思林升船機(jī)安全卷筒軸修復(fù)技術(shù)

摘要：思林升船機(jī)安全卷筒軸檢修技術(shù)，簡(jiǎn)要闡述了對(duì)全平衡式垂直卷揚(yáng)式升船機(jī)安全卷筒軸的檢修技術(shù)，為后續(xù)同類施工提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：思林升船機(jī);安全卷筒;軸;修復(fù)技術(shù)

1. 概述

思林水電站位于貴州省東北部，烏江干流中游。工程以發(fā)電為主，兼顧航運(yùn)、防洪等綜合效益。上游最高通航水位440m，上游最低通航水位431m，下游最高通航水位374.50m，下游最低通航水位363.30m。

壩址河段為Ⅳ級(jí)航道，通航建筑物按一次通過500t級(jí)的機(jī)動(dòng)單船設(shè)計(jì)。通航建筑物的型式為全平衡鋼絲繩卷揚(yáng)式垂直升船機(jī)。垂直升船機(jī)布置于樞紐左岸，由上游引航道、過壩渠道（上閘首）、本體段、下閘首、下游引航道等建筑物組成，總長(zhǎng)約1120m，軸線方位垂直于壩軸線，值為NE630。

上游引航道位于水庫內(nèi)，由停泊段、調(diào)順段、導(dǎo)航段等組成，寬38m，總長(zhǎng)約195m，設(shè)有系船墩、隔流堤及導(dǎo)航墻等建筑物等。

過壩渠道位于通航壩段上，總長(zhǎng)67.65m，凈寬12m，底高程為428.0m，頂高程為452.0m。過壩渠道的左邊墻兼作壩頂至本體段設(shè)備層的交通通道，寬7m。過壩渠道的上游端設(shè)一檢修門，當(dāng)庫水位超過上游最高通航水位時(shí)，利用該閘門擋水，下游端設(shè)一工作門，與本體段相接。

本體段是升船機(jī)的最主要的建筑物，其長(zhǎng)×寬×高為73×40×120m。本體段內(nèi)設(shè)備層的下游端為升船機(jī)控制室。設(shè)備層以上為排架結(jié)構(gòu)，設(shè)一橋機(jī)對(duì)各設(shè)備進(jìn)行水平運(yùn)輸。

本體段下游端接下閘首，下閘首內(nèi)設(shè)有工作閘門和檢修閘門，當(dāng)下游河道水位超過下游最高通航水位時(shí)，利用檢修閘門擋水。下閘首長(zhǎng)×寬×高為35×24×69.2m，通航水域凈寬12m，兩側(cè)墻厚度均為6m，墻頂以上為排架結(jié)構(gòu)，排架內(nèi)設(shè)有閘門的啟閉設(shè)備。

下閘首以下接下游引航道，下游引航道由導(dǎo)航段、調(diào)順段、停泊段組成，凈寬38m，總長(zhǎng)約215m，設(shè)有系船墩、隔流堤及導(dǎo)航墻等建筑物。下游引航道以下為口門區(qū)，口門區(qū)與下游主航道相接。

2. 思林升船機(jī)主機(jī)設(shè)備布置

思林升船機(jī)主機(jī)設(shè)備布置見圖1。

3. 存在問題

思林升船機(jī)在運(yùn)行過程中由于安全卷筒軸存在反復(fù)、交變的軸向力導(dǎo)致全卷筒軸與軸承發(fā)生明顯位移（約20mm），此問題將嚴(yán)重影響升船機(jī)的安全運(yùn)行存在安全隱患。

4. 處理方案確定

由于安全卷筒軸的竄動(dòng)，導(dǎo)致安全卷筒軸端封板中部凹陷，此情況不僅影響設(shè)備外觀質(zhì)量，同時(shí)由于安全卷筒軸的竄動(dòng)，將導(dǎo)致安全制動(dòng)器的磨擦片受力不均勻，影響磨擦片的使用壽命。為解決此問題，須將軸與軸承座恢復(fù)到設(shè)計(jì)狀態(tài)，同時(shí)更換軸端封板，將軸端封板加厚，以抵抗軸向力，使軸與軸承座不發(fā)生位移，此方式能解決上述問題。

上述技術(shù)方案的實(shí)施難點(diǎn)在于安全卷筒處于受力狀態(tài)，需要將鋼絲繩卸載才能進(jìn)入拔軸工序。由于安全卷筒軸周邊無支撐物，需要制作專用的工裝才能實(shí)施。

鋼絲繩卸載的方式有二種，第一種為船廂在上鎖定位置附近，配重塊在下鎖定位置附近，利用下鎖定千斤頂配合墊塊、鎖定梁將配重塊頂升約500mm，由于千斤頂行程為100mm，須多次換氣方可達(dá)到500mm，工序復(fù)雜。第二種卸載的方式為配重塊在上鎖定位置附近，承船廂在下鎖定位置附近，使配重塊安全梁距離上鎖定梁約400mm，再利用上鎖定千斤頂、墊塊、鎖定梁等一次性將安全梁頂升至距離鎖定梁500mm，再手動(dòng)打開需調(diào)整卷同的安全制動(dòng)器（其它卷筒的安全制動(dòng)器處于制動(dòng)狀態(tài)），使需要調(diào)整的安全卷筒上的鋼絲繩自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)承船廂的力由其它卷筒分擔(dān)，此組安全卷筒平衡重側(cè)和船廂側(cè)均卸載。第二種卸載方式優(yōu)與第一種卸載方式。

5. 具體實(shí)施方案

5.1 工裝制作

為保證本方案實(shí)施，需制作專用工裝，具體見圖2。本工裝由一個(gè)法蘭、背筋工字鋼及筋板組成，其中法蘭尺寸與原設(shè)計(jì)軸端蓋板尺寸一致，法蘭上須鉆孔，孔尺寸與原軸端蓋板尺寸一致，法蘭外圓尺須加工，法蘭平面度不大于2mm。背筋工字鋼與法蘭焊接，加強(qiáng)筋與法蘭及背筋焊接，焊接人員需持證上崗，證件在有效期內(nèi)。

5.2 安全卷筒卸載

操作主機(jī)，將承船廂下降至下鎖定位置附近，平衡重配重塊安全梁上升至上鎖定位置附近，人工將平衡重上鎖定梁推至工作位置，將液壓升斤頂人工搬就位，操作一拖四液壓泵站，使液壓千斤頂頂升，頂升時(shí)注意觀察，因千斤頂?shù)纳仙俣炔煌?，可能有些千斤頂已?jīng)頂住平衡重配重塊安全梁，有些還未頂?shù)轿唬@時(shí)須操作泵站上的閥門，即關(guān)閉已頂升到位的千斤頂?shù)拈y門，繼續(xù)操作未到位的千斤頂頂升，直至頂住安全梁，再打開關(guān)閉的閥門，同時(shí)進(jìn)行頂升，直至安全梁上升高達(dá)到100mm。頂升到位后，關(guān)閉主提升機(jī)，使所有卷筒安全制動(dòng)器處于制動(dòng)狀態(tài)，手工打開需調(diào)整的安全卷筒的安全制動(dòng)器，使此安全卷筒的安全制動(dòng)器處于松閘狀態(tài)，安全卷筒受荷載作用自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)完成后即卸載完成，可以通過用腳踢鋼絲繩，如果輕輕一踢，鋼絲繩晃動(dòng)明顯，即可判定鋼絲繩已卸載完成。

5.3 工裝安裝

安全卷筒卸載完成后即可安裝工裝，工裝由主機(jī)房橋機(jī)吊裝就位，通過10.9級(jí)高強(qiáng)度螺栓與軸承座端蓋螺栓孔（帶內(nèi)螺紋）聯(lián)接，螺栓須擰緊，具體見圖2，工裝未安裝完成前，不可脫鉤。

5.3 分離式液壓千斤頂安裝

根據(jù)設(shè)計(jì)提供的數(shù)據(jù)，軸與軸承的頂升力約為260t，因此我們選用四個(gè)100t的分離式液壓升斤頂進(jìn)行頂升，千斤頂布置在工裝法蘭的3點(diǎn)、6點(diǎn)、9點(diǎn)和12點(diǎn)方向。先安裝第一個(gè)分離式液壓千斤頂，人工搬運(yùn)到安裝位置后即進(jìn)行千斤頂?shù)捻斏?，頂升高度為松開千斤頂后千斤頂不落下為準(zhǔn)，其它三個(gè)分離式液壓升斤頂按此方法安裝完成。具體見圖3。

5.4 拔軸

由分離式液壓千斤頂提供軸向拉拔力，使軸移動(dòng)，直至軸端面與軸承座端現(xiàn)平齊為止。因提供拉拔力的有四個(gè)千斤頂，為保證頂升一致，須四個(gè)人操作分離式液壓千斤頂，一人喊口令，同時(shí)須觀察軸的狀態(tài)，若軸與軸承座平齊后即停止頂升，軸與軸承座平齊的檢測(cè)方式為鋼直尺測(cè)量，若全部在1mm（同向偏差）以內(nèi)則認(rèn)為達(dá)到要求。

5.5 工裝拆除

工裝拆除的順序?yàn)橄炔鸪蛛x式液壓千斤頂，再拆除拔軸專用工裝。拆除分離式液壓千斤頂按3點(diǎn)鐘、6點(diǎn)鐘、9點(diǎn)鐘、12點(diǎn)鐘的順序進(jìn)行拆除，先將分離式液壓千斤頂進(jìn)行卸壓，卸壓前須有人抱住液壓千斤頂，防止液壓千斤頂在卸壓后墜落，液壓千斤頂卸壓后由人工轉(zhuǎn)運(yùn)至指定擺放位置，其它液壓千斤頂按此方法一一拆除。拔軸專用工裝拆除前，先用主機(jī)房橋機(jī)配合鋼絲繩將拔軸專用工裝吊住，再拆除所有高強(qiáng)度螺栓，最后由起重工指揮將拔抽專用工裝吊至指定的擺放位置。

5.5 軸端蓋板及軸承座封蓋回裝

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙回裝軸端蓋板和軸承座封蓋，回裝順序?yàn)橄然匮b軸端蓋板，再回裝軸承座封蓋，所有緊固螺栓需擰緊，回裝完成后，啟動(dòng)干油泵站對(duì)里面了承座進(jìn)行加油，使軸承座處于潤(rùn)滑狀態(tài)。

5.6 鋼絲繩加載

軸端蓋板和軸承座封蓋回裝完成后即進(jìn)行鋼絲繩加載，加載方法為將平衡重配重塊上鎖定液壓千斤頂進(jìn)行卸壓，卸加完成后安全卷筒自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)鋼絲繩進(jìn)行加載，拆除千斤頂及墊塊，人工推走平衡重上鎖定梁至非工作位置，采用腳踢的方式檢查鋼絲繩是否加載，即用腳踢鋼絲繩，鋼絲繩不晃動(dòng)或是晃動(dòng)幅度與相鄰卷筒（加載鋼絲繩）鋼絲繩晃動(dòng)幅度一致即可認(rèn)為此安全卷筒鋼絲繩加載完成。

5.7 調(diào)整其它須要調(diào)整的安全卷筒

按照上述方法對(duì)其它安全卷筒軸進(jìn)行調(diào)整，所有卷筒軸調(diào)整完成后即可啟動(dòng)主機(jī)，使承船廂和平衡重配重塊上、下行三次，以觀察是否調(diào)整后的卷筒軸有異響或是軸承座封板有變形情況，經(jīng)過對(duì)思林升船機(jī)安全卷筒軸的調(diào)整后，經(jīng)過觀察，安全卷筒無異常聲響，軸承座封蓋無異常變形情況，由此說明上述處理技術(shù)措施是可行的、有效的。

6. 施工過程中的方案改進(jìn)

在項(xiàng)目施工過程中，認(rèn)識(shí)到還有可以改進(jìn)的地方，其一是在拆除軸承座封蓋前布置好彩條布，防止軸承座封蓋拆除后里邊的潤(rùn)滑油灑落，污染現(xiàn)場(chǎng)。其二是選擇一拖四液壓千斤頂時(shí)優(yōu)先選擇帶保壓裝置的千斤頂，避免在頂升過程中因意外卸壓而進(jìn)行緊急處置，思林升船機(jī)平衡重上鎖定用的千斤頂未有保壓裝置。其三是拔軸過程中若發(fā)生異常現(xiàn)象，須立即停止分離式液壓千斤頂?shù)捻斏?，必須查明原因后方可繼續(xù)頂升，此項(xiàng)目在實(shí)施過程中發(fā)生了異常響聲，未查明原因繼續(xù)頂升，導(dǎo)致專用工裝的緊固螺栓斷裂。為解決上述問題，在以后施工中充分現(xiàn)場(chǎng)防記措施，配置帶保壓裝置的千斤頂，施工過程中發(fā)現(xiàn)有導(dǎo)常響聲，必須查明原因，否則不得繼續(xù)施工，以免出現(xiàn)安全事故。

結(jié)束語：在升船機(jī)行業(yè)檢修維護(hù)施工中，會(huì)遇到各種各樣的問題，若采用正確的措施，即能保證安全，也能保證工期和節(jié)約施工成本。上述施工方法是針對(duì)卷筒軸發(fā)生位移的一種處理方法，此種處理方式在升船機(jī)行業(yè)中屬于首例，對(duì)后續(xù)升船機(jī)同類問題的施工積累了施工經(jīng)驗(yàn)，具有較大的參考借鑒作用。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：

何映宏（1966-1）男，漢，重慶人，高級(jí)工程師，現(xiàn)任中國水利水電第八工程局有限公司機(jī)電公司副總工。