啟閉機(jī)設(shè)備作為閘門(mén)的一部分,用于操作門(mén)葉的移動(dòng),達(dá)到開(kāi)啟、關(guān)閉孔口的目的。在水利水電工程中,將啟閉閘門(mén)用的起重機(jī)械統(tǒng)稱為啟閉設(shè)備。
一、啟閉機(jī)的特點(diǎn)
啟閉機(jī)是一種專門(mén)用來(lái)啟閉水工建筑物中的閘門(mén)(攔污柵)用的起重機(jī)械。它同起重機(jī)一樣,是一種循環(huán)間隔吊運(yùn)機(jī)械。作為特種用途的起重機(jī),啟閉機(jī)有如下特點(diǎn):
(1)荷載變化大。啟閉力包括閘門(mén)門(mén)葉自重、行走摩阻力、配重或水柱壓力、上托力、下吸力等,除自重外,后幾種力都與閘門(mén)承受的水壓力有關(guān),而閘門(mén)承受的水壓力是隨門(mén)葉移動(dòng)而變化的。因此,啟閉機(jī)的荷載是在不斷變化的,變化幅度很大且非常不均勻。例如,當(dāng)閘門(mén)下落關(guān)閉時(shí),作用在啟閉機(jī)撓性構(gòu)件上的荷載有可能下降為零,也就是說(shuō)閘門(mén)及其附件的重力不足以克服摩擦阻力,只得添加配重或者采用剛性桿件施加閉門(mén)力把閘門(mén)壓下去。而有時(shí)閘門(mén)提升過(guò)程中因意外原因出現(xiàn)卡阻,荷載有可能超過(guò)原先設(shè)計(jì)的額定載荷,所以中等以上容量的啟閉機(jī)一般要求設(shè)置負(fù)荷指示和負(fù)荷限制器。
(2)啟閉速度低。多數(shù)啟閉機(jī)工作速度是很小的,一般為1~2m/min,通常啟閉速度不超過(guò)5m/min,有的甚至只有0.1m/min。
(3)工作級(jí)別一般較低,但要求可靠。除一些船閘以及泄洪用的閘門(mén)在特定時(shí)期內(nèi)啟閉較頻繁外,其余的閘門(mén)都比較少操作,因此啟閉機(jī)工作級(jí)別一般較低,但是它在水工建筑物上的重要性卻很高,要求它的工作可靠,這就要求平時(shí)特別注意啟閉機(jī)的保養(yǎng)維護(hù)。

(4)雙吊點(diǎn)要求同步。多數(shù)閘門(mén)、特別是大跨度閘門(mén)上具有兩個(gè)吊點(diǎn),所以這類閘門(mén)的啟閉機(jī)具有兩套額定容量相同的起升機(jī)構(gòu),為保證閘門(mén)的順利啟閉,就要求保證雙吊點(diǎn)同步,特別在液壓傳動(dòng)的啟閉機(jī)中是一個(gè)重要的課題。
(5)要適應(yīng)閘門(mén)運(yùn)行的特殊要求。例如快速事故閘門(mén),要求快速閉門(mén),但并不需要快速啟門(mén),因此啟閉機(jī)要求具有兩種速度。又如帶充水閥的閘門(mén),要求啟閉機(jī)在開(kāi)啟充水閥后自動(dòng)停機(jī),待充水平壓后再提升閘門(mén)。
二、啟閉機(jī)的類型
啟閉機(jī)的類型也是多種多樣的,不同類型啟閉機(jī)多數(shù)用它的機(jī)構(gòu)特征來(lái)命名,如固定卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)、液壓式啟閉機(jī)等。啟閉機(jī)按傳動(dòng)形式分為機(jī)械傳動(dòng)的也液壓傳動(dòng)的。機(jī)械傳動(dòng)的啟閉機(jī)按布置形式分為固定式和移動(dòng)式兩大類。液壓傳動(dòng)的啟閉機(jī)一般只有固定式。
(一)固定式啟閉機(jī)
通常一臺(tái)固定式啟閉機(jī)只用于操作一扇閘門(mén),啟閉機(jī)只設(shè)置一個(gè)起升機(jī)構(gòu),不必配置水平運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)。固定式啟閉機(jī)根據(jù)機(jī)型傳動(dòng)類型的不同,有卷?yè)P(yáng)式、螺桿式、鏈?zhǔn)?、連桿式等。
1、固定卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)
固定卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)最為常見(jiàn),廣泛用于平面閘門(mén)和弧形閘門(mén)上。我廠有QPQ、QPK、QPG、QHQ、QPT等系列產(chǎn)品。一般在400KN以下的固定卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī),可設(shè)手搖機(jī)構(gòu)。
固定卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī),由于在啟閉力和揚(yáng)程方面有寬廣的適應(yīng)范圍,因此使用極其廣泛,主要用于靠自重、水柱或其他加重方式關(guān)閉孔口的閘門(mén)和要求在短時(shí)間內(nèi)全部開(kāi)啟的閘門(mén)。另外,固定卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)可增設(shè)飛擺調(diào)速器裝置,閉門(mén)速度較快,用于啟閉快速事故閘門(mén)。

2、螺桿式啟閉機(jī)
螺桿式啟閉機(jī)主要用在需要下壓力的閘門(mén)上。大型的螺桿啟閉多用于操作深孔弧門(mén),但需設(shè)置可擺動(dòng)的支承或設(shè)置導(dǎo)軌、滑塊及鉸接吊桿與閘門(mén)連接。小型螺桿式啟閉機(jī)一般用手搖或手、電兩用。
螺桿式啟閉機(jī)的閉門(mén)力,受其行程的限制。在使用中,常因超載而使螺桿彎曲,所以電動(dòng)螺桿啟閉機(jī)應(yīng)設(shè)行程限位開(kāi)關(guān),手動(dòng)螺桿啟閉機(jī)應(yīng)設(shè)安全聯(lián)軸器。
螺桿式啟閉機(jī)的缺點(diǎn)是啟閉力不能太大,速度較低,行程也受限制。
二、液壓式啟閉機(jī)
液壓式啟閉機(jī)根據(jù)液壓缸的作用力分為單作用式、雙作用式。近年來(lái),由于機(jī)械制造工藝水平和液壓元件系列化、標(biāo)準(zhǔn)化水平的提高,啟閉機(jī)液壓化的趨勢(shì)在國(guó)內(nèi)外都是明顯的,所以液壓?jiǎn)㈤]機(jī)的地位越來(lái)越高。目前國(guó)內(nèi)已有QPPY、QPKY、QHLY等系列化液壓?jiǎn)㈤]機(jī)。
液壓?jiǎn)㈤]機(jī)啟閉力可以很大,但揚(yáng)程卻受加工設(shè)備的限制。雙向作用的油壓?jiǎn)㈤]機(jī),多用于操作潛孔平面閘門(mén)和潛孔弧門(mén)。用于操作潛孔弧門(mén)式,需設(shè)置可轉(zhuǎn)動(dòng)支座或設(shè)置導(dǎo)軌及滑塊及鉸接吊桿與閘門(mén)連接。
三、啟閉機(jī)的基本參數(shù)
1、啟閉力
啟閉力式啟閉機(jī)的額定容量,它相當(dāng)于通用起重機(jī)的額定起重量,單位為千牛(KN)如果是雙吊點(diǎn),則稱2*多少千牛。啟閉力是根據(jù)閘門(mén)的啟門(mén)力、持住力和閉門(mén)力中的值來(lái)確定的。這三個(gè)力分別考慮了閘門(mén)在啟門(mén)和閉門(mén)時(shí)在動(dòng)水或靜水條件下的自身重力、加重塊重力、摩擦力、水柱作用力、下吸力、上托力等因素的力學(xué)關(guān)系。
2、工作速度

(1)啟閉速度:在啟閉機(jī)的起升機(jī)構(gòu)中,下降速度接近起升速度,只需標(biāo)出起升速度即可。但是在快速下降閘門(mén)的啟閉機(jī)的下降速度和起升速度不同,故需分別標(biāo)出啟門(mén)速度和閉門(mén)速度。螺桿式啟閉機(jī)啟閉速度一般為0.2~0.5m/min,卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)手動(dòng)一般為1~2.5m/min,大容量啟閉機(jī)的啟閉速度則低些。所有啟閉機(jī)的速度在閘門(mén)接近底檻時(shí)應(yīng)不大于5m/min。
(2)運(yùn)行速度:移動(dòng)式啟閉機(jī)的運(yùn)行速度,大車一般為10~25m/min,小車由于行走距離非常有限,一般為5~10m/min。
(3)旋轉(zhuǎn)速度:通常只限于門(mén)式啟閉機(jī)的懸臂吊車,旋轉(zhuǎn)角度有限,故旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)驅(qū)使臂架旋轉(zhuǎn)速度控制在0.5r/min左右。
3、揚(yáng)程
揚(yáng)程是指啟閉機(jī)的吊鉤在閘門(mén)安裝檢修或運(yùn)行過(guò)程中升降的高度,與通用起重機(jī)械的起升高度是同一概念。對(duì)于弧形閘門(mén),則以吊鉤在兩個(gè)極限位置時(shí),起重元件長(zhǎng)度的差值為定義。對(duì)于門(mén)式啟閉機(jī)其揚(yáng)程包括軌上揚(yáng)程和軌下?lián)P程。
4、跨度
跨度是指移動(dòng)式啟閉機(jī)的大車兩側(cè)行走軌道中心線之間的距離,通常就是啟閉機(jī)的軌距,但在弧形軌道上運(yùn)行的啟閉機(jī)有細(xì)微的差別,所以弧形軌道應(yīng)標(biāo)明最小彎曲半徑。啟閉機(jī)的軌距單位為m。
5、吊點(diǎn)間距
對(duì)于雙吊點(diǎn)啟閉機(jī)而言,由閘門(mén)上兩個(gè)吊點(diǎn)的布置情況來(lái)確定。它等于起吊閘門(mén)在高處位置時(shí),兩個(gè)取物元件之間的水平間距,單位為m。一般為閘門(mén)兩個(gè)吊耳的距離。
6、工作級(jí)別
啟閉機(jī)和通用起重機(jī)械一樣,式一種循環(huán)間隔工作的機(jī)械。出液壓?jiǎn)㈤]機(jī)外,啟閉機(jī)機(jī)構(gòu)的工作級(jí)別按機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)壽命額荷載狀態(tài)劃分。主起升機(jī)構(gòu)的工作級(jí)別就是啟閉機(jī)的工作級(jí)別。
螺桿式啟閉機(jī)安裝
1、 一定要保持基礎(chǔ)布置平面水平180 ;啟閉機(jī)底座與基礎(chǔ)布置平面的接觸面積要達(dá)到90%以上;螺桿軸線要垂直閘臺(tái)上衡量的水平面;要與閘板吊耳孔垂直,避免螺桿傾斜,造成局部受力而損壞機(jī)件。
2、 將啟閉機(jī)置于安裝位置。把一個(gè)限位盤(pán)套在螺桿上,將螺桿從橫梁的下部旋入啟閉機(jī),當(dāng)螺桿從啟閉機(jī)上方露出后,再套上限位盤(pán)。螺桿的下方與閘門(mén)連接。
3、 啟閉機(jī)的基礎(chǔ)建筑物安裝必須穩(wěn)固安全。機(jī)座和基礎(chǔ)構(gòu)件的混凝土,按圖紙的規(guī)定澆筑,在混凝土強(qiáng)度未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度時(shí),不準(zhǔn)拆除和改變啟閉機(jī)的臨時(shí)支撐,更不得進(jìn)行試調(diào)和試運(yùn)轉(zhuǎn)。
4、 安裝啟閉機(jī)根據(jù)閘門(mén)起吊中心線,找正中心使中心線偏差不超過(guò)正負(fù)3mm,高程偏差不超過(guò)正負(fù)5mm。然后澆注二期混凝土或與預(yù)埋鋼板連接。

5、 啟閉機(jī)電氣設(shè)備的安裝,符合圖紙及說(shuō)明書(shū)的規(guī)定,全部電氣設(shè)備均可靠的接地。
6、 每臺(tái)啟閉機(jī)安裝完畢,對(duì)啟閉機(jī)進(jìn)行清理,補(bǔ)修已損壞的保護(hù)油漆,灌注潤(rùn)滑脂。
啟閉機(jī)調(diào)試
1、啟閉機(jī)在無(wú)荷載的情況下,保證三相電流不平衡不超過(guò)正負(fù)10%,并測(cè)出電流值。
2、上下限位的調(diào)節(jié):當(dāng)閘門(mén)處于全閉的狀態(tài)時(shí),將上限壓緊上行程開(kāi)關(guān)并固定在螺桿上。當(dāng)閘門(mén)處于全開(kāi)時(shí),將下限位盤(pán)壓緊下行程開(kāi)關(guān)并固定在螺桿上。
3、啟閉機(jī)的主令控制器調(diào)整,必須保證閘門(mén)升降到上、下限位時(shí)的誤差不超過(guò)1cm。
4、安裝后,一定要作試運(yùn)行,一作無(wú)載荷試驗(yàn),即讓螺桿作兩個(gè)行程,聽(tīng)其有無(wú)異常聲響,檢測(cè)安裝是否符合技術(shù)要求。二作載荷試驗(yàn),在額定載荷下,作兩個(gè)行程,觀察螺桿與閘門(mén)的運(yùn)行情況,有無(wú)異?,F(xiàn)象。確認(rèn)無(wú)誤后方可正式運(yùn)行。
啟閉機(jī)使用時(shí)注意事項(xiàng)
1、操作人員必須掌握啟閉機(jī)的結(jié)構(gòu)、性能與操作方法,并有一定的機(jī)械知識(shí),以確保機(jī)器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
2、操作前,對(duì)啟閉機(jī)進(jìn)行檢查,個(gè)部位潤(rùn)滑情況是否良好,螺栓有無(wú)松動(dòng)。電動(dòng)啟閉時(shí)檢查電源線路是否接通,開(kāi)關(guān)是否良好。
3、電動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),操作人員不得離開(kāi)現(xiàn)場(chǎng),發(fā)現(xiàn)問(wèn)題立即停機(jī)。
4、啟閉機(jī)維修時(shí),必須載荷。
5、在使用時(shí),需隨時(shí)由注油孔注入潤(rùn)滑油,要經(jīng)常保持足夠的潤(rùn)滑油,螺桿要定期油垢,涂護(hù)新油,以防銹蝕。
啟閉機(jī)設(shè)備作為閘門(mén)的一部分,用于操作門(mén)葉的移動(dòng),達(dá)到開(kāi)啟、關(guān)閉孔口的目的。在水利水電工程中,將啟閉閘門(mén)用的起重機(jī)械統(tǒng)稱為啟閉設(shè)備。



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