張軍

斗龍港閘通航孔鋼絲繩偏磨原因分析及改造措施

張軍

斗龍港閘是江蘇省里下河地區(qū)洪水排澇入海的主要控制工程之一，位于鹽城大豐市境內(nèi)，1965年11月開(kāi)工興建，1966年6月建成放水，為大（2）型排澇擋潮閘,設(shè)計(jì)日均流量200m3/s，設(shè)計(jì)最大流量1260m3/s，控制流域面積4428km2。截至2014年底，累計(jì)開(kāi)關(guān)閘19148潮次，排水665.83 億m3，為區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和人民生產(chǎn)生活穩(wěn)定做出了巨大的貢獻(xiàn)。

一、工程概況

斗龍港閘共8孔，單孔凈寬10m，其中左岸1號(hào)孔兼作通航孔，在滿(mǎn)足排水功能的同時(shí)，兼顧上下游船只通航。通航孔采用上下扉直升平面鋼閘門(mén)，上扉門(mén)10.6m×3.75m，下扉門(mén)10.6m× 4.25m，采用2臺(tái)卷?yè)P(yáng)式啟閉機(jī)啟閉。啟閉機(jī)由原上海重型機(jī)器廠1966年3月產(chǎn)，機(jī)號(hào)A34200-15。啟閉機(jī)啟門(mén)力為2×100kN，啟門(mén)速度1.52m/min，繩轂直徑0.7m，鋼絲繩規(guī)格6×37＋1-φ34.5-160。纏繞在繩轂上的鋼絲繩數(shù)量為上扉門(mén)5圈，下扉門(mén)7圈。

二、存在問(wèn)題及原因分析

1.存在問(wèn)題

通航孔上下扉閘門(mén)啟閉機(jī)鋼絲繩自閘門(mén)吊座起，均經(jīng)固定于排架的定滑輪后與啟閉機(jī)繩轂相連，啟閉機(jī)通過(guò)對(duì)鋼絲繩的收放達(dá)到啟閉閘門(mén)的目的。由于鋼絲繩通過(guò)定滑輪改變受力方向啟閉閘門(mén)，與定滑輪槽接觸部位發(fā)生嚴(yán)重磨損和斷絲現(xiàn)象，縮短了鋼絲繩使用壽命，也為工程安全運(yùn)行埋下了隱患。

2.原因分析

斗龍港閘通航孔上下扉平面鋼閘門(mén)各由一臺(tái)啟閉機(jī)啟閉，上下扉兩閘門(mén)緊靠在一起，垂直水流向吊點(diǎn)位置相同，且兩閘門(mén)吊點(diǎn)順?biāo)飨蛳嗑嘀挥?0cm左右，鋼絲繩與啟閉機(jī)繩轂相連時(shí)采用定滑輪改變方向，呈“八”字型分別引向繩轂。閘門(mén)啟閉時(shí)，鋼絲繩不但通過(guò)定滑輪作上下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)要沿著繩轂螺旋導(dǎo)向繩槽作橫向運(yùn)動(dòng)。閘門(mén)每完成一次啟閉，上扉門(mén)鋼絲繩上下移動(dòng)約9.4m，在繩轂處橫向左右移動(dòng)約50cm；下扉門(mén)鋼絲繩上下移動(dòng)約17.4m，在繩轂處橫向移動(dòng)約70cm。平均每年斗龍港閘運(yùn)行400潮次，上下扉閘門(mén)鋼絲繩分別在定滑輪處上下移動(dòng)3760m和6960m，移動(dòng)量較大。由于定滑輪只能在重力方向隨鋼絲繩上下移動(dòng)而旋轉(zhuǎn)，不能隨鋼絲繩作橫向移動(dòng)，導(dǎo)致鋼絲繩橫向移動(dòng)幅度增大時(shí)，與定滑輪繩槽側(cè)面摩擦阻力隨之增大，從而產(chǎn)生磨損。根據(jù)實(shí)際觀察，鋼絲繩和與之接觸的定滑輪繩槽側(cè)面磨損明顯。

三、改造對(duì)策

通過(guò)分析，取消定滑輪是解決鋼絲繩磨損的根本途徑，主要有以下方案：方案一，改變水閘土建基本尺寸，滿(mǎn)足鋼絲繩與啟閉機(jī)繩轂直接連接；方案二，按照實(shí)際工況定制啟閉機(jī)，滿(mǎn)足鋼絲繩與啟閉機(jī)繩轂直接連接；方案三，改造定滑輪，大幅降低摩擦阻力，減少鋼絲繩磨損。

方案比選：方案一、方案二可根本解決問(wèn)題，但工程量較大，一次性投入多，性?xún)r(jià)比低；方案三僅需對(duì)定滑輪進(jìn)行技術(shù)革新，工程量較小，投入較小，并且可大幅降低磨損。經(jīng)比較后，采用方案三。具體措施為:

1.技術(shù)路線(xiàn)

因鋼絲繩發(fā)生磨損的原因是鋼絲繩在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)作橫向移動(dòng)，而此時(shí)定滑輪不能跟隨作出橫向移動(dòng)，從而隨著橫向移動(dòng)幅度增大時(shí)，摩擦力急劇增大，磨損發(fā)生。為此，因地制宜改造定滑輪，使之滾輪同時(shí)具備隨鋼絲繩分別作出上下和橫向運(yùn)動(dòng)的功能，從而減少摩擦阻力，降低磨損。

2.具體結(jié)構(gòu)

定滑輪基本結(jié)構(gòu)是一個(gè)帶繩槽的滾輪、軸和兩個(gè)支架的組合體。改造的方法是加長(zhǎng)軸，使?jié)L輪在軸上能夠橫向移動(dòng)。由于滾輪在軸上要作橫向移動(dòng)，故定滑輪基座、支架、軸以及滾輪本身的強(qiáng)度都應(yīng)適度提高。原定滑輪的滾輪圍繞軸旋轉(zhuǎn)，軸被固定在支架上，不能運(yùn)動(dòng)。改造后，軸兩端使用推力軸承與支架連接固定，從而具有了旋轉(zhuǎn)功能；同時(shí)，軸的截面改圓形為矩形，滾輪帶動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，并且滾輪在軸上作橫向滑動(dòng)。這樣，當(dāng)鋼絲繩啟閉閘門(mén)作上下移動(dòng)和橫向移動(dòng)時(shí)，定滑輪滾輪跟隨作出旋轉(zhuǎn)和橫向運(yùn)動(dòng)，大幅降低了摩擦阻力，從而達(dá)到了減少磨損之目的。

3.材料選用

定滑輪支架選用ZG25鋼，軸45號(hào)鋼?；啚楣こ趟芰虾辖餝LHP，該材料具有自潤(rùn)滑性和抗磨性好、摩擦系數(shù)小、承載力高等特點(diǎn)。

4.潤(rùn)滑措施

在定滑輪軸長(zhǎng)度方向鉆孔設(shè)置輸油通道，并與設(shè)置在軸表面的四道油槽相連，在軸端設(shè)置滑潤(rùn)油加注油箱，當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)至一定角度時(shí)，注油孔與油箱油嘴相連，潤(rùn)滑油通過(guò)自身重力作用，自主流入軸內(nèi)輸油通道，實(shí)現(xiàn)自主加油潤(rùn)滑。潤(rùn)滑油箱設(shè)置油位計(jì)，便于觀察油位。為防止灰塵污染軸與滾輪的接觸面，設(shè)置橡膠防塵套。

四、應(yīng)用效果

改造后定滑輪具有以下特點(diǎn)：（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，僅對(duì)原有定滑輪進(jìn)行適度改造；（2）便于安裝，可使用原有閘身基座進(jìn)行安裝；（3）成本低廉，使用材料市場(chǎng)易購(gòu)，材料易焊接和機(jī)械加工；（4）易于維護(hù)，閘門(mén)運(yùn)行巡視時(shí)，觀察滑輪是否缺油，油箱油位低于極限時(shí)，及時(shí)加油即可。

通過(guò)此次實(shí)施改造，消除了鋼絲繩偏磨安全隱患，保證了工程運(yùn)行安全?？晒╊?lèi)似結(jié)構(gòu)閘門(mén)啟閉機(jī)改造參考

（作者單位：江蘇省鹽城市斗龍港閘管理所 224163）