雙支點頂式螺桿啟閉機在水利工程中的運用

時間:2022-09-30 10:56:06

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雙支點頂式螺桿啟閉機在水利工程中的運用

1工程概況

山東沾化市徒駭河綜合治理工程是沾化市“林水會戰”的重大工程,工程總投資1.9億元,主要是對徒駭河沾化城區段進行河道護砌和清淤治理,河面由原來60m拓寬到200m,防汛能力大大增強,森林公園位于沿河兩側,防洪閘橋與景觀河相輔相成,閘孔為3m×4m(寬×高)的方形孔口,閘門上游側與徒駭河相通,下游側農業灌溉渠道相通。橋閘節水設備由5套SPGZ3×4雙向止水鑄鐵閘門和5套2×250kN雙支點螺桿啟閉機構成,為了不影響整體景觀效果,采用螺桿不外露的頂式啟閉機,同時設備頂部的鋼結構箱式橋梁可作為人行便橋。設備在滿足強度、剛度、穩定性和工作特性的前提下,還要結合現場環境,在景觀設計上滿足景觀亮點的要求。

2設備構成及工作原理

雙支點頂式螺桿啟閉機主要由機頭、螺桿、吊座、閘門、橫梁、吊桿、同步軸、螺桿護管等組成,機頭與螺桿聯接,機頭與螺桿為兩套左右對稱布置,兩套機頭通過傳動軸實現機械同步,機頭下方的閘墩中設置埋管,螺桿在埋管中作往復運動,螺桿上方聯接橫梁,橫梁中部對稱布置兩根連桿,連桿通過吊座與橫梁和閘門連接,兩套機頭驅動螺桿,螺桿在埋管中上下運動,螺桿頂部的橫梁也隨之上下運動,通過連桿帶動閘門上下運動,實現閘門的啟閉功能。5孔閘門關閉時,其上端5根橫梁連成人行便橋,滿足了景觀要求。本結構設置的橫梁在閘門閉門中起到了施加閉門力的作用,故提高了閘門運行的平穩性,使得啟閉效果更理想。

3設備主要部件材料的選取及制作

3.1機頭

機頭螺桿材料選用40Cr,加工后進行調質和磨齒處理,高頻淬火硬度達HRC45-55,使其具有良好的耐磨性和承受重負荷的能力;機頭蝸輪材料選用ZCuSnP1,錫磷青銅鑄造采用離心澆鑄的方式,使其具有良好的耐磨性和抗疲勞性;機頭螺桿材料選用45Cr,利用專用旋風銑床加工制作,設備加工效率高,加工精度有保證;機頭裝配要求,應保證蝸桿與蝸輪中心嚙合點偏移量不大于±1mm,裝配后作磨合試驗,達到驗收規范要求。

3.2橫梁

橫梁材料選用Q345B,焊接要求外觀光滑平整,焊后作無損檢測,以保證焊縫的強度要求。橫梁表面的平面度為±0.5mm,鉆孔時要求橫梁吊點中心與拉桿法蘭連接孔中心在一條直線上,其誤差不大于±1mm。防腐要求表面噴砂除銹,其清潔度達Sa2.5,涂環氧富鋅底漆,環氧云鐵中間漆,氯化橡膠面漆并保證漆膜厚度,使設備達到設計壽命。

3.3同步軸

同步軸材料選用45Cr,在保證強度的基礎上,要求兩端階梯軸的同軸度控制在0.1mm范圍內。

4現場功能調試及驗收

產品到達工地現場檢查、開箱驗收,按照相關圖紙文件進行組裝,緊固件安裝牢固,螺桿的垂直度和橫梁的平行度合格后,啟閉機注入足量潤滑油,滿足油位要求,其油封和結合面處應沒有漏油現象,連接螺栓應緊固不得松動。電氣設備接電前,檢查全部接線符合圖樣要求,檢測線路的絕緣電阻大于0.5MΩ。

4.1空載試驗

啟閉機不連接閘門,在整個行程中往返3次,電機運行正常沒有異常的發熱現象,運行到上下極限位置時,行程限位開關能發出信號并切斷電源,使啟閉機停止運轉。試驗過程中,所有機械部件運轉時不得有異常聲響。

4.2載荷試驗

啟閉機通過吊桿將閘門連接好作運行試驗,動水啟閉兩次,各傳動零件運轉平穩,沒有異常聲響、發熱和漏油的現象,荷載控制裝置和高度指示裝置的傳感器信號發送和接收靈敏、準確。在閘門升降的過程中整個鋼結構橋梁平穩起落,設備控制采用現地和遠程兩種控制形式。現地可通過“升、降、停按鈕進行手動操作,也還可通過PLC進行自動操作;遠方通過計算機集中控制系統,對閘門進行遠程自動控制。啟閉橋兩側有警示標志,當閘門起升放水時,現地警示燈發出警示信號,聲光報警裝置啟動,禁止兩岸人員通行,避免意外事故的發生。

5結語

雙支點頂式螺桿啟閉機的應用,彌補了普通螺桿式啟閉機在水利工程中單調、缺乏空間視覺感的不足,展現了整體布局的合理性,同時增加了設備運行的穩定性。為設備在建筑物中的布置滿足協調性提供了工程實例。

作者:李金可 單位:黃驊市五一機械有限公司