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)至一定角度時，注油孔與油箱油嘴相連，潤滑油通過自身重力作用，自主流入軸內(nèi)輸油通道，實現(xiàn)自主加油潤滑。潤滑油箱設(shè)置油位計，便于觀察油位。為防止灰塵污染軸與滾輪的接觸面，設(shè)置橡膠防塵套。

四、應(yīng)用效果

改造后定滑輪具有以下特點：（1）結(jié)構(gòu)簡單，僅對原有定滑輪進行適度改造；（2）便于安裝，可使用原有閘身基座進行安裝；（3）成本低廉，使用材料市場易購，材料易焊接和機械加工；（4）易于維護，閘門運行巡視時，觀察滑輪是否缺油，油箱油位低于極限時，及時加油即可。

通過此次實施改造，消除了鋼絲繩偏磨安全隱患，保證了工程運行安全?？晒╊愃平Y(jié)構(gòu)閘門啟閉機改造參考

（作者單位：江蘇省鹽城市斗龍港閘管理所 224163）