李权
罗定市金银河水库工程管理处 广东罗定 527200
摘要：在水利工程中，钢丝绳作为连接启闭机和闸门的主要传力构件，对闸门的安全启闭起着举足轻重的作用。钢丝绳的运行需要预留绳孔，针对会给操作人员带来安全隐患的绳孔，可通过采用轨迹导向装置、绳孔自动封闭装置和钢丝绳自动维护装置来保障水利工程的顺利进行和工作人员的安全。本文将着重介绍以上装置，期望能为类似工程提供借鉴。
关键词：钢丝绳；维护；导向装置；自动装置
1 引言
在我国水利工程建设中，应用较为广泛的是卷扬式闸门启闭机，其特点是成本低、组成结构简单等。一方面，弧形闸门启闭时，在启闭室底板平面上的运动轨迹呈曲线形，因此需要在底板上预留一定规格的绳孔，而预留的绳孔会给操作人员带来了安全隐患。另一方面，弧形闸门吊点与启闭机室底板存在10米以上的空间，造成养护难度大等问题。本文通过介绍轨迹导向装置、绳孔自动封闭装置和钢丝绳自动维护装置的运用，探讨如何提高启闭器的工作效率与安全性。
2 钢丝绳养护及绳孔封闭的技术现状
在目前，钢丝绳的养护主要是靠人工定期进行。弧形闸门启闭机室钢丝绳孔自动封闭装置（专利号98210358.1）、水闸工程启闭机绳孔封闭装置（专利号200820221238.7）、水闸工程弧形闸门启闭机绳孔自动封闭装置（专利号201220229241.X），都是采用扇形盖板与轨迹孔结合、钢丝绳通过导向块带动的方式实现绳孔的封闭，是一种有益的探索尝试。该种技术不足之处是绳孔要实现封闭，就必须知道钢丝绳在启闭机室底板的平面运动轨迹，根据运动轨迹加工制作封闭装置，另一方面钢丝绳通过导向块带动的方式，存在着对钢丝绳不同程度的磨损。
图1 新型弧形闸门启闭机结构示意图
3 钢丝绳轨迹导向装置
若要解决上诉问题，就必须要有能改变和约束钢丝绳运动轨迹的装置，使得钢丝绳在启闭室底板平面上的运动轨迹由曲线形变为直线形，绳孔由不规则形变为线形，在底板上预留绳孔规格由大变小。同时在闸门启闭时，实现对钢丝绳的自动养护。钢丝绳轨迹导向装置，就是基于弧形闸门启闭机启闭的该种特点而提出的。要满足上述条件，必须从轨迹导向装置的分布位置、结构构造和轴线关系等方面，采取针对性的技术措施。
3.1 轨迹导向装置分布位置
为改变和约束钢丝绳运动轨迹，轨迹导向装置设置在启闭室底板下与弧形闸门吊点间的闸墩间（见图1）。其最下端PL点与吊点的间距为设计启闭高度，应设置在闸门弧形轨迹线与卷扬机卷筒切线的交点上。其最上端PH点，应设置在卷扬机卷筒切线的正下方。其他的应处在PL点与PH点之间，均匀分布。轨迹导向装置安装在支撑架上，支撑架由设在闸墩中的埋件固定。
3.2 轨迹导向装置结构构造
为实现钢丝绳的受力方向在轨迹导向装置处可以发生改变，同时防止钢丝绳在运转中滑脱，弧形闸门启闭机的轨迹导向装置，采用双半圆形绳槽滑轮组合结构。
轨迹导向装置由两个滑轮并联而成，滑轮槽型应为半圆形，两个滑轮并联、经组合框组合、嵌固销钉嵌固而成（见下页图2、图3）。绳槽直径应是钢丝绳公称直径的1.08～1.10倍。
图3 PL点轨迹导向装置
3.3 轨迹导向装置轴线关系
为使钢丝绳受力合理，减少对钢丝绳的摩擦，要对轨迹导向装置的轴线方向及其相关关系进行综合优化。
轨迹导向装置在最下端PL点轴线（垂直于滑轮连接板方向）应处于纵向方向（即垂直于水流方向），在最上端PL点轴线（垂直于滑轮连接板方向）应处于横向方向（即平行于水流方向），其他点的轴线方向从下部的纵向方向逐渐过渡到上部的横向方向。
4 绳孔自动封闭装置
弧形闸门启闭机采用轨迹导向装置后，钢丝绳在启闭室底板平面上的运动轨迹由曲线形变为直线形，在底板上预留绳孔规格由大变小，绳孔由不规则形变为线形，为在启闭室底板上设置绳孔封闭装置提供了基础条件。
4.1 绳孔封闭装置设计
弧形闸门启闭机绳孔封闭装置见图4，设置在启闭室底板上。
绳孔封闭装置包括正反转变频电机、减速器、封闭单元；封闭单元的装配轴线方向与卷扬机卷筒轴线方向平行；正反转变频电机与减速器齿轮连接，减速器的齿轴杆上设置有带环齿牙的齿牙环，齿牙环数量与封闭单元的封闭条板数量相等；齿牙环的环齿牙只占齿牙环圆周的一部分，齿牙环的环齿牙呈阶梯状装配在减速器的齿轴杆上；绳孔自动封闭装置由两套封闭单元连接而成，封闭单元由回位弹簧和带板齿牙的封闭条板组成，封闭条板的板齿牙数与齿牙环的环齿牙数相等，并与钢丝绳绳孔大小相匹配；回位弹簧一端在封闭条板的弹簧穴内，另一端在封闭单元框内套筒中，板齿牙位于封闭条板面下，并与减速器齿轮轴的环齿牙相齿合；齿牙环的环齿牙带动封闭条板压缩回位弹簧，使封闭条板开启，钢丝绳通过该点后，回位弹簧使封闭条板回位闭合，从而实现开启封闭。
图6 钢丝绳自动养护装置结构示意图
5 钢丝绳自动养护装置
弧形闸门吊点与启闭机室底板的高度空间很大，钢丝绳养护难度大，高空作业对养护操作人员构成重大安全隐患。采用轨迹导向装置后，很容易实现对弧形闸门启闭机的钢丝绳的养护。
5.1 钢丝绳养护装置设计
图7 钢丝绳自动养护装置结构示意图
钢丝绳养护装置见图6，设置在轨迹导向装置上。钢丝绳养护装置包括储油仓、蓄油仓、涂油器；储油仓和蓄油仓由透油孔相连、蓄油仓和涂油器由泌油孔相接；蓄油仓由棉麻纤维填充、涂油器由棉纤维组成、棉纤维的长度与过绳孔空间相匹配，绳孔与钢丝绳的规格相适应；钢丝绳由涂油器对其进行养护。
5.2 钢丝绳养护装置分布位置
为实现对闸墩间的全部钢丝绳的养护，就必须考虑养护装置的分布和布置问题，其分布位置应与轨迹导向装置相结合。
钢丝绳自动养护装置设置在轨迹导向装置上，位于弧形闸门的吊点与卷扬机卷筒之间、其间距应不大于闸门设计启闭高度。
5.3 钢丝绳养护自动化设计
为实现钢丝绳养护的自动化，采取了温度传感器实时采集温度信息。把润滑材料的温度信息传递至微机PLC处理，键盘操作，显示器显示信息，温度控制器控制，由电加热器对润滑材料加热，来达到精确控温、自动养护的目的。其原理见图7。
6 结语
综上所述，轨迹导向装置、钢丝绳绳孔自动封闭装置和钢丝绳自动养护装置是提高启闭器在水利工程的实施过程提高工作效率与安全性的关键。通过轨迹导向装置，启闭器钢丝绳在启闭室底板平面上的运动轨迹和绳孔都变为线形，绳孔变小。随之，绳孔自动封闭装置变简单，减小工作人员操作的危险性。自动养护装置通过控制温度实现自动养护。对轨迹导向装置、钢丝绳绳孔自动封闭装置和钢丝绳自动养护装置技术的探讨，将可以提高工作效率，降低高空养护作业的安全隐患。
参考文献：
[1] 赵文军，陈利，罗芳贵. 启闭机钢丝绳的选用与维护[J].人民长江，2011，（23）.
[2] 刘广军. 水闸启闭机与相关机电设备的保养及操作[J]. 设备管理与维修. 2015（S1）
论文作者:李权
论文发表刊物:《基层建设》2015年23期供稿
论文发表时间:2016/3/29
标签：钢丝绳论文; 装置论文; 轨迹论文; 启闭论文; 导向论文; 闸门论文; 弧形论文; 《基层建设》2015年23期供稿论文;