自制啟閉機(jī)鋼絲繩清洗設(shè)備在水閘工程維修養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用

孔令清

在水閘的日常維護(hù)中，鋼絲繩的清洗是一項既辛苦又存在較大安全隱患的工作，是水閘工程維修養(yǎng)護(hù)中承擔(dān)安全風(fēng)險最大的工作內(nèi)容，對鋼絲繩清洗進(jìn)行革新改造勢在必行。

傳統(tǒng)的鋼絲繩清洗方法有兩種：第一種是將鋼絲繩從設(shè)備上拆下來，放在柴油里用塑料刷子人工將污漬清洗干凈后，再將鋼絲繩重新安裝到設(shè)備上，再人工用毛刷子涂抹調(diào)和油對鋼絲繩進(jìn)行保護(hù)；第二種是利用安裝在設(shè)備上（通過葫蘆）的吊籃，將工人和清洗用具（毛刷、油桶、柴油等）置于吊籃內(nèi)，通過人工調(diào)節(jié)葫蘆，逐段對鋼絲繩進(jìn)行清洗和涂油保護(hù)。前者不但費時費力，也不環(huán)保，而且在安裝過程中容易造成鋼絲繩二次污染；后者不僅費時費力，還存在嚴(yán)重的安全隱患。

對此，經(jīng)過近三年的不斷探索和改進(jìn)，筆者自制了一套鋼絲繩清洗設(shè)備，較好地解決了鋼絲繩清洗中遇到的困境和難點，在高效環(huán)保的基礎(chǔ)上，更好地解決了鋼絲繩清洗中的安全隱患。目前，該套鋼絲繩清洗設(shè)備已獲得國家知識產(chǎn)權(quán)局四項實用新型專利授權(quán)，另外兩項發(fā)明專利已通過國家知識產(chǎn)權(quán)局受理，進(jìn)入發(fā)明專利申請公布及實質(zhì)審查階段。下面就鋼絲繩清洗設(shè)備的結(jié)構(gòu)組成、原理、清洗效果以及清洗過程中存在的問題作簡要介紹。

一、結(jié)構(gòu)組成

鋼絲繩清洗設(shè)備結(jié)構(gòu)主要有清洗設(shè)備系統(tǒng)、控制設(shè)備系統(tǒng)、行程運行三個系統(tǒng)組成。

1.清洗設(shè)備系統(tǒng)

由毛刷、電機(jī)、傳動齒輪、油箱（分柴油和調(diào)和機(jī)油）、集污盒、卡環(huán)等部件組成，通過設(shè)備框架將上述部件按設(shè)計圖紙進(jìn)行安裝，制造出鋼絲繩清洗設(shè)備系統(tǒng)。其主要構(gòu)件：毛刷（自主設(shè)計委托加工，已獲得國家知識產(chǎn)權(quán)局實用新型專利授權(quán)），采用PA尼龍棒材料制作，在尼龍棒外部按設(shè)計齒高、齒形角、齒數(shù)，通過機(jī)床加工形成外部結(jié)構(gòu)；在尼龍棒內(nèi)部按設(shè)計內(nèi)徑通過機(jī)床加工形成圓弧，在圓弧面上按梅花形狀布孔植尼龍絲（0.4～0.8），通過鉸鏈安裝，制造成毛刷構(gòu)件?？ōh(huán)（自主設(shè)計委托加工，已獲得國家知識產(chǎn)權(quán)局實用新型專利授權(quán)），用高強度鋼構(gòu)件按設(shè)計尺寸要求加工成圓卡環(huán)，在圓卡環(huán)上安裝滾動軸承及銷軸，再用鋼板（設(shè)計尺寸要求）與圓卡環(huán)焊接，制造成卡環(huán)構(gòu)件。

2.控制設(shè)備系統(tǒng)

由漏電保護(hù)裝置、電源開關(guān)、倒順開關(guān)（正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)）、行程開關(guān)（上行、下行）、變頻器、光電傳感器、無線遙控裝置、限位保護(hù)裝置、故障報警裝置等部件組成，通過設(shè)備箱盒將上述部件按設(shè)計圖紙進(jìn)行安裝，制造出控制設(shè)備系統(tǒng)。主要控制單元包括第一變頻器、第二變頻器、有線、無線發(fā)射裝置、有線、無線接收裝置，通過上述對控制單元的控制，實現(xiàn)鋼絲繩清洗設(shè)備的合理整合。

3.行程運行系統(tǒng)

由電機(jī)、減速機(jī)、鋼絲繩、定滑輪、固定支架、旋轉(zhuǎn)挑臂等部件安裝組成。主要設(shè)備通過市場購買后組裝，經(jīng)調(diào)試滿足設(shè)計要求即可。

二、工作原理

將毛刷（粗毛）安裝到鋼絲繩上，打開電源，開啟倒順開關(guān)（正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)），電機(jī)通過傳動齒輪驅(qū)動毛刷圍繞鋼絲繩旋轉(zhuǎn)，同時打開柴油箱閥門注入柴油；開啟行程開關(guān)帶動鋼絲繩清洗設(shè)備沿鋼絲繩上下行走，通過變頻器對毛刷旋轉(zhuǎn)速度及鋼絲繩清洗設(shè)備上下行走速度進(jìn)行調(diào)節(jié)，往復(fù)數(shù)次，直至將鋼絲繩清洗干凈。然后關(guān)閉油箱柴油閥門，關(guān)閉電源，清理集污盒，更換毛刷（細(xì)毛），打開電源，開啟倒順開關(guān)（正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)），啟動電機(jī)驅(qū)動毛刷圍繞鋼絲繩旋轉(zhuǎn)，同時打開調(diào)和油箱閥門注入調(diào)和機(jī)油；開啟行程開關(guān)帶動鋼絲繩清洗設(shè)備沿鋼絲繩上下行走，通過變頻器對毛刷旋轉(zhuǎn)速度及鋼絲繩清洗設(shè)備上下行走速度進(jìn)行調(diào)節(jié)，往復(fù)2～3次，即能將調(diào)和機(jī)油均勻地涂抹到鋼絲繩上。開停機(jī)流程見圖1。

三、清洗效果

該套設(shè)備經(jīng)過兩年多在窯河閘閘門鋼絲繩清洗中的應(yīng)用，在解決了初期研制過程中一系列問題之后，性能得到了較大提升。該裝置與傳統(tǒng)的鋼絲繩清洗方法相比，不僅極大地提高了工作效率，降低了經(jīng)費支出，而且清洗效果干凈，調(diào)和油涂抹均勻，更重要的是解決了鋼絲繩清洗過程中長期存在的環(huán)境污染和安全隱患問題。

四、效益分析

窯河閘共有5孔閘門，雙吊頂布置，兩種規(guī)格鋼絲繩（分別為φ15.5mm及φ19.5mm），鋼絲繩總長度為570m。按傳統(tǒng)的鋼絲繩清洗方法，每次養(yǎng)護(hù)需要2個人10個工作日才能完成，需要柴油50L，調(diào)和機(jī)油5L，還要給工人提供防護(hù)服，隨著人工工資的逐步提高，支出經(jīng)費還會進(jìn)一步增加；使用鋼絲繩清洗設(shè)備以后，人工只需要1人，4個工作日即可完成，需要柴油20L，機(jī)油2L。通過對比，無論是從時間上、使用材料上、還是經(jīng)費支出上，鋼絲繩清洗設(shè)備都具備了傳統(tǒng)鋼絲繩清洗無法比擬的優(yōu)勢。

圖1 開停機(jī)流程圖

五、主要問題和展望

設(shè)備存在的主要問題包括：（1）吊頭及啟閉機(jī)滾輪上的鋼絲繩部分受閘門吊頭和啟閉機(jī)底座影響，不能直接清洗、抹調(diào)和機(jī)油，需要通過調(diào)節(jié)閘門高度或人工操作來完成；（2）油箱閘閥在清洗、抹調(diào)和機(jī)油的過程中，出油流量未能實現(xiàn)自動控制，力爭在下一步智能改造中得到解決。

鋼絲繩的清洗養(yǎng)護(hù)是水閘運行管理中的一項重要工作，每年都要進(jìn)行1～2次，不同型號的鋼絲繩需要定制不同內(nèi)徑的清洗毛刷，下一步準(zhǔn)備定制多種內(nèi)徑的清洗毛刷進(jìn)行試驗，期待得到更好的改進(jìn)。另外，鋼絲繩的日常養(yǎng)護(hù)在機(jī)場、碼頭、工廠、高層建筑等眾多領(lǐng)域也存在大量需求，制造出符合眾多領(lǐng)域的鋼絲繩清洗設(shè)備還需要進(jìn)行一定的技術(shù)改造，希望通過該設(shè)備的運用和推廣，能夠激發(fā)更多工程管理人員和科技工作者的興趣和創(chuàng)造力，為提升鋼絲繩的養(yǎng)護(hù)水平作出更大貢獻(xiàn)