閘門及啟閉機的養(yǎng)護與維修

陳松 樊婉婉

黃河水利委員會黃河機械廠 河南鄭州 450006

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

1 常見水工閘門啟閉機類型及其性能

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

2 開閉式啟閉機的性能特點

（1）保留了開式齒輪組的經典傳動方式，選用集成化的擺線針輪減速機，該減速機具有高速比、結構緊湊、噪音低、壽命長、過載能力強等優(yōu)點。減少了累計裝配誤差，裝配工藝簡化。（2）采用密封箱體，實現(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）的進入，降低磨損，同時提高了安全性。（3）鋼絲繩封孔裝置的設計需考慮裝置的可操作性、可靠性、美觀性，故采用電動推桿經過機械結構實現(xiàn)開合。（4）整機布置緊湊、線條流暢、外形美觀，且整機造價合理，性價比高。

3 閘門及啟閉機的養(yǎng)護與維修對策

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，水工閘門為鐵質閘門，長期處于需要經常開閉閘門，處于干濕循環(huán)交替的環(huán)境中，腐蝕非常嚴重，需要制定相應的防銹防腐措施，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，把閘門上產生的鐵銹全部清除。機械除銹指的是空氣壓縮機，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。當鐵銹清除完后，還要進行全方位檢驗，確認達到刷漆的標準后，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、起皺等質量通病。在錨釘、螺栓等結合部位，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的抗沖性和耐磨性，費用也比較低[2]。

3.2 液壓系統(tǒng)子回路優(yōu)化設計

①液壓源回路：液壓啟閉機管路復雜，兩液壓缸不同步的風險發(fā)生率較高。對此，設計人員可將兩套電機油泵，應用到液壓源回路的設計中。通過將兩者對稱布置的形式，實現(xiàn)冗余設計，使液壓缸不同步的問題得到解決。②壓力控制回路：本課題所設計的液壓系統(tǒng)子回路中，壓力控制回路需依靠電液比例溢流閥而實現(xiàn)。該回路的應用，可確保啟閉機所控制的閘門的壓力以及啟動、關閉的平穩(wěn)性得以提升。③濾油回路構成：濾油回路中，過濾器為主要設備。如過濾器表面磨損過于嚴重，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 定期清潔機體

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

3.4 啟閉機的潤滑

啟閉機結構比較復雜，內部有很多相對運動的零部件，為提高啟閉機的運行效率和使用壽命，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 結語

閘門和啟閉機的養(yǎng)護和維修是確保水利工程持續(xù)、安全、穩(wěn)定運行的關鍵，建立完善的養(yǎng)護維修制度和規(guī)范標準，確保相關工作順利開展，才能更好地促進水利事業(yè)的發(fā)展。在此基礎上，詳細計算啟閉機不同元件的不同運行參數(shù)。并通過仿真實驗，驗證設計方案，以使啟閉機的整體性能得以提升。