一種用于垂直油缸檢修活塞密封的方法

陸 建

(中國水利水電第十工程局有限公司 機電安裝分局，四川 都江堰 611830)

1 概 述

作為水電站大壩泄水建筑物的重要組成部分，深孔閘門液壓啟閉機油缸活塞密封的維修是不可避免的。如何安全快速地對其實施維修則是工作的難點。實施方案選擇不當，既增加了施工成本、影響工期，也增加了施工時的安全風險。為此，筆者介紹了一種對深孔閘門垂直液壓啟閉機油缸活塞密封既安全、又快速的檢修方法，能夠確保垂直油缸活塞密封檢修安全快速。

印尼Jatigede大壩灌溉洞工作弧門液壓啟閉機布置在壩體內，一旦大壩建設完畢，快速、安全的吊裝設備(如移動式汽車吊)已無通道進入，無法對需要檢修的設備進行吊裝作業(yè)，同時，其安裝位置也沒有設計用于檢修的其它起吊設備(如橋機)。啟閉機閘室布置情況見圖1。

啟閉機于2013年10月安裝調試完畢并投入使用[1]。為滿足大壩的上下游道路通暢，啟閉機將閘門提至全開位置。2015年8月31日，印尼Jatigede大壩開始蓄水，12月10日，灌溉洞底板過水。為了控制庫區(qū)水位的上漲速度，灌溉洞閘門、啟閉機每天都將進行開啟、關閉參與調節(jié)庫區(qū)水位。在2016年1月的運行過程中，我們發(fā)現啟閉機停機后油缸活塞桿有下滑現象，既使關閉向上下腔供油的球閥、切斷外循環(huán)泄壓造成的活塞桿下滑情況，活塞桿仍然下滑。觀察油缸下腔密封以及下腔活塞桿密封沒有發(fā)現滲油點，由此而推測是油缸缸筒內泄造成活塞桿下滑[2]。由于油缸活塞桿連接閘門，而閘門自重使下腔油滲向上腔而造成活塞桿下滑。為了保證閘門的安全運行，必須對油缸進行檢查并維修設備。

圖1 閘室布置圖

2 維修方案的選擇與實施

常規(guī)性的油缸檢查維修是將油缸整體吊至一安全施工平臺，將活塞、活塞桿與缸筒進行解體并檢查各部件，對可維修的部件進行維修，對需要更換的部件進行更換，對于現場無法進行維修的缺陷返廠維修，維修完畢再回裝。

但是印尼Jatigede大壩灌溉洞弧門液壓啟閉機安裝位置位于廊道內，初次安裝就位完畢，無通道讓汽車吊進入施工場地將油桿整體吊出來，既使用手拉葫蘆將油缸吊離機架再將油缸放平也是相當困難且費時間，同時安全風險亦大。啟閉機安裝情況見圖1，油缸結構見圖2[3]。

1.內置式位移傳感器；2.頂蓋；3.鎖定螺釘；4.承重螺母；5.活塞導向套；6.組合式活塞密封；7.活塞；8.O型密封圈；9.活塞桿；15.端蓋；22.吊頭圖2 油缸結構圖

對油缸結構圖進行分析得知：在活塞部位設置了兩道組合式活塞密封(編號6)?？拷斏w的一道是防止上腔油竄到下腔，而裝在活塞外的組合式活塞密封是防止下腔的油竄入上腔。由此可以判斷出造成活塞桿下滑有兩種情況：一種是缸筒內壁小溝槽裝O型密封圈位置(編號8)有缺陷；一種情況是活塞外面的組合式密封(編號6)有缺陷。液壓啟閉機的液壓原理見圖3[4]。

2.1 油缸結構分析

液壓啟閉機的油缸主要由缸筒部分、活塞部分、活塞桿部分及附件組裝而成。缸筒部分由頂蓋、端蓋、圓筒體以及附件組裝而成?；钊糠钟沙兄芈菽浮㈡i緊螺釘、活塞導向套、活塞以及兩道組合式活塞密封組裝而成。附件部分由內置式位移傳感器、吊具等組裝而成。各部件間的連接采用螺栓連接，均具有可拆卸功能，從而給各部件的安裝、維修提供了很大的方便。

2.2 缸筒檢查

拆掉頂蓋，通過打開裝在油缸上的平衡閥(30.1)，關閉上腔球閥(32.1)，打開下腔球閥(31.1)，在不啟動油泵以及閉門電磁閥的情況下可以讓活塞桿在連接閘門的情況下自動下滑。滑動時，用強光(如手電)照射缸筒內壁進行檢查，如缸筒內壁光滑、無劃痕，說明缸筒沒有損傷。

圖3 液壓啟閉機液壓原理圖

2.3 內泄分析

活塞部位安裝有兩套組合式活塞密封。裝在承重螺母部位的組合式密封是防止上腔的油滲向下腔，裝在活塞部位的組合式密封是防止下腔的油滲向上腔，經檢查缸筒內壁沒有缺陷，由此分析得知造成活塞桿下滑的原因應該是裝在活塞部位的組合式密封有缺陷。

2.4 檢修方案

在充分分析油缸結構以及液壓原理、現場條件后，確定將活塞密封的檢查維修安排在安裝位置進行。

液壓油缸的工作原理：向下腔注入高壓油，活塞桿向上腔運行；向上腔注入高壓油，活塞桿向下腔運行。當油缸豎直時，是將上腔頂蓋打開、完全泄壓的情況，向下腔注入壓力油活塞桿也會向上運動。

根據設計圖，既使活塞收縮到最頂端時，活塞桿距離端蓋(編號15)亦有50～100 mm的距離(不同的油缸此距離可能會不一樣)。

活塞桿端部由鎖定螺釘(編號3)、活承重螺母(編號4)、導向套(編號5)、組合式活塞密封(編號6)、活塞(編號7)、O型密封圈(編號8)組成(圖4)。

圖4 油缸活塞部位圖

承重螺母是通過螺紋裝在活塞桿的端部推動活塞桿上下移動；組合式活塞密封、O型密封的作用是防止上下腔相互竄油；導向套的作用是定位活塞桿并導向；活塞的作用是承受下腔的壓力油產生的壓力并傳遞給承重螺母以實現活塞桿向上移動。

步驟1。解除油缸與門葉的連接并用控制柜起門方式(手動)將油缸全部收完。用3 t手拉葫蘆將活塞桿進行鎖緊(安全保護)。

步驟2。將內置式傳感器與頂蓋拆除。

步驟3。操作液壓啟閉機控制柜，手動起門將活塞桿全部收完，除將承重螺母的上端露出一部分在缸筒外，盡可能地將活塞桿全部收完。在收活塞桿時，隨時將手拉葫蘆收緊，防止下腔泄壓活塞桿意外下滑。

步驟4。使用專用工具拆卸鎖定螺釘和承重螺母、導向套后即可拆卸活塞以及組合式活塞密封。由于是在安裝工位(垂直)進行拆卸并因承受重力以及空間位置狹小等給施工帶來了一定的難度，因此，檢修人員根據實際情況制作了一些專用吊具用以完成承重螺母、導向套、活塞的吊出工作。

步驟5。檢查組合式活塞密封圈、O型密封圈以及所拆出的各部件并進行清洗。

步驟6?；匮b各部件。既使各類密封圈經檢查沒有缺陷，但畢竟經過了一次裝拆，因此，建議密封圈都應更換成新的，從下向上回裝，在回裝前必須將各部件用汽油清洗干凈?；匮b完畢，打開平衡閥、松手拉葫蘆讓活塞桿向下滑動一定距離、滿足頂蓋回裝距離，頂蓋回裝完畢回裝內置式傳感器。

在所有部件回裝完畢、檢查確認后，既可拆除保護的手拉葫蘆。向上腔注入高壓油，將活塞桿伸出與門葉連接，并將門葉懸掛在孔口一定的高度進行保壓檢查，可以通過啟閉機控制柜高度儀的數值變化檢查維修結果。保壓24 h[5]、無下滑量即說明檢修合格。

3 結 語

油缸檢修在水電站液壓啟閉機常規(guī)維護中常常遇到，通過對液壓啟閉機的工作原理以及油缸結構充分進行分析，合理地利用結構以及工作原理，制定出適合實際情況的檢修方案，極大地方便了施工人員安全檢修，所取得的經驗具有一定的參考與實用價值。