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水利工程自动抓梁

作者:  来源:   更新时间:2014-02-24  阅读数:1899

摘 要: 文中介绍了挂脱自如式和液压式两种型式自动抓梁在水电工程中的应用情况, 着重论述了这两种型式自
动抓梁的特点、 使用过程中应注意的问题和适用范围, 以及这两种型式 自动抓梁在水电工程应用中的形势和发展
方向, 为设计人员在设计过程中的选型提供参考。
关键词: 自动抓梁; 特点; 应用; 选型; 水电工程
中图分类号: TV 3 4 文献标识码: B 文章编号: 1 0 0 1 —4 O 8 x( 2 0 0 7 ) o 2 —0 0 9 9—0 3

I 概述
近几年来, 随着我国水电事业的飞速发展, 自动抓梁在水利水电工程中的应用也越来越广泛。在采用移动式启闭机操作多孔口闸门过程中, 采用吊杆则装拆过于繁琐, 此时采用 自动抓梁则具有较大优越性。

按其工作原理, 自动抓梁可分为机械式 自动抓梁和液压式自动抓梁两大类。机械式 自动抓梁包括重锤吊钩式自动抓梁、 重锤转钩式自动抓梁、 吊环式自动抓梁、 夹钳式 自动抓梁和挂脱 自如式自动抓梁等多种型式, 其中以挂脱 自如式 自动抓梁在实际工程中应用最为广泛。
本文只介绍较具有代表性的挂脱自如式自动抓梁和液压式自动抓梁。
2 挂脱 自如式 自动抓梁
挂脱自如式 自动抓梁是近几年来水利水电工程中使用最成熟、 最普通的一种 自动抓梁, 它由挂体、卡体及梁体组成, 如图 1 所示。

挂脱自如式 自动抓梁具有以下特点:
( 1 )结构简单,造价低廉。挂脱自如式自动抓梁结构简单,门叶上只设挂体,梁体内部布置卡体,操作较方便,造价比较低廉,是大中型工程常选用的抓梁型式。
( 2 )操作不够直观, 可靠性相对较差。挂脱自如式抓梁在水下或门槽内工作过程中, 操作人员在坝顶或门槽顶部无法准确判断抓梁是否正常挂脱钩, 操作人员只能凭经验或高度指示器或荷载指示装置进行判断,精度较差,操作不够直观, 可靠性相对较差。尤其双吊点自动抓梁在水下挂钩过程中,如发生单边挂钩失败而此时误操作提门就会造成挂体扭歪变形或抓梁损坏等事故。例如某水电站厂房进水口检修闸门在提门时就发生过这种事故, 造成挂体头部严重扭曲变形。

同时, 由图 2所示的挂脱自如式抓梁工作原理 中的脱钩过程可以看出, 在闭门过程中, 如出现闸中途卡住现象时容易发生脱钩事故, 可靠性较差实际工程中, 操作人员应注意根据荷载指示装和高度指示器判断闸门是否发生中途卡住情况。
如图 1所示, 在梁体内部挂钩处增设一根限位。在抓梁进行挂钩操作时, 将限位梁向里推人并在梁体端部的插销锁住; 在抓梁进行脱钩操作,将限位梁向外拉出并用插销锁住。通过这一技的改进显著提高了挂脱自如式抓梁挂钩操作的性, 在实际工程应用中效果比较理想、 可靠。
( 3 )设计技巧性强, 个别构件制造精度要求较 。卡体机构是挂脱自如式自动抓梁的心脏, 卡体活转动是挂脱 自如式自动抓梁可靠性的保障证卡体能够灵活翻转, 在进行卡体设计时应注计的技巧性, 笔者认为可将如图 3所示的卡体
距 e 尽可能取大些, 这样重心矩就较大些, 卡体翻转较容易。同时卡体轴套与轴之间采用间隙配合, 此外还应考虑加油润滑措施。

 

此外, 挂脱自如式自动抓梁对卡体、 挂体的制造精度要求较高。制造过程中须严格控制好两卡体中心距公差, 卡体和挂体的形位公差, 保证零部件表面的光洁度。安装在门叶上的挂体也要控制其中心距公差, 并控制好挂体头部的摆动幅度。这些都是提高自动抓梁可靠性的保障。
( 4 )操作叠梁闸门时需注意闸门主梁结构上的布置。溢流坝露顶式检修闸门往往采用由多个启吊单元组成的叠梁闸门,而挂体会高出每启吊单元门顶许多,易造成挂体与上启吊单元的底主梁干涉。所以, 当选用挂脱自如式自动抓梁启闭叠梁闸门时应注意闸门主梁的布置, 避免挂体与闸门主梁的干涉, 必要时,可以在闸门主梁腹板开孔,以便挂体穿过。

3 液压式自动抓梁
近几年, 液压式 自动抓梁发展很快, 应用广泛。液压式 自动抓梁由液压泵站、 液压穿轴装置、 电缆及信号反馈装置组成, 如图4所示。

液压式自动抓梁具有以下特点:
( 1 )梁体结构简单, 造价相对较高。由于液压抓梁不受梁体内卡体布置的影响, 故梁体断面比较经济, 梁体结构简单。但相比机械式 自动抓梁, 多了液压泵站、 液压穿轴装置以及电缆和信号反馈装置,故造价相对较高。
( 2 )操作直观, 可靠性相对较高。为了提高液压式自动抓梁操作的可靠性, 液压式 自动抓梁的就位和穿( 退) 轴感应器可采用全行程监测内置式传感器, 司机室内装设显示仪表, 这样操作人员可根据显示仪表的棒图和数字准确地观察到抓梁的下降就位情况和液压穿轴装置穿( 退) 轴的全行程工作情况,操作直观方便。此外, 由于它是采用穿销子的起吊方式, 在下门过程中不会因闸门中途卡住而发生事故, 可靠性相对较高。
( 3 )适用条件要求不高, 启闭大容量多孔 口叠梁闸门更具优越性。液压式 自动抓梁适用范围比较广泛, 无论是在静水中还是动水中均能可靠运行。
而挂脱自如式 自动抓梁由于卡体对水流的流态比较敏感, 不适宜用于动水启门的操作条件。
在启闭大容量多启吊单元的叠梁闸门时, 液压抓梁具有较大优越性。例如在建的某水电站工程,共设 8扇检修闸门, 每扇闸门分 2个启吊单元。如选用挂脱 自如式自动抓梁则需 3 2个挂体, 仅挂体重约2 0 t 。而且挂体比较高, 受上启吊单元底主梁干涉, 主梁布置困难。比较后, 最终选用了液压式 自动抓梁, 不但减少了工程量,节约了造价,还提高运行的可靠性。
( 4 )对电缆密封接头要求较高。电缆插头插座的密封性是液压式 自动抓梁可靠性的关键, 约 6 0 % 以上的故障是由于抓梁插头插座的防水密封失效造成的。此外, 还应注意考虑电缆的防松、 防断措施。
( 5 )设计时还应注意抓梁下吊耳与门叶结构是否干涉。由于液压式自动抓梁下吊耳的销轴内部需布置液压管路, 故销轴轴径较大。此外, 液压穿轴装置与抓梁下吊耳往往采用螺栓连接。这导致抓梁下吊耳尺寸较大, 易发生与门叶结构相干涉, 故在设计时应注意结构上的布置。
4 自动抓梁的导向与定位
无论是机械式自动抓梁, 还是液压式自动抓梁,抓梁下槽工作时绝大部分是依靠门槽导向的。由于门槽埋件和闸门主、 反向支承的制造、 安装等误差会产生叠加, 故设计时应考虑抓梁导向与门槽之间留有足够的间隙以保证抓梁能正常工作。
自动抓梁定位往往采用套筒销杆的定位方式,当自动抓梁定位后才能进行挂脱钩或穿( 退) 轴操作。套筒销杆的布置方式有两种。一种是将套筒焊在闸门上, 而销杆焊在抓梁上。这种布置存在一定的弊端, 即当闸门长期泡在水下, 水中的污物、 垃圾会进入套筒内堵塞套筒 , 从而导致销杆无法插入套筒。为保证抓梁工作的可靠性, 笔者建议采用另一种布置方式, 即将定位销杆设在闸门上, 定位套筒设在抓梁上, 尤其施工期挡水的闸门更应如此布置。
5 两种型式的自动抓梁的适用范围
挂脱自如式 自动抓梁适用于操作各种检修闸( 阀) 门、 事故闸门和叠梁门。但用于操作叠梁闸门时需注意闸门主梁结构上的布置。
液压式 自动抓梁适用于操作各种检修闸( 阀)门、 事故闸门、 拦污栅及各种叠梁闸门。
启吊单元较少时, 可选用挂脱 自如式自动抓梁或液压式自动抓梁; 当启吊单元较多时, 优先选用液压抓梁。
当工作水深很深时, 建议采用挂脱 自如式自动抓梁。
抓梁型式的选择与实际工程的要求有关, 选择时还应综合考虑, 具体情况具体分析。

6 结束语
尽管这两种型式的自动抓梁都存在一定的不足 1 】 2之处, 但也各具优点。相比其它型式的自动抓梁, 这两种型式的抓梁结构简单, 适用范围广, 在实际工程中应用最多。液压式自动抓梁以其自身的可靠性等优点在水电工程中的应用越来越广泛, 但挂脱自如式自动抓梁造价低廉, 更受到中小型水电工程的青睐。现在, 随着新技术在水电行业中的不断应用, 自动抓梁的可靠性都已经有了很大的提高。例如可在抓梁的挂钩处( 或穿轴处) 安装摄像头, 可实现操作
可视化, 提高运行的可靠性。
在水电事业蓬勃发展的今天, 人们对 自动抓梁的要求也越来越高, 在使用过程中也会不断地出现新的问题。设计人员应在实践中不断地总结和探索,不断发现问题并努力解决,为我们的水电事业做出贡献。

 
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