林瑞峰

（北京市北運(yùn)河管理處，北京 101100）

液壓系統(tǒng)在水利工程中主要應(yīng)用在啟閉閘門(mén)、閥類(lèi)的水工設(shè)施，即液壓?jiǎn)㈤]機(jī)，其利用液體的壓力傳遞能量，從而控制閘門(mén)或閥的開(kāi)啟和關(guān)閉。液壓?jiǎn)㈤]機(jī)的造價(jià)高于傳統(tǒng)啟閉機(jī)，但其對(duì)于能源的有效利用遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)啟閉機(jī)，降低能效損耗也符合建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的需要。就精度而言，工業(yè)級(jí)的液壓系統(tǒng)就能夠?qū)⒕瓤刂圃?mm，利用現(xiàn)有的伺服閥，能夠?qū)崟r(shí)接收和反饋運(yùn)行指令，配合缸旁閉鎖閥組，從而真正實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作。由于液壓系統(tǒng)的良好性能，北關(guān)分洪樞紐采用了液壓系統(tǒng)。北關(guān)分洪樞紐工程包括2座閘站（攔河閘站和分洪閘站），于2007年動(dòng)工，2009年竣工。閘門(mén)啟閉設(shè)備均采用液壓?jiǎn)㈤]機(jī)。在設(shè)備試用期和運(yùn)行期間，多次發(fā)生了閘門(mén)在較長(zhǎng)時(shí)間懸置狀態(tài)下，閘門(mén)兩側(cè)液壓?jiǎn)㈤]機(jī)不同步下滑、嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致閘門(mén)被卡死等一系列問(wèn)題故障，使閘門(mén)經(jīng)常不能正常運(yùn)行。閘門(mén)不同步下滑，是指當(dāng)閘門(mén)較長(zhǎng)時(shí)間處于懸置狀態(tài)時(shí)，閘門(mén)兩側(cè)液壓?jiǎn)㈤]機(jī)因各種原因下滑量不同，當(dāng)下滑量差值達(dá)到一定程度時(shí)，閘門(mén)被“卡死”在閘槽中，不能繼續(xù)啟閉操作。廠家針對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行了多次維護(hù)處理，但效果均不明顯。經(jīng)過(guò)多方面學(xué)習(xí)，結(jié)合設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀況，就該問(wèn)題提出幾種解決方案，在實(shí)際運(yùn)用中，起到明顯的效果，現(xiàn)就幾種方案闡述之。

1 液壓系統(tǒng)的工作原理

（1）開(kāi)啟閘門(mén)。電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)液壓泵，使高壓油進(jìn)入閘門(mén)兩側(cè)液壓?jiǎn)㈤]機(jī)，液壓?jiǎn)㈤]機(jī)帶動(dòng)閘門(mén)上升至指定高度，通過(guò)相關(guān)控制閥自行停止。

（2）閉合閘門(mén)。電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)液壓泵，使高壓油開(kāi)啟液控單向閥，閘門(mén)依靠自身重力，在相關(guān)控制閥作用下，按照設(shè)定的速度，下落至指定高度。閘門(mén)在開(kāi)啟和閉合過(guò)程中，兩側(cè)液壓?jiǎn)㈤]機(jī)通過(guò)電液比例閥自動(dòng)控制，使閘門(mén)兩側(cè)保持同步開(kāi)度。

2 閘門(mén)較長(zhǎng)時(shí)間處于懸置狀態(tài)時(shí)導(dǎo)致閘門(mén)下滑的原因

2.1 液壓?jiǎn)㈤]機(jī)泄漏

缸體和柱塞在運(yùn)行過(guò)程中，由于在制造過(guò)程中因加工精度和設(shè)計(jì)要求的問(wèn)題，間隙配合度的差異，高壓油會(huì)發(fā)生不可避免的泄露，也稱(chēng)為內(nèi)泄漏，或者接口處密封圈老化導(dǎo)致不可避免的泄露，也稱(chēng)為外泄漏，都會(huì)導(dǎo)致閘門(mén)下滑。

2.2 液控單向閥泄露（鎖定裝置）

液控單向閥在液壓系統(tǒng)中的作用是可控單向鎖定裝置。液控單向閥在運(yùn)行過(guò)程中，加工精度問(wèn)題會(huì)導(dǎo)致閘門(mén)下滑；液壓油機(jī)雜含量可造成偶然性和必然性的閉鎖不嚴(yán)，產(chǎn)生不可避免的泄露，也會(huì)導(dǎo)致閘門(mén)的下滑。綜上所述，液壓系統(tǒng)中各液壓部件的泄漏，都會(huì)使閘門(mén)在懸置狀態(tài)時(shí)下滑。但只要當(dāng)閘門(mén)兩側(cè)的液壓?jiǎn)㈤]機(jī)同時(shí)下滑，下滑量在國(guó)標(biāo)值范圍內(nèi)時(shí)，即可通過(guò)電腦程序控制自動(dòng)復(fù)位與預(yù)設(shè)的閘門(mén)開(kāi)度值。當(dāng)閘門(mén)兩側(cè)的下滑量不同，并且超過(guò)合理的設(shè)定值時(shí)，自動(dòng)復(fù)位功能不但不能正常工作，甚至?xí)?dǎo)致閘門(mén)“卡死”在閘門(mén)槽中。

表1

圖1

3 解決措施

3.1 重新組合更換啟閉機(jī)（在攔河閘7組啟閉機(jī)中做相應(yīng)調(diào)換）組合調(diào)換方法

（1）對(duì)7孔閘門(mén)的14個(gè)液壓?jiǎn)㈤]機(jī)順序編號(hào)；（2）使7孔閘門(mén)（以攔河閘站為例）同時(shí)懸置于3m的開(kāi)度，精確記錄閘門(mén)兩側(cè)的左右開(kāi)度值，使閘門(mén)處于懸置狀態(tài)48h以上，再次記錄閘門(mén)兩側(cè)左右開(kāi)度值；（3）對(duì)記錄數(shù)值進(jìn)行計(jì)算分析比對(duì)，先進(jìn)行每只啟閉機(jī)下滑量的差值計(jì)算，并進(jìn)行由大到小的排序；（4）對(duì)步驟2、3進(jìn)行3次以上重復(fù)操作；（5）排除因偶然性因素引起的錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，確定在懸置相同時(shí)間內(nèi)，啟閉機(jī)下滑量的大小順序；（6）由大到小，每2只啟閉機(jī)為一組，按這種新的組合重新安裝到閘門(mén)。

3.2 重新組合更換啟閉機(jī)上面的液控單向閥（在攔河閘7組啟閉機(jī)上的液控單向閥中做相應(yīng)調(diào)換）

假定閘門(mén)下滑主要是因液控單向閥鎖定不嚴(yán)引起的，實(shí)際中也主要是這種原因，根據(jù)3.1取得的啟閉機(jī)下滑量的排定順序，更換相應(yīng)液控單向閥。在重新組合更換相應(yīng)的液控單向閥后，再進(jìn)行3.1中步驟1~5的操作，對(duì)已達(dá)到要求的閘門(mén)進(jìn)行排除，確定依然存在問(wèn)題的閘門(mén)，對(duì)下滑量差值進(jìn)行排序，按照上面操作步驟對(duì)液控單向閥進(jìn)行組合更換，并再次進(jìn)行3.1中步驟1~5的操作，直至剩下最后1孔閘門(mén)。對(duì)最后1孔閘門(mén)的液控單向閥要另行購(gòu)置，以滿足要求。測(cè)量數(shù)據(jù)見(jiàn)表1、圖1。

由以上數(shù)據(jù)可知，閘門(mén)在懸置48h后出現(xiàn)了下滑，且每孔閘門(mén)下滑差值超過(guò)了合理預(yù)設(shè)值30mm。每只啟閉機(jī)的下滑量也各不相同。

重復(fù)上述操作共3次得出結(jié)論。

通過(guò)對(duì)3次測(cè)量值進(jìn)行比對(duì)分析，可以明確總結(jié)出14只啟閉機(jī)在相同載荷和條件下的下滑量的差異，為避免閘門(mén)單側(cè)下滑量過(guò)大，可以根據(jù)上述數(shù)據(jù)選擇下滑量相近的啟閉機(jī)裝配在一個(gè)閘門(mén)的兩側(cè)。新的組合避免了單側(cè)下滑超量，避免了閘門(mén)因長(zhǎng)時(shí)間懸置被“卡死”在閘槽中的現(xiàn)象。

3.3 增加單側(cè)糾偏控制油路

通過(guò)計(jì)算機(jī)邏輯編程實(shí)現(xiàn)。

說(shuō)明：30mm是根據(jù)本液壓系統(tǒng)確定的合理設(shè)定值。

方法：通過(guò)計(jì)算機(jī)不斷檢測(cè)閘門(mén)兩側(cè)的啟閉機(jī)開(kāi)度，并對(duì)啟閉機(jī)兩側(cè)開(kāi)度值進(jìn)行差值計(jì)算，當(dāng)差值大于合理設(shè)定值時(shí)，需要對(duì)下滑量大的一側(cè)的啟閉機(jī)進(jìn)行補(bǔ)油，使其達(dá)到與另一側(cè)的值所允許的區(qū)間內(nèi)。其所需要的邏輯控制見(jiàn)圖1。

在進(jìn)行設(shè)備方面的改造同時(shí)，應(yīng)注重其他方面的改進(jìn)，比如液壓油的問(wèn)題，如果液壓油機(jī)雜含量大，增大了液壓缸體和柱塞的間隙以及單向閥內(nèi)部結(jié)構(gòu)的間隙，導(dǎo)致密封不嚴(yán)，油液滲漏，亦會(huì)造成啟閉機(jī)偶然性的下滑，所以使液壓油的清潔度保持一定的等級(jí)也非常重要。

以上3種措施都能從根本上解決閘門(mén)在長(zhǎng)時(shí)間懸置狀態(tài)下不同步下滑的問(wèn)題，但是每種措施都有優(yōu)缺點(diǎn)。

措施1：思路比較明確，簡(jiǎn)單明了，但是調(diào)換液壓?jiǎn)㈤]機(jī)工程量大，費(fèi)用就高；

措施2：思路也較明確，但是相對(duì)比較繁瑣，需要進(jìn)行多次調(diào)換，逐個(gè)閘門(mén)進(jìn)行排除，優(yōu)點(diǎn)是工作簡(jiǎn)單，不需要大的機(jī)械工程，幾個(gè)操作工就可完成，時(shí)間較長(zhǎng)；

措施3：解決問(wèn)題非常徹底，但是費(fèi)用高，工程量大，周期長(zhǎng)，而且需要專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)人員、操作人員、安裝人員。

4 結(jié)語(yǔ)

液壓?jiǎn)㈤]機(jī)在水工建筑物中的應(yīng)用已經(jīng)成為一種趨勢(shì)，其高穩(wěn)定性、高適應(yīng)性、高節(jié)能型已經(jīng)成為共識(shí)。在其使用、維護(hù)、保養(yǎng)、改進(jìn)方面，可以通過(guò)不斷學(xué)習(xí)提高，解決一些關(guān)鍵性的問(wèn)題，甚至一些設(shè)備廠家都不愿解決或者比較難解決的問(wèn)題。