外增雙重限位解決液壓?jiǎn)㈤]機(jī)“頂缸”故障

顧玉蘭

目前，液壓?jiǎn)㈤]機(jī)已被廣泛應(yīng)用于水利工程中，發(fā)揮著重要的作用。上海沿黃浦江各泵閘多數(shù)采用了液壓站集中控制和集成式液壓控制的水閘，同時(shí)又分直升式、下臥式、上翻式、旋臥式、直線推拉式大中小型閘門和橋面。沿江閘門作為擋潮口門，承擔(dān)著引水排水安全的重大責(zé)任，因此在項(xiàng)目技術(shù)管理中，特別是應(yīng)對(duì)突發(fā)情況，不能僅停留在尋求廠家解決問題的層面；應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)液壓?jiǎn)㈤]系統(tǒng)的專業(yè)培訓(xùn)，打造專業(yè)維護(hù)搶修小組；認(rèn)真研究各類閘門液壓?jiǎn)㈤]系統(tǒng)，并進(jìn)行各種故障分析和落實(shí)改進(jìn)措施，才能確保水閘安全運(yùn)行。

一、工程概況

清水河泵閘位于上海市楊浦區(qū)新江灣城東北角，處于新江灣城緯六河、經(jīng)三河交匯處東側(cè)，閘殷路清水河橋西側(cè)，其主要功能是防洪排澇和引水調(diào)水，也是新江灣城城區(qū)河道澇水匯入黃浦江的主要控制建筑物。泵站配6臺(tái)套10kV高壓潛水軸流泵，每臺(tái)水泵單機(jī)流量5m3/s，葉輪直徑1.150m。配備下臥式平面鋼閘門1扇（節(jié)制閘），高8.25m，寬8m。其中6臺(tái)主泵組工作閘門均采用雙吊點(diǎn)油缸啟閉，啟閉控制在液壓站操作。工作閘門采用60kN液壓?jiǎn)㈤]油缸，全行程2500mm，液壓缸內(nèi)徑100mm，閘門啟閉速度1m/min。

1.液壓系統(tǒng)主要參數(shù)

液壓系統(tǒng)主要參數(shù)見表1。

表1 液壓系統(tǒng)主要參數(shù)表

2.泵組工作門工作流程

開機(jī)前，一臺(tái)油泵啟動(dòng)：按下對(duì)應(yīng)機(jī)組開閘門按鈕，開閘門電磁閥動(dòng)作，操縱換向閥動(dòng)作，開啟閘門。由開度儀內(nèi)置行程開關(guān)控制閘門開啟高度，至“全開”位置停止。

停機(jī)后，一臺(tái)油泵啟動(dòng)：按下對(duì)應(yīng)機(jī)組關(guān)閘門按鈕，關(guān)閘門電磁閥動(dòng)作，操縱換向閥動(dòng)作，關(guān)閉閘門。由開度儀內(nèi)置行程開關(guān)控制閘門關(guān)閉高度，至“全關(guān)”位置停止。

二、問題提出

原閘門啟閉設(shè)計(jì)的基本思路和原理是正確的，但開度儀內(nèi)置行程開關(guān)缺乏動(dòng)作的可靠性，安裝以來未能達(dá)到預(yù)期的效果。清水河泵閘6臺(tái)主泵組工作門啟閉在專門配套的液壓站操

作，以往在“關(guān)閘門運(yùn)行”時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)“頂缸”現(xiàn)象，閘門實(shí)際關(guān)到位后，能自由活動(dòng)的油缸會(huì)繼續(xù)上頂，造成門槽蓋板傾覆破壞，甚至缸體有（無）桿腔所接壓力油管拉壞，這就相當(dāng)危險(xiǎn)，管理人員需高度警惕。

該閘門啟閉操作時(shí)通常由至少3人進(jìn)行，一人操作，兩人現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)護(hù)，配備對(duì)講機(jī)，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)護(hù)人員需認(rèn)真觀察閘門開度及“到頂”情況，如遇油缸到頂未停止繼續(xù)上頂，需通過對(duì)講機(jī)及時(shí)報(bào)告操控人員停止“關(guān)閘門運(yùn)行”操作，以防發(fā)生“頂缸”現(xiàn)象而導(dǎo)致設(shè)備故障。此工作不僅麻煩而且存在液壓設(shè)備安全操作的事故隱患。

三、原因分析

開度儀行程計(jì)量方面存在問題，在閘門達(dá)到限位時(shí)不能自動(dòng)停止運(yùn)行。在“關(guān)閘門運(yùn)行”時(shí)，當(dāng)閘門運(yùn)行到實(shí)際“全關(guān)”位置，即閘門到達(dá)進(jìn)水流道底板，而安裝在閘門開度儀行程限位裝置中的限位開關(guān)XW2（如圖1）不能正確動(dòng)作。究其原因主要為行程限位調(diào)整不準(zhǔn)、限位開關(guān)本體失靈等。該工作門開度儀采用外置式拉繩開度儀，行程開關(guān)安裝在螺桿調(diào)適位置，因?yàn)榘ㄔ谠O(shè)備調(diào)試完成后限位不當(dāng)、閘門油缸大修理后限位不當(dāng)、加之閘門開度儀行程裝置處于惡劣環(huán)境導(dǎo)致密封損壞等因素，限位開關(guān)XW2彈簧銹蝕失靈不能正確動(dòng)作，中間繼電器K2線圈不能及時(shí)帶電，不能利用K2常閉輔助觸點(diǎn)及時(shí)斷開啟閉機(jī)“關(guān)閘門運(yùn)行”控制回路，因而導(dǎo)致“關(guān)閘門運(yùn)行”繼續(xù)執(zhí)行，產(chǎn)生“頂缸”現(xiàn)象。

圖1 控制回路圖

四、技術(shù)改進(jìn)

針對(duì)該閘門啟閉機(jī)缸體采用自由活動(dòng)油缸的型式，一是定期檢查、調(diào)整或更換開度儀內(nèi)限位開關(guān)；二是在左右油缸頂部各增設(shè)限位開關(guān)1只：ZXWL、ZXWR，常開觸頭并聯(lián)于控制回路（如圖1所示紅色加粗部分），以提高當(dāng)閘門關(guān)到位時(shí)及時(shí)“停止”的可靠性；三是在該閘門門槽兩油缸頂部改裝輕質(zhì)蓋板（原鋼筋混凝土材質(zhì)），以便檢查觀察；四是經(jīng)常性檢查或更換失靈的限位開關(guān)ZXWL、ZXWR。

開度儀內(nèi)置行程開關(guān)XW2因?yàn)闄z查不便，但作為行程開關(guān)XW2雙重后備保護(hù)，即：限位開關(guān)ZXWL、ZXWR只要有其中之一動(dòng)作，就能使中繼K2線圈帶電，其常閉接點(diǎn)就能及時(shí)斷開“關(guān)閘門運(yùn)行”控制回路。從而可靠關(guān)閉主水泵的工作門，有效地防止了“頂缸”現(xiàn)象的發(fā)生。這樣技術(shù)改進(jìn)的好處在于，完全忽略開度儀內(nèi)置式行程開關(guān)XW2的動(dòng)作失誤，從而從根本上直接由油缸本體的“頂缸”動(dòng)作完全停止了“關(guān)閘門運(yùn)行”，加之限位開關(guān)ZXWL、ZXWR的并聯(lián)運(yùn)行，從技術(shù)上增加了控制回路的可靠性。

五、改進(jìn)效果

清水河泵閘6臺(tái)主泵組工作門啟閉機(jī)，于2017年汛前經(jīng)過以上技術(shù)改進(jìn)后，經(jīng)歷了整個(gè)汛期的運(yùn)行，再未發(fā)生一起“頂缸”故障，使用技術(shù)改進(jìn)手段大大減少了液壓?jiǎn)㈤]設(shè)備的故障率