浅谈QL型直联式螺杆启闭机在中小型水利工程中的应用

魏正叶

（陕西省交口抽渭管理局 陕西 渭南 714000）

螺杆式启闭机是在水工建筑物各种过水孔道上起着控制水闸的一种中小型启闭水利机械设备，利用该机的升降使其配套水闸实现开启和封闭过水孔道，控制水位，调节流量的作用，它广泛应用于水利水电、市政建设、水产养殖及农田水利建设等工程中。由陕西秦东水利机械有限责任公司研发生产的新型QL型直联式螺杆启闭机，以其具有手动和电动操作二用的功能，可用于有电和无电场合，现已在陕西省桃渠坡红星水库、陕西省交口抽渭灌区的西楼、田市及佐家等泵站得到广泛应用，取得了较好的效果。

1 工作原理

QL型直联式螺杆启闭机由蜗杆、蜗轮、螺杆、螺母、推力轴承、配套电机及手摇把等组成。当动力（或手摇）驱动蜗杆转动时，蜗轮、螺母也随之转动，蜗轮和螺母的转动迫使螺杆作升降运动，带动闸门完成控制启闭及水位、流量调节作用。

2 结构特点

（1）该机的关键部件蜗轮与传统产品不同之处在于它采用锡磷青铜（ZcuSn10P1）铸成，蜗杆齿面采取高频淬火工艺处理，并通过专用磨床切削加工，具有较好的耐磨性，使用寿命大大提高。

（2）该机自锁性能好，结构简单，可用机械式高度计来实现调节作用，使闸门停留在任意高度，而且可设定启闭高度和上、下极限位置，对泵站进行自动控制时可配置电子高度计可实现就地和集中控制。

（3）配置电气保护装置和行程限位开关以及手电两用电气闭锁装置，可实现启门与闭门双向过载自动保护，该装置可使手电互锁，且具有防水功能。

（4）该机具有体积小，重量轻，造型美观，提升速度快，电机与蜗杆直联不打滑等优点，适用于室内及露天场合。

3 安装调试

（1）打开机器原包装，清除积灰及杂物，详查各附件，应仔细检查螺杆是否有磕碰现象。如有用锉刀仔细修复，以免损坏机器中的承重螺母。紧固各螺栓，查看是否有松动现象。

（2）安装时应保证螺杆中心吊点与闸门中心在同一铅垂线上，如有偏差可调整机器位置，安装后应检查螺杆是否垂直。

（3）试车前各润滑部位应加注适量润滑油（润滑油为 SH0094—9，或者 250号工业齿轮油）。

（4）试车时先提升100mm高度，并检查各部分有无变形，紧固螺栓有无松动及闸门的扰动现象，确认正常后再继续提升。每提升一米，检查一次。

（5）机械式高度计的安装调整：经试车认为机械安装运转正常后，把闸板放至最低位置，切断电源。将高度计的护罩取下，转动斜齿轮使指针指向“零”位，然后切断左端行程开关、松开后紧斜齿轮的螺母，转动斜齿轮使其与螺杆保持正常的啮合，最后固定在机盖上（3T、5T固定在法兰上）拧紧螺母。开动机器使闸门上升100mm后，然后反转使闸门下降看指针指“零”位时是否停机。调试时，如指针指零后，仍不停机，采用人工措施紧急停机。查找原因并调整好零位，反复试验，直到能准确停机为止（注意调整时要切断电源）。调整闸门上止点的位置，开动机器使闸门上升，指针随之向右移动、可停止在认为需要的位置上，作为本机的上止点。然后把右限位开关靠近螺母，使限位开关听到“咔哒”声后固紧。并调整定针使转动针重合，试验其定位精度。

（6）电子式高度计的调整：首先预置闸门上升高度数值。中央处理器根据预置输入数据进行确认后，执行器按照指令使启闭机启动上升，实行启闭动作，通过启闭机中减速机低速轴上的小齿轮拖动传感器旋转，传感器又把信号传给中央处理器与输入的数据进行比较，实现闭环控制。同时中央处理器把收到的信号送到译码驱动器，使闸门实行的高度数据在LED显示器上显示出来。

如果传感器送来的信号数据与预置数据相同时，中央处理器发出指令使执行器工作，控制启闭机停机，同时发给报警电路指令，产生声光信号使铃响，灯亮。若在预置闸门上升、下降高度数值出现错误时，可通过清零键重新预置。

（7）机器的过载保护机构在出厂前已调好，一般不要随便拆卸。

4 日常使用与保养维护

机器的正确使用和必要的保养维修工作，对保证机器的正常运转起到决定性作用，使用时应注意以下几项:

（1）操作设置专人，维护做到定期保养。操作时，操作者必须明确闸门升降的转动方向，以及上、下极限位置，以免盲目乱动，发生螺杆顶弯事故。

图1 系统组成框图

（2）在每次使用前，检查机油面的高度,不足时按润滑点注油。

（3）启动前检查螺杆表面油脂情况，保证使用时润滑良好。

（4）要定期检查螺母的磨损情况，如发现磨损严重，应立即更换。

（5）启动前检查电源相序，保证正确的开启与关闭。

5 常见故障的处理

QL型直联式螺杆式启闭机只要能做好调试与日常维护保养工作，基本上能达到零故障，但是也会因各种原因发生一些故障，常见有以下三种。

5.1 螺杆的弯曲

螺杆的弯曲主要原因有以下几方面：

（1）系统电源相序变化、相序与调试时不一致。

（2）高度计指示不准确或限位开关失灵，当闸门全关后继续向下关闭。

（3）动力机构操作错误，使已经全关闭状态的闸门继续关闭；关闭时闸门突然卡阻或底坎上有块石等障碍物受阻。

（4）违反操作规程使闭门力超过螺杆允许压力。

（5）螺杆和连杆的长细比超过容许最大限度或导向布置间距过大，安装螺杆、连杆的误差偏大，关门时发生卡阻。

处理方法可采用压重物、杠杆、千斤顶、矫正器、压力机和加热等矫正方法。螺杆经过矫正后，其不垂直度应控制为：每1m长不超过0.30mm，总长度不大于5m时，不超过0.70mm，总长度5m～10m时，不超过1mm，若达不到上述标准，需继续矫正。为了防止螺杆弯曲的再次发生，螺杆矫正后，一定要消除发生弯曲的原因。

5.2 承重螺母的磨损

螺杆启闭机的启闭力是由螺母与螺杆的螺纹面之间的斜面接触作用产生的，如润滑条件差、承重螺母则易磨损，特别是螺杆偏斜弯曲后，使螺母受力不均，磨损更为严重。螺母、螺纹磨损超过设计、破碎及有裂纹缺陷时，应及时更换新螺母，以免引起坠门事故，更换时螺母螺纹中心线对推力轴承配合面的不垂直度应在允许公差范围内。

5.3 推力轴承磨损

螺杆启闭机轴承一般采用球形或锥柱推力轴承。如推力轴承磨损过大或钢球（锥柱）及推力轴承发生微裂时，应更换新件，确保启闭机处于完好状态。

6 结语

通过陕西省交口抽渭灌区对QL型直联式螺杆式启闭机的应用表明：该机以其体积小、重量轻、造型美观、速度快、过载保护性能高，动作灵敏，耐磨性好，寿命长,具有较高的技术含量，是新一代的换代产品。加之该机又具有安装简单,调试方便,维护工作量小的特点,建议在中小型水利工程中推广应用。陕西水利