小浪底工程的液压自动抓梁设计

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1、小浪底工程的液压自动抓梁设计发表日期：2006-01-12　作者：孙鲁安姚乐燕王国栋　来源：《黄河规划设计》　(摘要)本文介绍了小浪底工程9套液压自动抓梁的工作条件，技术参数、工作原理和水下密封和防护的措施，并提出在抓梁结构、对位、定位和穿脱轴装置设计等方面的注意事项。液压自动抓梁目前尚无统一的设计标准可遵循，作者希望通过此文与同行们进行交流和探讨。(关键词)小浪底工程自动抓梁穿轴脱轴对位1概述小浪底工程的移动式启闭机共有9套液压式自动抓梁，是目前国内集中采用液压抓梁较多的工程。其中8套为单吊点抓

2、梁，由4000kN进水塔门机操作，最大工作水深约90m；1套为双吊点抓梁，由电站尾闸室2x2500kN台车式启闭机操作，最大工作水深约10m。在门机操作的8套自动抓梁中，由门机4000KN主起升小车操作的抓梁有6套：①发电洞主拦污栅液压自动抓梁；②发电洞副拦污栅液压自动抓梁；③1号明流洞事故检修闸门液压自动抓梁；④2、3号明流洞事故检修闸门液压自动抓梁；⑤孔板洞事故检修闸门液压自动抓梁；⑥排沙洞事故检修闸门液压自动抓梁。由门机400KN水平反滚轮小车操作的抓梁有2套：①灌溉洞拦污栅液压自动抓梁；②

3、灌溉洞事故检修门液压自动抓梁。前6套抓梁为1、2号门机所共有，其中的任意一套抓梁可根据需要悬挂在任意一台门机上，而后两种抓梁只能悬挂在位置靠近灌溉塔的2号门机上。由于闸门止水的布置位置不同，这些抓梁有两种不同的工作条件。孔板洞检修闸门和电站尾水管检修闸门的止水布置在闸门迎水面，因而这些闸门的自动抓梁受水流、污物和泥沙影响较小，甚至可以实现在无水条件下进行穿轴动作，其工作条件和安全性相对较好；明流洞、排沙洞和灌溉洞检修闸门的止水布置在闸门背水面，操作这类闸门的抓梁常需在水下进行穿、脱轴，可能会遇到水

4、中污物的阻塞以及门前泥沙淤积的影响，而操作拦污栅的抓梁还可能遭受水流对抓梁的扰动。因而这些抓梁对安全可靠性的要求更高，除布置上要采取一些措施(如闸门吊耳布置在泥沙最大淤积高程以上)外，抓梁上还需要设置高精度的信号监控装置。2台门机最多可以同时悬挂共3套抓梁，其余由门机操作的抓梁存放在相应的闸门槽内，并锁定在进水塔顶层以下，以保持塔面的整洁和美观。2主要技术参数小浪底工程的液压自动抓梁主要技术参数见表1。3设备组成及工作原理液压自动抓梁主要由抓梁体、泵站系统、液压穿轴装置、定位装置、导向滚轮装置、信

5、号装置以及电缆防水接线盒和防水密封插头等部件组成(见图1)。抓梁的液压系统原理见图2。液压抓梁的工作原理如下：3.1对位抓梁对位是指抓梁销轴中心与闸门吊耳孔中心对准的过程。抓梁对位由设在抓梁两侧底板上的定位销和设在下吊耳上方的对位信号装置来完成。对位信号装置能将信号发送到操作室，直观显示出销轴位置。当抓梁下降接近闸门时，定位销首先进入闸门上的定位孔，固定住抓梁的前后左右位置。然后随着抓梁的进一步下放，对位信号装置的铁芯头部与闸门吊耳顶板接触，并将铁芯上推，对位信号装置的下降感应器中产生感应电流。当

6、抓梁继续下降使铁芯全部进入感应器中时，感应电流达到量程的最小值。这时抓梁正好落在闸门上，抓梁上的液压穿轴装置的中心也正好对准闸门吊耳孔的中心。同时设在起升机构上的高度传感器动作，起升机构断电停机。对位过程完成，可以进行穿轴动作。这种对位方式由定位销、对位信号装置以及高度指示器三个环节共同进行约束，因此一般不会出现对位错误。另外，通过荷载限制器也能对是否准确对位辅助加以判断：当抓梁坐在闸门上时，荷载限制器的显示值达到最小值。如果此时对位信号装置也同时达到最小位置，则可判定已准确对位。3.2穿轴按“泵

7、站启动按钮”启动油泵组，液压油经三位四通电磁阀中位卸荷口(滑阀机能为M型)回至油箱，电动机空载启动。至电机运行平稳后，再按下“穿轴”按钮，三位四通换向阀动作，阀芯换位，穿轴油路系统接通，液压油经三位四通阀进入销轴无杆腔，销轴前移穿轴。穿轴到位后，位置发信器发出信号。按下“停止”按钮，电动机停止运转，三位四通换向阀复位，油路系统锁死。油路系统闭锁后，销轴不会在水压作用下自动回退。3.3脱轴按“泵站启动按钮”启动油泵组，液压油经三位四通电磁阀中位卸荷口回至油箱，电动机空载启动。至电机运行平稳后，再按下

8、“脱轴”按钮，三位四通换向阀动作，阀芯换位至另一位置，脱轴油路系统接通，液压油经三位四通阀进入销轴有杆腔，销轴后撤脱轴。脱轴到位后，位置发信器发出信号。按下“停止”按钮，电动机停止运转，三位四通换向阀复位，油路系统锁死。4液压系统和结构、零部件设计4.1泵站系统及液压穿轴装置设计4.1.1销轴的推力销轴的最大推力按式(1)计算。Pt=P0×A(1)式中P0—为销轴最大工作压力，一般不小于2MPa；A—为销轴的内腔横断面面积。4.1.2销轴的工作阻力销轴的工作阻力可按式(2)计算。P