双支点顶式螺杆启闭机在水利工程中的应用

李金可

（黄骅市五一机械有限公司，河北 黄骅 061100）

1 工程概况

山东沾化市徒骇河综合治理工程是沾化市 “林水会战”的重大工程，工程总投资1.9亿元，主要是对徒骇河沾化城区段进行河道护砌和清淤治理，河面由原来60m拓宽到200m，防汛能力大大增强，森林公园位于沿河两侧，防洪闸桥与景观河相辅相成，闸孔为3m×4m(宽×高)的方形孔口，闸门上游侧与徒骇河相通，下游侧农业灌溉渠道相通。桥闸节水设备由5套SPGZ3×4双向止水铸铁闸门和5套2×250kN双支点螺杆启闭机构成，为了不影响整体景观效果，采用螺杆不外露的顶式启闭机，同时设备顶部的钢结构箱式桥梁可作为人行便桥。设备在满足强度、刚度、稳定性和工作特性的前提下，还要结合现场环境，在景观设计上满足景观亮点的要求。

2 设备构成及工作原理

如图1所示双支点顶式螺杆启闭机主要由机头、螺杆、吊座、闸门、横梁、吊杆、同步轴、螺杆护管等组成，机头与螺杆联接，机头与螺杆为两套左右对称布置，两套机头通过传动轴实现机械同步，机头下方的闸墩中设置埋管，螺杆在埋管中作往复运动，螺杆上方联接横梁，横梁中部对称布置两根连杆，连杆通过吊座与横梁和闸门连接，两套机头驱动螺杆，螺杆在埋管中上下运动，螺杆顶部的横梁也随之上下运动，通过连杆带动闸门上下运动，实现闸门的启闭功能。5孔闸门关闭时，其上端5根横梁连成人行便桥，满足了景观要求。

图1 双支点顶式螺杆启闭机

本结构设置的横梁在闸门闭门中起到了施加闭门力的作用，故提高了闸门运行的平稳性，使得启闭效果更理想。

3 设备主要部件材料的选取及制作

3.1 机头

机头螺杆材料选用40Cr，加工后进行调质和磨齿处理，高频淬火硬度达HRC45-55，使其具有良好的耐磨性和承受重负荷的能力；机头蜗轮材料选用ZCuSnP1，锡磷青铜铸造采用离心浇铸的方式，使其具有良好的耐磨性和抗疲劳性；机头螺杆材料选用45Cr，利用专用旋风铣床加工制作，设备加工效率高，加工精度有保证；机头装配要求，应保证蜗杆与蜗轮中心啮合点偏移量不大于±1mm，装配后作磨合试验，达到验收规范要求。

3.2 横梁

横梁材料选用Q345B，焊接要求外观光滑平整，焊后作无损检测，以保证焊缝的强度要求。横梁表面的平面度为±0.5mm，钻孔时要求横梁吊点中心与拉杆法兰连接孔中心在一条直线上，其误差不大于±1mm。防腐要求表面喷砂除锈，其清洁度达Sa2.5，涂环氧富锌底漆，环氧云铁中间漆，氯化橡胶面漆并保证漆膜厚度，使设备达到设计寿命。

3.3 同步轴

同步轴材料选用45Cr，在保证强度的基础上，要求两端阶梯轴的同轴度控制在0.1mm范围内。

4 现场功能调试及验收

产品到达工地现场检查、开箱验收，按照相关图纸文件进行组装，紧固件安装牢固，螺杆的垂直度和横梁的平行度合格后，启闭机注入足量润滑油，满足油位要求，其油封和结合面处应没有漏油现象，连接螺栓应紧固不得松动。电气设备接电前，检查全部接线符合图样要求，检测线路的绝缘电阻大于0.5MΩ。

4.1 空载试验

启闭机不连接闸门，在整个行程中往返3次，电机运行正常没有异常的发热现象，运行到上下极限位置时，行程限位开关能发出信号并切断电源，使启闭机停止运转。试验过程中，所有机械部件运转时不得有异常声响。

4.2 载荷试验

启闭机通过吊杆将闸门连接好作运行试验，动水启闭两次，各传动零件运转平稳，没有异常声响、发热和漏油的现象，荷载控制装置和高度指示装置的传感器信号发送和接收灵敏、准确。在闸门升降的过程中整个钢结构桥梁平稳起落，设备控制采用现地和远程两种控制形式。现地可通过“升、降、停按钮进行手动操作，也还可通过PLC进行自动操作；远方通过计算机集中控制系统，对闸门进行远程自动控制。启闭桥两侧有警示标志，当闸门起升放水时，现地警示灯发出警示信号，声光报警装置启动，禁止两岸人员通行，避免意外事故的发生。

5 结语

双支点顶式螺杆启闭机的应用，弥补了普通螺杆式启闭机在水利工程中单调、缺乏空间视觉感的不足，展现了整体布局的合理性，同时增加了设备运行的稳定性。为设备在建筑物中的布置满足协调性提供了工程实例。

［1］蔡正坤，瞿耳仁.闸门与启闭机［M］.北京：水利电力出版社，1993.

［2］DL/T5039—1995，水利水电工程启闭机设计规范［S］.

［3］GB3881—83，起重机设计规范［S］.

［4］胡宗武.顾迪民.起重机设计计算［M］.北京：北京科技出版社，1988.

［5］蔡春源.机械设计手册［K］.沈阳：辽宁科学技术出版社，1993.