大型卷揚(yáng)式啟閉機(jī)鋼絲繩的維護(hù)與保養(yǎng)
卷揚(yáng)式啟閉機(jī)是水利工程中常用的機(jī)械設(shè)備，主要用于水閘閘門的啟閉，其中大型卷揚(yáng)式啟閉機(jī)啟閉力較大，對連接啟閉機(jī)和閘門的關(guān)鍵構(gòu)件鋼絲繩要求很高。鋼絲繩直徑大、難拆卸，維護(hù)、保養(yǎng)困難。鐘樓防洪控制工程運(yùn)行中，單次開啟或關(guān)閉閘門約需1h，若鋼絲繩出現(xiàn)運(yùn)行卡阻、斷裂等情況，將嚴(yán)重影響弧形閘門的正常運(yùn)行，事關(guān)防洪工程效益。筆者以鐘樓防洪控制工程使用的QHQ600卷揚(yáng)式啟閉機(jī)為例，分析技術(shù)措施，以保障設(shè)備安全運(yùn)行。
1使用現(xiàn)狀
鐘樓防洪控制工程是京杭大運(yùn)河常州市區(qū)段改線后太湖流域武澄錫西控制線新增防洪控制性工程，距老武宜運(yùn)河河口上游600m，屬中型水利工程。工程采用橫式超大有軌平面弧形雙開型鋼閘門，門體為空箱鋼結(jié)構(gòu)，啟動(dòng)時(shí)，啟閉機(jī)將河兩側(cè)弧形門向河中心牽引合閘。弧形閘門主要參數(shù)見表1。表1鐘樓防洪控制工程弧形閘門主要技術(shù)參數(shù)m參數(shù)名稱參數(shù)值
單側(cè)門總長58.0單側(cè)弧面半徑60.0單側(cè)門寬3.5單側(cè)門高7.51.1啟閉機(jī)及鋼絲繩技術(shù)參數(shù)QHQ600卷揚(yáng)式啟閉機(jī)主要技術(shù)參數(shù)見表2，運(yùn)行方式為齒輪組合牽引鋼絲繩，拉動(dòng)弧形門啟閉。
2運(yùn)行狀態(tài)檢查
3維護(hù)與保養(yǎng)技術(shù)措施
啟閉機(jī)配有4根德國進(jìn)口DIEPAH50型鋼絲繩，南北側(cè)各2根，截面如圖1所示。該鋼絲繩為雙壓實(shí)股鋼絲繩，直徑50mm，破斷拉力2729kN，金屬填充系數(shù)大，抗磨損、抗擠壓、抗疲勞性能優(yōu)。
DIEPAH50圖1DIEPAH50型鋼絲繩截面圖
1.2鋼絲繩使用中常見問題1）日常侵蝕。鋼絲繩長期露天使用（部分鋼絲繩環(huán)繞于弧形閘門門體表面，室內(nèi)部分無殼罩保護(hù)），會(huì)出現(xiàn)表面油污、灰塵，繩芯干燥、缺油等情況，由此造成的強(qiáng)度和韌性損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過正常磨損和疲勞的影響。
2）外部磨損。鐘樓防洪控制工程結(jié)構(gòu)形式特殊，卷揚(yáng)式啟閉機(jī)的鋼絲繩連續(xù)通過多組水平與垂直轉(zhuǎn)向滑輪、閘門錐形座等，繞行后長距離繞壓在弧形閘門門體上運(yùn)行，與繩槽、門體等設(shè)備的擠壓磨損嚴(yán)重·常規(guī)保養(yǎng)難以深度保養(yǎng)，致使鋼絲繩局部潤滑不足，加劇鋼絲繩與門體間的擠壓磨損。這些外部磨損會(huì)導(dǎo)致鋼絲繩表面鋼絲被磨扁，繩徑變小，鋼絲繩的破斷載荷隨承受載荷截面積減小而降低。
3）異物卡阻·工程運(yùn)行中，石子、垃圾等異物被水流沖擊掉落在門軌附近形成卡阻，導(dǎo)致啟閉力增大，鋼絲繩易受轉(zhuǎn)向滑輪繩槽的剪切應(yīng)力作用而發(fā)生過載斷裂。
采用檢查、清洗、注油等保養(yǎng)鋼絲繩，可延長其使用壽命，保障水利工程的安全運(yùn)行。
2運(yùn)行狀態(tài)檢查
啟閉機(jī)鋼絲繩檢查主要參照《起重機(jī)鋼絲繩保養(yǎng)、維護(hù)、檢驗(yàn)和報(bào)廢》（GB/T5972-2019、《水利工程管理?xiàng)l例》《水閘工程管理規(guī)程》等文件，日常維護(hù)保養(yǎng)中積累的經(jīng)驗(yàn)與形成的慣例1）日常檢查。每天l次，主要觀察鋼絲繩可見部位是否損壞、變形。發(fā)現(xiàn)鋼絲繩有排列不正常、變形等明顯變化時(shí)，按規(guī)范要求進(jìn)一步檢驗(yàn)0。
2）定期檢查。包括汛前檢查（4月底前完成）和汛后檢查（l0月底前完成），每年2次。主要檢查鋼絲繩有無斷絲、卡阻、磨損、銹蝕、接頭不牢、變形等情況；繩頭內(nèi)的澆注塊有無粉化、松動(dòng)；卷筒上的鋼絲繩有無爬繩、偏槽、壓板螺絲松動(dòng)等情況。測量銹蝕或磨損嚴(yán)重部位鋼絲繩直徑、長度并記錄，詳細(xì)檢查已斷絲部位斷裂情況和斷絲根數(shù)并記錄。
3）專項(xiàng)檢查。主要是在發(fā)生地震、風(fēng)暴潮、臺(tái)風(fēng)等自然災(zāi)害，工程超過設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行，發(fā)生重大工程事故后進(jìn)行的特別檢查”，著重檢查鋼絲繩的變化和損壞情況，內(nèi)容參照定期檢查。
4）工程運(yùn)行期檢查。主要檢查：非受力狀態(tài)下鋼絲繩的松緊程度，不得過松；啟閉機(jī)點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行時(shí)，鋼絲繩有無脫落現(xiàn)象，配重塊是否有效作用；定滑輪工作時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)部件運(yùn)轉(zhuǎn)情況，軸承應(yīng)無卡阻和異常磨擦，確保定滑輪在鋼絲繩磨擦力作用下同步運(yùn)轉(zhuǎn)，防止鋼絲繩在輪毅內(nèi)打滑導(dǎo)致磨損；鋼絲繩限位銷的轉(zhuǎn)動(dòng)是否靈活；鋼絲繩載荷情況，若超過安全載荷及時(shí)停機(jī)，并對弧形閘門進(jìn)行排水，達(dá)標(biāo)后繼續(xù)運(yùn)行。
3維護(hù)與保養(yǎng)技術(shù)措施
3.1清洗
鋼絲繩的清洗有人工清洗、機(jī)械刷洗、高壓沖洗等。針對鐘樓防洪控制工程啟閉機(jī)鋼絲繩的情況，采用高壓沖洗和人工清洗相結(jié)合的方式，其中高壓沖洗為表面粗洗，人工清洗為深度精洗根據(jù)弧形閘門的特點(diǎn)，清洗時(shí)確保閘門正常通行，因此選擇南、北閘門分開施工。為減少工作量，不將鋼絲繩拆下來清洗。清洗前，選擇相關(guān)配套材料和設(shè)備，主要是清洗液和沖洗設(shè)備，清洗工具的表面硬度應(yīng)低于鋼絲繩，以免損傷鋼絲繩·操作人員在鋼絲繩慢運(yùn)行時(shí)，高壓沖洗鋼絲繩表面，同時(shí)，安排人員在另一側(cè)對已沖洗的鋼絲繩表面進(jìn)行人工清洗并擦拭干凈，最后，將所有清洗液集中收集。
3.2注油
3.2.1設(shè)備
1）設(shè)備概況。鋼絲繩注油采用新型鋼絲繩脂壓注設(shè)備，主要技術(shù)參數(shù)見表3。該設(shè)備能在保證鋼絲繩摩擦系數(shù)的前提下對鋼絲繩表面進(jìn)行保養(yǎng)，保持其潤滑程度，且每年只需l次（一般安排在汛期前），維護(hù)成本低。該設(shè)備結(jié)構(gòu)新穎，具備自動(dòng)加熱功能，可在寒冷的季節(jié)和地區(qū)使用。表3鋼絲繩專用注油機(jī)主要技術(shù)參數(shù)壓注時(shí)鋼絲繩的速度0.2～0.4m·s-1涂裝溫度95~120℃
注油泵電機(jī)功率l.1k可加熱筒體有效容積65L適用鋼絲繩的直徑918-o50mm
2）設(shè)備結(jié)構(gòu)及優(yōu)勢。注油設(shè)備主要由加熱筒、電動(dòng)油泵、注油套筒、控制合等組成。注油套筒最重要，套裝鋼絲繩使其處于相對密封的環(huán)境，再將油脂注入套筒，能提升注油效率。設(shè)備的高效發(fā)熱元件位于加熱筒體的底部，加熱效率高，筒體最外層為保溫材料，可以減少熱量損耗；筒體底部設(shè)有4只滑輪，便于現(xiàn)場移動(dòng)。設(shè)備采用輕觸式按鍵操作面板，可根據(jù)需要設(shè)定加熱溫度·控制箱采用XMTG系列智能溫控儀，油泵運(yùn)行中，當(dāng)鋼絲繩脂的溫度低于溫度儀設(shè)定的下限溫度時(shí)，自動(dòng)加熱，以保證溫度恒定，保證壓注效果。用較鏈螺栓連接注油套筒外殼的兩部分，套筒的密封處采用軟聚酯密封圈，密封圈為帶切口結(jié)構(gòu)，便于鋼絲繩固定·套筒的兩端裝有減摩導(dǎo)管，可對鋼絲繩進(jìn)行導(dǎo)向，減少鋼絲繩與密封圈的磨損。
3）工作原理。極壓鋰基潤滑脂在常溫下黏度較大，需先在加熱筒體內(nèi)加熱以降低黏度。加熱到設(shè)定溫度時(shí)啟動(dòng)電動(dòng)注油泵，將鋼絲繩脂壓注到注油套筒內(nèi)。套筒內(nèi)壓力較大，油脂可充分進(jìn)入鋼絲繩，鋼絲繩相對注油套筒運(yùn)動(dòng)時(shí)可完成注油。
3.2.2操作方法
采用注油機(jī)、人工修補(bǔ)、加熱器烘干的方法清潔和潤滑鋼絲繩外表，以延長鋼絲繩使用壽命。
1）前期準(zhǔn)備。將鋼絲繩注油機(jī)移至鐘樓防洪控制工程啟閉機(jī)房負(fù)一層，接380V電源，搭設(shè)臨時(shí)操作平臺(tái)。準(zhǔn)備對講機(jī)等通訊工具，保證與啟閉機(jī)控制人員通訊聯(lián)系，控制人員確認(rèn)后開始注油。
2）加熱油脂。將鋼絲繩脂緩慢加入加熱筒約至筒體的一處（不宜過多，以免油脂在加熱過程中溢出）=合上電控箱上的加熱開關(guān)，按下控制面板上“加熱啟動(dòng)”按鈕，指示燈亮后油脂開始加熱。
3）套裝鋼絲繩。先將密封圈套入鋼絲繩，再安裝注油套筒，調(diào)整密封圈位置，使鋼絲繩完全位于注油套筒內(nèi)，減摩導(dǎo)管裝在密封圈外側(cè)，與注油套筒剖面在同一平面。之后，安裝注油套筒外殼，并用較鏈螺栓安裝嚴(yán)密。根據(jù)現(xiàn)場情況制作固定支架，將注油套筒安裝在固定支架上，以防跟隨鋼絲繩運(yùn)動(dòng)。
4）油泵注油。加熱溫度達(dá)到設(shè)定溫度時(shí)，控制系統(tǒng)自動(dòng)停止加熱。油泵接線盒里的線按接線圖接成380V電壓方式，將控制面板上的轉(zhuǎn)換開關(guān)轉(zhuǎn)到380V電壓，檢查核對完畢，合上電控箱上的油泵開關(guān)，按下控制面板上的“油泵啟動(dòng)”按鈕。觀察油泵電機(jī)尾部，檢查轉(zhuǎn)向，若非順時(shí)針，則斷開油泵開關(guān)，調(diào)換電源三相中的任意兩相完成接線后，啟動(dòng)油泵，打開管路上的球閥，當(dāng)壓力表上有壓力指示、密封圈兩端有油脂溢出時(shí)，聯(lián)系啟閉機(jī)控制人員，按關(guān)閘方向啟動(dòng)啟閉機(jī)，觀察固定鋼絲繩的張緊情況，有情況隨時(shí)停車，無異常則繼續(xù)工作。注油時(shí)應(yīng)注意鋼絲繩表面的注油情況，對未成功注油的部位進(jìn)行人工修補(bǔ)。用加熱器烘干已注油鋼絲繩表面，以達(dá)標(biāo)。閘門到達(dá)關(guān)閘限位時(shí)，啟閉機(jī)停止運(yùn)行，第l根鋼絲繩注油完畢。與啟閉機(jī)控制人員確認(rèn)運(yùn)行停止后拆卸注油套筒。松開套筒外殼的較鏈螺栓拆除外殼，拆卸套筒、密封圈、減摩導(dǎo)管，用清油劑清洗相關(guān)組件。啟閉機(jī)按開閘方向運(yùn)行，重復(fù)上述過程進(jìn)行第2根鋼絲繩的壓注，直至回到初始位置。
5）停止注油。注油后，斷開電源，拆除注油機(jī)接線、注油套筒相關(guān)組件。使用清油劑徹底清洗注油套筒組件、加熱筒、注油機(jī)表面，避免殘留油脂形成固體結(jié)塊，影響下次注油·拆除固定支架和操作平臺(tái)，清洗現(xiàn)場地面、墻面、鋼絲繩定滑輪等處油脂
4結(jié)束語
4結(jié)束語
自2018年起，鐘樓防洪控制工程每年在汛期前進(jìn)行l(wèi)次鋼絲繩的清洗、注油。實(shí)踐證明，清洗、注油可實(shí)現(xiàn)鋼絲繩的清潔與潤滑，延長使用周期，保障工程安全度汛。這一技術(shù)可在不拆卸鋼絲繩的情況下實(shí)現(xiàn)鋼絲繩的清潔與潤滑，節(jié)省人力、物力。
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