（云南水利机械有限责任公司 650231）
摘要：随着社会发展和科技进步，高扬程启闭机在水利水电工程中的运用越来越多，受闸门门槽尺寸、机房安装尺寸和地理运输条件等各种因素的约束，高扬程启闭机向折线式多层缠绕启闭机方向研究、制造和突破。
关键词：高扬程；启闭机；折线卷筒；绳槽；挡环
在保山长岭岗水库工程中，输水隧洞水工金属结构为1.5 m×1.8 m -35.4m事故门，匹配QPG1x250KN-42m固定卷扬式启闭机，水工建筑物中启闭机房的尺寸受地理位置影响，启闭机尺寸受门槽尺寸影响，机房结构尺寸较小，经过核算，采用折线式高扬程启闭机才能满足该工程，折线式高扬程启闭机与普通高扬程启闭机的主要区别为卷筒和挡环。
1.工程概况
长岭岗水库位于昌宁县田园镇达仁村委会石竹林自然村，地处右甸河左岸支流石竹林河中游。石竹林河总径流面积23.0km2，拟建的长岭岗水库坝址位于石竹林寨东侧，处于石竹林河中游段。
水库工程由引水工程、枢纽工程和输水工程三大部分组成。其中引水工程由金竹林引水隧洞及首部、千根河引水隧洞及首部组成；枢纽建筑物由拦河坝、输水（兼导流）隧洞和溢洪道组成。
其中：输水隧洞1.5 m×1.8 m -35.4m事故门配置QPG1x250KN- 42m固定卷扬式启闭机。
2.卷筒装置的布置
对于实际工况要求进行分析，根据启闭机钢丝绳扬程较高，动滑轮倍率增加，使得卷筒的容绳量增加，方法为加大卷筒直径和增长卷筒尺寸，同时增加卷筒的缠绕层数，过度加大卷筒的几何尺寸，提高设备重量、扩大安装尺寸和增加制造成本；增加卷筒的缠绕层数，容易造成钢绳缠绕紊乱，造成事故。为了更好增加卷筒的绳容量和增加设备重量，在启闭机的设计时考采用多层缠绕卷筒的结构形式，提高和保障缠绕卷筒应用水平，促使启闭机结构更加紧凑，同时减轻设备自身重量和保障设备自身稳定性，故本工程适用启闭机为折线卷筒式卷扬启闭机。折线卷筒的最大优点是，它最大限度地保护了在卷筒上多层卷绕的钢丝绳，使其绳股之间的点接触区域大幅度减少，从而延长了钢丝绳的使用寿命。
本工程QPG1x250KN-42m启闭机遵循设计原则，经过整体布置后，卷筒装置结构图如上图。经过结构强度计算和钢丝绳缠绕层数计算，确定卷筒长度1360mm，卷筒直径φ680mm，绳槽加工数量16槽，缠绕层数为3层，设置边挡环和中间挡环。
3.折线卷筒的制造
在多层卷绕的情况下若认为所有各层的钢丝绳拉力都压缩筒壁，计算的壁厚就会过大，当第I层绳卷绕上时，早先绕进的第一层至第I-1层的绳圈的张力都要降低。绳槽圆弧半径
为R13mm，绳槽距为t=26mm，从展开图上可看到在45度到0度，225度到180度两段之间折线为螺旋槽，折线宽度为1/2t，而其余段则为圆环槽。
折线式卷筒的焊接
卷筒采用板厚为36mm，材质为Q345B的板材卷制，使用设备为：WS11—40X2500 卷板机
钢板卷管控制要求：
1）按图纸尺寸下料，不得直接锤击钢板。2）机加工纵缝焊接坡口；3）卷管方向和钢板的压延方向一致；4）卷管前或卷制过程中，将钢板表面已剥离的氧化皮和其他杂物清除干净；5）卷管后，用样板检查弧度，其间隙不得大于1.5mm；样板弦长度不得小于0.8m。
钢管纵缝焊接坡口，接头焊缝按Ⅰ类焊缝要求检测；内部组焊加强圈和轴圈。坡口焊缝余高为1-2mm，筒体与法兰焊缝按Ⅰ类焊缝要求检测；焊接完毕后时效或退火处理，消除内应力；
折线式卷筒的机加工。
折线式卷筒的加工所用设备为CW61200，加工最大直径2000mm，最大长度5000mm，满足本次折线式卷筒的加工需求。本机加工设备为改装设备，在拖板刀架挂轮上装电磁离合器，能满足折线绳筒与挡圈环的加工。在卷筒上绘制绳槽加工中心线，斜线段贴上感应信号条，刀架加工感应信号条时，电磁离合器合上，主轴通过挂轮带动丝杆、托板架运动，加工出斜线段，斜线段加工完后，电磁离合器打开，丝杆、托板架运动停止，车削直段槽，通过重复过程，完成绳槽加工。绳槽加工时按展开图划线分槽，加工好的卷筒沿槽底壁厚误差不大于±2mm；卷筒中间为中间挡环位置，两端为左右挡环位置，卷筒左侧折线与右侧折线方向相反。
4.折线挡环的制造
本工程QPG1x250KN-42m启闭机为从卷筒两端边挡环处出绳，缠绕到中部挡环，完成第一次自动爬坡、返绳，在两端边挡环处完成第二次自动爬坡、返绳，在中部挡环处完成第三次自动爬坡、返绳。挡环的作用就是让钢丝绳自动爬坡、返绳。
左挡环与右挡环形状、作用相同。结合折线式卷筒展开图右端可以看出，在45度至0度之间，钢丝绳应完成从第一层高度爬升到第二层高度，这就要求挡圈处高为卷筒外圆，54度处为钢丝绳第二层高度，0度至54度为这一高度的均速渐升线凸台，才能保证钢丝绳平稳上升至第二层高度。这段中挡环垂面与第一层钢丝绳之间只有1/2绳槽距，所以挡圈凸台与挡圈垂直面之间必须有R13mm绳槽。从225至180度卷筒绳槽与挡圈凸台再次折线(1/2绳槽距)，这时第一层钢丝绳与挡圈垂直面之间的距离从1/2绳槽距逐渐减少到零。这时钢丝绳就自然与折线段上的第一层钢丝绳交叉而过，进入第一层钢丝绳形成的勾槽中，至此完成了钢丝绳的返向运动第三层同理。0度至54度为第一次爬升，挡环外扩线与卷筒折线段重合，车此段时丝杆带动大拖板自动进刀，中拖板手动进刀，配合给进，控制加工精度。
结论
综上所述，通过对于高扬程启闭机的绳鼓、挡环承担多层缠绕的研究和制造，促进钢丝绳返回挡环加工工艺的实际问题处理，保证对于新工艺的特点认识，使折线卷筒更上新台阶。
参考文献
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论文作者:薛玉林
论文发表刊物:《电力设备》2018年第6期
论文发表时间:2018/7/5
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