鄭 雄 李文祥 胡新霖

喀麥隆曼維萊水電站項(xiàng)目工程位于喀麥隆共和國(guó)南部大區(qū)馬鞍境內(nèi)的恩特母河上，裝機(jī)容量211 MW（4×52.75 MW），為喀麥隆最大水力發(fā)電站?？溌÷S萊水電站溢洪道壩頂設(shè)2×160 kN雙向門式啟閉機(jī)1臺(tái)。其工作主要用于操作機(jī)械清污抓斗和安放、啟閉主溢洪道上游疊梁檢修閘門。門機(jī)上游側(cè)設(shè)置1套回轉(zhuǎn)吊，起升容量為100 kN，其回轉(zhuǎn)半徑5 m、回轉(zhuǎn)角度+10°～+190°、揚(yáng)程7.5 m以滿足壩前輔助清污。抓梁上端設(shè)有兩吊耳與起重吊具相連（起重吊具上有活動(dòng)的銷軸專用于連接吊耳），下端設(shè)有自動(dòng)抓脫裝置，自動(dòng)抓梁起吊疊梁檢修閘門時(shí)，通過(guò)卡體自動(dòng)掛脫鉤。在原設(shè)計(jì)中機(jī)械自動(dòng)抓梁沒(méi)有限位裝置，此次增加限位裝置對(duì)機(jī)械自動(dòng)抓梁進(jìn)行改造。原設(shè)計(jì)的機(jī)械自動(dòng)抓梁只能在無(wú)水狀態(tài)下通過(guò)機(jī)械自動(dòng)抓梁上的卡體裝置與疊梁門的吊耳連接發(fā)出聲響才能判斷自動(dòng)抓梁已經(jīng)完成抓鉤動(dòng)作。但是在有水狀態(tài)下，機(jī)械自動(dòng)抓梁就無(wú)法通過(guò)聲響去判斷是否準(zhǔn)確抓鉤。故在原來(lái)的基礎(chǔ)上增加限位裝置，雖然改進(jìn)后的抓梁不再屬于自動(dòng)抓鉤模式，但在實(shí)際操作和應(yīng)用中帶來(lái)方便和快捷。

1 原機(jī)械抓梁裝置

機(jī)械抓梁由梁體、側(cè)向?qū)л喲b置、配重裝置、吊耳裝置、滑塊、卡體裝置及限位裝置組成。通過(guò)這幾個(gè)裝置的相配合共同完成整個(gè)抓鉤、脫鉤的過(guò)程。

梁體：梁體上的2個(gè)吊耳與門機(jī)上的吊鉤通過(guò)銷軸連接。梁體不僅作為1個(gè)吊具同時(shí)也是門機(jī)與疊梁門連接的平衡梁，能夠使門機(jī)與疊梁門上下、左右移動(dòng)平穩(wěn)。確保了門機(jī)和疊梁門的安全性、可靠性及穩(wěn)定性。

側(cè)向?qū)л喲b置：側(cè)向?qū)л喲b置位于抓梁體左右兩側(cè)，每側(cè)上游上下各裝設(shè)1個(gè)導(dǎo)輪，共4個(gè)導(dǎo)輪。為了避免導(dǎo)輪與檢修門槽出現(xiàn)硬摩擦，側(cè)向?qū)л喤c檢修門槽的間隙控制在10～15 mm之間。側(cè)向?qū)л喥鸬綄?dǎo)向作用，能使梁體準(zhǔn)確、靈活地在檢修門槽里上下移動(dòng)同時(shí)避免在水下，由于水流或水壓作用造成抓梁偏離，從而導(dǎo)致卡體裝置無(wú)法準(zhǔn)確地與疊梁門連接。

配重裝置：是保證梁體是否平衡的重要配置。

滑塊：滑塊位于梁體兩側(cè)，每側(cè)上下游各有2塊，共8塊滑塊。用以保證梁體平穩(wěn)地在門槽內(nèi)，避免因水流水壓緣故，出現(xiàn)晃動(dòng)。

卡體裝置：卡體裝置位于抓梁體兩側(cè)內(nèi)部，2個(gè)卡體中心距是6 800 mm。每個(gè)卡體是由對(duì)稱的2個(gè)銷軸和“7”字型卡板組成?！?”字型卡板頭尖底厚，又因偏心和重量不同，在銷軸的作用下，卡板能夠自由轉(zhuǎn)動(dòng)3個(gè)不同位置（上極限、下極限、自然狀態(tài)）?？ò?個(gè)極限位置如圖1所示。

圖1 卡板3個(gè)極限位置

2 改進(jìn)后機(jī)械抓梁的工作原理

機(jī)械抓梁的工作原理是卡體裝置與疊梁門的吊耳有2個(gè)過(guò)程。在抓梁向下抓疊梁門過(guò)程中，此時(shí)的卡板處于自然狀態(tài)（“八”字型）?？ò迮龅蒋B梁門吊耳上端的“傘”字型時(shí)，由于卡板上下兩端的配重不同，通過(guò)銷軸自由活動(dòng)，此時(shí)的卡板處于倒“八”字型。繼續(xù)順著吊耳，卡板尖端碰到頂?shù)健皞恪弊中筒垩觾蓚?cè)時(shí)，抓梁繼續(xù)往下，使卡板尖端頂住吊耳兩側(cè)，抓梁可以往上抓門。此時(shí)屬于抓鉤過(guò)程?？ò寮舛隧斪〉醵鷥蓚?cè)繼續(xù)往下，順著吊耳下端“Y”字型繼續(xù)往下。當(dāng)卡板脫離吊耳時(shí)，卡板處于自然狀態(tài)后，抓梁一直往上直至整個(gè)抓梁脫離疊梁門吊耳。此時(shí)屬于脫鉤過(guò)程。抓梁抓鉤、脫鉤過(guò)程如圖2所示。

圖2 抓梁抓鉤、脫鉤過(guò)程

本次改進(jìn)主要是增設(shè)了限位裝置，以便于抓梁能夠準(zhǔn)確地脫鉤、抓鉤。機(jī)械抓梁是基于原設(shè)計(jì)進(jìn)行改進(jìn)的，改進(jìn)后在抓鉤、脫鉤之前需要人工通過(guò)調(diào)整抓梁兩側(cè)的限位裝置上的限位塊來(lái)判斷抓梁與疊梁門的狀態(tài)。

從卡體裝置的實(shí)際工作情況中得知，原設(shè)計(jì)機(jī)械自動(dòng)抓梁在有水狀況下，很難達(dá)到抓鉤、脫鉤的臨界點(diǎn)，從而也很難實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)抓梁的自動(dòng)性。同樣為了實(shí)現(xiàn)抓梁的“自動(dòng)”抓鉤、脫鉤功能，在原設(shè)計(jì)中增加限位滑塊，在限位滑塊上鉆3個(gè)孔。3個(gè)孔分別為上限位、下限位和定位孔。上下限位用Φ30 mm螺桿鎖定，定位孔用Φ10 mm螺桿定位。其中上限位為抓鉤臨界位置；下限位為脫鉤臨界位置；定位螺桿是防止滑塊在切換上下限位時(shí)移出抓梁。當(dāng)抓梁抓鉤之前把限位滑塊放下到上限位并鎖定（如圖3所示），成功抓鉤后放進(jìn)檢修閘門之前往上推到下限位并鎖定（如圖4所示），繼續(xù)放進(jìn)門槽直到門機(jī)鋼絲繩松弛后抓梁往上運(yùn)動(dòng)。此過(guò)程完成了抓鉤、脫鉤的全部過(guò)程。

圖3 抓鉤狀態(tài)

圖4 脫鉤狀態(tài)

3 結(jié)語(yǔ)

雙向門式啟閉機(jī)機(jī)械抓梁已應(yīng)用在多方領(lǐng)域，尤其應(yīng)用于港口、礦山、冶金、電站等起重設(shè)備上廣泛應(yīng)用，運(yùn)用技術(shù)也較為成熟。對(duì)于本文提及的由梁體、側(cè)向?qū)л喲b置、配重裝置、吊耳裝置、滑塊、卡體裝置及限位裝置組成1套啟閉機(jī)械抓梁，是通過(guò)較為典型的機(jī)械控制系統(tǒng)改進(jìn)的抓梁系統(tǒng)，最終確保了門機(jī)和疊梁門的安全性、可靠性及穩(wěn)定性的運(yùn)行。

雖然改進(jìn)后的抓梁，不僅可以在有水的狀態(tài)下可靠抓鉤，脫鉤，但還存在著人為操作的“半自動(dòng)”狀態(tài)，特別在人員技術(shù)水平較為落后的非洲國(guó)家，之后的運(yùn)行維護(hù)保障也難以跟上，因此可靠、便捷、易維護(hù)的機(jī)械自動(dòng)抓梁的改進(jìn)，還存在較大的提升空間。