雙支點頂式螺桿啟閉機在水利工程中的應(yīng)用

李金可

（黃驊市五一機械有限公司，河北 黃驊 061100）

1 工程概況

山東沾化市徒駭河綜合治理工程是沾化市 “林水會戰(zhàn)”的重大工程，工程總投資1.9億元，主要是對徒駭河沾化城區(qū)段進行河道護砌和清淤治理，河面由原來60m拓寬到200m，防汛能力大大增強，森林公園位于沿河兩側(cè)，防洪閘橋與景觀河相輔相成，閘孔為3m×4m(寬×高)的方形孔口，閘門上游側(cè)與徒駭河相通，下游側(cè)農(nóng)業(yè)灌溉渠道相通。橋閘節(jié)水設(shè)備由5套SPGZ3×4雙向止水鑄鐵閘門和5套2×250kN雙支點螺桿啟閉機構(gòu)成，為了不影響整體景觀效果，采用螺桿不外露的頂式啟閉機，同時設(shè)備頂部的鋼結(jié)構(gòu)箱式橋梁可作為人行便橋。設(shè)備在滿足強度、剛度、穩(wěn)定性和工作特性的前提下，還要結(jié)合現(xiàn)場環(huán)境，在景觀設(shè)計上滿足景觀亮點的要求。

2 設(shè)備構(gòu)成及工作原理

如圖1所示雙支點頂式螺桿啟閉機主要由機頭、螺桿、吊座、閘門、橫梁、吊桿、同步軸、螺桿護管等組成，機頭與螺桿聯(lián)接，機頭與螺桿為兩套左右對稱布置，兩套機頭通過傳動軸實現(xiàn)機械同步，機頭下方的閘墩中設(shè)置埋管，螺桿在埋管中作往復(fù)運動，螺桿上方聯(lián)接橫梁，橫梁中部對稱布置兩根連桿，連桿通過吊座與橫梁和閘門連接，兩套機頭驅(qū)動螺桿，螺桿在埋管中上下運動，螺桿頂部的橫梁也隨之上下運動，通過連桿帶動閘門上下運動，實現(xiàn)閘門的啟閉功能。5孔閘門關(guān)閉時，其上端5根橫梁連成人行便橋，滿足了景觀要求。

圖1 雙支點頂式螺桿啟閉機

本結(jié)構(gòu)設(shè)置的橫梁在閘門閉門中起到了施加閉門力的作用，故提高了閘門運行的平穩(wěn)性，使得啟閉效果更理想。

3 設(shè)備主要部件材料的選取及制作

3.1 機頭

機頭螺桿材料選用40Cr，加工后進行調(diào)質(zhì)和磨齒處理，高頻淬火硬度達(dá)HRC45-55，使其具有良好的耐磨性和承受重負(fù)荷的能力；機頭蝸輪材料選用ZCuSnP1，錫磷青銅鑄造采用離心澆鑄的方式，使其具有良好的耐磨性和抗疲勞性；機頭螺桿材料選用45Cr，利用專用旋風(fēng)銑床加工制作，設(shè)備加工效率高，加工精度有保證；機頭裝配要求，應(yīng)保證蝸桿與蝸輪中心嚙合點偏移量不大于±1mm，裝配后作磨合試驗，達(dá)到驗收規(guī)范要求。

3.2 橫梁

橫梁材料選用Q345B，焊接要求外觀光滑平整，焊后作無損檢測，以保證焊縫的強度要求。橫梁表面的平面度為±0.5mm，鉆孔時要求橫梁吊點中心與拉桿法蘭連接孔中心在一條直線上，其誤差不大于±1mm。防腐要求表面噴砂除銹，其清潔度達(dá)Sa2.5，涂環(huán)氧富鋅底漆，環(huán)氧云鐵中間漆，氯化橡膠面漆并保證漆膜厚度，使設(shè)備達(dá)到設(shè)計壽命。

3.3 同步軸

同步軸材料選用45Cr，在保證強度的基礎(chǔ)上，要求兩端階梯軸的同軸度控制在0.1mm范圍內(nèi)。

4 現(xiàn)場功能調(diào)試及驗收

產(chǎn)品到達(dá)工地現(xiàn)場檢查、開箱驗收，按照相關(guān)圖紙文件進行組裝，緊固件安裝牢固，螺桿的垂直度和橫梁的平行度合格后，啟閉機注入足量潤滑油，滿足油位要求，其油封和結(jié)合面處應(yīng)沒有漏油現(xiàn)象，連接螺栓應(yīng)緊固不得松動。電氣設(shè)備接電前，檢查全部接線符合圖樣要求，檢測線路的絕緣電阻大于0.5MΩ。

4.1 空載試驗

啟閉機不連接閘門，在整個行程中往返3次，電機運行正常沒有異常的發(fā)熱現(xiàn)象，運行到上下極限位置時，行程限位開關(guān)能發(fā)出信號并切斷電源，使啟閉機停止運轉(zhuǎn)。試驗過程中，所有機械部件運轉(zhuǎn)時不得有異常聲響。

4.2 載荷試驗

啟閉機通過吊桿將閘門連接好作運行試驗，動水啟閉兩次，各傳動零件運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，沒有異常聲響、發(fā)熱和漏油的現(xiàn)象，荷載控制裝置和高度指示裝置的傳感器信號發(fā)送和接收靈敏、準(zhǔn)確。在閘門升降的過程中整個鋼結(jié)構(gòu)橋梁平穩(wěn)起落，設(shè)備控制采用現(xiàn)地和遠(yuǎn)程兩種控制形式?，F(xiàn)地可通過“升、降、停按鈕進行手動操作，也還可通過PLC進行自動操作；遠(yuǎn)方通過計算機集中控制系統(tǒng)，對閘門進行遠(yuǎn)程自動控制。啟閉橋兩側(cè)有警示標(biāo)志，當(dāng)閘門起升放水時，現(xiàn)地警示燈發(fā)出警示信號，聲光報警裝置啟動，禁止兩岸人員通行，避免意外事故的發(fā)生。

5 結(jié)語

雙支點頂式螺桿啟閉機的應(yīng)用，彌補了普通螺桿式啟閉機在水利工程中單調(diào)、缺乏空間視覺感的不足，展現(xiàn)了整體布局的合理性，同時增加了設(shè)備運行的穩(wěn)定性。為設(shè)備在建筑物中的布置滿足協(xié)調(diào)性提供了工程實例。

［1］蔡正坤，瞿耳仁.閘門與啟閉機［M］.北京：水利電力出版社，1993.

［2］DL/T5039—1995，水利水電工程啟閉機設(shè)計規(guī)范［S］.

［3］GB3881—83，起重機設(shè)計規(guī)范［S］.

［4］胡宗武.顧迪民.起重機設(shè)計計算［M］.北京：北京科技出版社，1988.

［5］蔡春源.機械設(shè)計手冊［K］.沈陽：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，1993.