新技术在液压自动抓梁改造中的应1

1、新技术在液压自动抓梁改造中的应用黄委故县水利枢纽管理局 马志明 2009年8月31日【摘要】：故县水利枢纽200吨门机抓梁，采用液压自动抓梁，抓梁经常于在水下71米处工作，对抓梁工作的可靠性和安全提出了要求很高。该设备改造前，采用液压齿轮泵作为主要动力、通过电磁换向阀改变液压销的运动方向。用单个干簧管和信号灯作为抓梁定位、进、退销和漏水的信号装置。改造后，泵站采用新型双向齿轮泵直接控制抓梁穿退销，使用同步位移检测传感器动态显示抓梁就位、进、退销的全过程。提高了液压自动抓梁的可靠性和安全性。【关键词】：双向齿轮泵站  防水钟罩  同步位移传感器  防水密封接线盒前言

2、：故县水利枢纽是一座以防洪为主，兼顾灌溉、发电、养殖等综合利用的大型水利枢纽工程，是黄河中下游防洪体系的配套工程项目之一。故县水利枢纽工程始建于50年代末期，其间经历了“三下四上”的艰难曲折过程，1978年第四次恢复兴建，1991年2月下闸蓄水，1994年初正式竣工并通过国家验收，历时36年。200吨门式起重机是故县枢纽防汛设备的一个重要组成部分，它担负着枢纽电站三台事故检修门、电站进水口拦污栅及两底孔事故检修门的启闭任务，由于200吨门机是八十年代夹江水工机械厂制造的产品，已运行二十余年，液压自动抓梁配套的机电设备陈旧老化，致使其在运行过程中多次出现就位信号不灵敏、液压泵站内电磁换向阀动作卡

3、阻以及穿、退销动作不到位，抓梁随行电缆渗水造成插接头短路，电缆插头部位防水密封效果差，防水钟罩笨重不便操作，抓梁电缆卷筒滑环存在锈蚀和接触不良等现象，曾经发生过水下提闸门时无法穿轴，关闭闸门时无法脱开抓梁，不仅满足不了防汛工作的要求，而且严重影响200吨门机的安全运行。液压自动抓梁原理：主要由抓梁体、泵站系统、液压穿轴装置、定位装置、信号装置以及电缆防水接线盒和防水密封插头等部件组成。原液压泵站的原理及常见故障:原液压泵站内采用电机、油泵组合成一体的齿轮泵组。当抓梁定位于闸门上进行工作时。通过在司机室操作：“油泵启动按钮”启动油泵，液压油经三位四通电磁阀中位卸荷回至油箱，电动机空载启动。电机运

4、行平稳后，再按下“穿销”按钮，三位四通换向阀动作，穿销油路系统接通，液压油经三位四通换向阀进入销轴无杆腔，销轴前移穿过闸门吊耳板，实现抓梁与闸门的连接。穿轴到位后，信号灯发出到位信号。按下“停止”按钮，电动机停止运转，三位四通换向阀复位，液压系统闭锁。退销过程与穿销过程操作类似，不同的是改变液压油的方向，让销轴退回闸门吊耳板。此种控制方式易出现的问题，电磁阀阀心卡阻导致无法动作，使用中有的电磁换向阀线圈需要提供直流电源，常采用二极管全波整流输出，如果二极管性能不良或者有故障。就会失去直流电源导致换向阀不动作，即使用交流电源的电磁阀线圈出现故障时。同样无法改变液压油运动方向，抓梁销轴不能运动。如

5、果在水下出现这种情况，则无法操作抓梁。一、改造后的液压泵站：改造后的液压泵站由电动机、油泵、油箱、滤油器、液压控制阀组。工作原理是以电动机为动力源，电机带动双向油泵输出压力油，直接驱动销轴进行穿退销动作。电动机、油泵、液压控制阀装在同一轴线上，只需接通电动机的控制电源，即可实现穿退销动作。液压控制阀组合是由溢流阀、液压单向阀等阀组组成。穿退销的穿退由电动机正反旋转控制，具有动作灵活，行程控制准确，过载保护等性能。当运行受阻时，油路中压力增高到设定的限额，溢流阀迅速而准确地溢流，实行过载保护，电机运转在额定值内不会烧毁。当电机停止时，活塞杆则锁定在此位置上，始终处于保压状态。二、抓梁的进、退销、

6、定位、漏水等传感器更新改造。未改造前，抓梁的定位、进、退销和漏水信号均采用干簧管作为信号控制，抓梁动作状态由指示灯显示，指示灯信号为静态信号，有时只是一闪而过，不能动态跟踪显示。当指示灯出现故障时，就无法判断抓梁的具体状况。改造后，使用同步位移传感器监示抓梁穿、退销、就位状况，司机室显示器全过程动态显示液压穿销状态。采用浸水传感器监视抓梁座是否渗漏水。一旦有渗漏即报警。改造后的抓梁穿退销、就位同步位移传感器是起重机专用电子设备，具有自动识别抓梁就位、穿退销是否准确到位的功能，动态显示抓梁就位及穿退销运行的全过程。灵敏度高，防水防锈蚀，且机械强度好，能适应强水流冲击、高水压、高泥沙等恶劣环境。传

7、感器是全行程检测同步位移传感器，系统能准确的检测抓梁就位行程和销轴移动行程。在门机司机室界面中能够很清楚的观察到目前穿退销所处位置及抓梁就位状态。三、抓梁电缆插接头和防水密封钟罩改为防水密封接线盒，门机主钩抓梁分为底孔抓梁和电站抓梁，根据工作要求，经常更换，动力及信号装置电缆要经常插拔，插座长期暴露在外，容易引起氧化，造成电气部分接触不良。如果防水钟罩密封不严，深水插头与深水电缆的接触部位密封工艺处理不当则会引起插头进水而烧坏整套系统。改造后的深水密封盒、防水插头（插座）、彻底解决防水问题和密封问题。1、防水密封盒，防水密封接线盒是闸门抓梁上各种电缆和信号线的中转装置。改造后的防水密封接线盒技

8、术采用不锈钢材料，通过焊接及螺栓紧固组装而成。不锈钢板厚为10mm，表面抛光处理。焊缝均通过电磁探伤，无气孔，无夹杂，无裂纹，密封性能安全、可靠。接线盒与传感器和电动机之间接线密封可靠，在水下150米的压力下，不会出现浸水现象。在密封盒内部设置的浸水传感器，能实时检测盒内潮湿状况，防止盒内接线装置短路而导致系统运行瘫痪，及时提醒操作、维护人员打开密封盒进行检修维护。防水密封盒均采用了不锈钢焊接腔体结构，密封盒电缆出线密封采用O型密封圈密封，从结构原理上，水下密封防水性更为简单可靠，密封效果好。2、深水插头/插座，改造后的深水插头/插座技术选用深水防水插接件，插针及插孔均采用镀金处理，并配以不锈

9、钢附件，整体采用液压密封原理，性能安全可靠，使用寿命长。经水压实验，插头插座处、插头与随行电缆连接处不出现渗漏水现象。抓梁停用期间，插座插头处有可靠的密封装置，避免长期暴露在外。  改造后抓梁系统工作过程提门过程：抓梁与门机联接后下降，下降到位时，就位信号装置的铁芯头部碰到检修闸门上设置的吊耳板上端面时，就位信号装置的传感器中产生位移信号，当位移传感器到位时，这时抓梁落在闸门上，抓梁上的液压穿销装置的中心已对准检修闸门上吊耳梨形孔的中心，可进行穿销动作。接通液压控制回路，抓梁开始穿销，当穿销行程到位时，同步位移检测装置检测穿销已完全到位，断开液压控制回路，电动机停止运转，这

10、时可将闸门提至要求高度。操作人员能够从人机界面中直观的看到抓梁的就位、穿销全过程工作状况。落门过程：抓梁与闸门一起下放，当闸门下降到下限位时，可进行退销动作。接通液压控制回路，抓梁开始退销。当退销行程到位时，位移传感器到位，断开液压控制回路，电动机停止运转。这时可提起空载抓梁直至要求高度。操作人员能够从人机界面中直观的看到抓梁退销全过程工作状况。改造后，具备了先进的技术性能，实用性强，易操作，数据准确。运用情况良好，解决了抓梁工作中长期存在的问题。作者简介： 马志明(1970-  )男,  2004年华北水院机电一体化专业毕业，2006年参加第二期水利行业闸门运行技师培训班

11、取得闸门运行技师资格,从事电气检修及闸门运行工作，主要负责防汛设备运行及检修。在200吨门机电气改造和液压抓梁改造中承担方案调研、编写、实施工作。单位通讯地址：河南洛宁故县水利枢纽管理局工程管理分局  邮471715    电话  本项目为2008年水利工程维修养护项目，荣获故县水利枢纽管理局科技进步一等奖。文章来源： 感想：近十几年来。许多大中型水电站相继开发建设，大中型门机的需求量也相应增加，这些门机的抓梁，一般均采用液压自动抓梁，这些抓梁常在水下几十米或百米左右处工作，对抓粱工作可靠性和安全性提出了很高的要求。因此，液压自动抓梁

12、上的电气部件的密封是设计单位、建设单位及生产厂家十分关心的问题；一旦密封不良，引起渗漏水，将直接影响门机的正常工作，尤其是汛期，一旦门机不能正常启动，必将造成严重后果。改造前的液压泵站：液压自动抓梁原理：主要由抓梁体、泵站系统、液压穿轴装置、定位装置、信号装置以及电缆防水接线盒和防水密封插头等部件组成。此种控制方式易出现的问题，电磁阀阀心卡阻导致无法动作，同样无法改变液压油运动方向，抓梁销轴不能运动。如果在水下出现这种情况，则无法操作抓梁。改造后的液压泵站：改造后的液压泵站由电动机、油泵、油箱、滤油器、液压控制阀组。工作原理是以电动机为动力源，电机带动双向油泵输出压力油，直接驱动销轴进行穿退销

13、动作。穿退销的穿退由电动机正反旋转控制，具有动作灵活，行程控制准确，过载保护等性能。当运行受阻时，油路中压力增高到设定的限额，溢流阀迅速而准确地溢流，实行过载保护，电机运转在额定值内不会烧毁。当电机停止时，活塞杆则锁定在此位置上，始终处于保压状态。抓梁的进、退销、定位、漏水等传感器更新改造。未改造前当指示灯出现故障时，就无法判断抓梁的具体状况。改造后的抓梁穿退销、就位同步位移传感器是起重机专用电子设备，具有自动识别抓梁就位、穿退销是否准确到位的功能，动态显示抓梁就位及穿退销运行的全过程。液压抓梁的设计目前国内尚无统一的标准。从这些抓梁目前的运行情况来看还是比较好的，其安全性和可靠性均达到了预期

14、的设计目标，到目前为止还没有发生提门挂不上钩，闭门脱不掉钩的情况。但根据对以往工程抓梁运行情况的调查，约60%以上的故障是由于抓梁防水密封失效造成的，而这其中又有一部分原因是拔、接电缆插头造成的。因此，从设计的角度来讲，一方面要选用防水性能较高的电缆插座新产品，提高密封效果和延长插座的使用寿命，另一方面应在工程总体布置阶段，在不影响工程正常运行的前提下，尽量减少不同尺寸的孔口的数量，以减少抓梁种类和更换抓梁、拔接电缆插头的次数，提高抓梁的工作可靠性。目前，液压与气压传动分别在实现高压、高速、大功率、高效率、低噪声、长寿命、高度集成化、小型化与轻量化、一体化、执行件柔性化等方面取得了很大的进展。同时，由于它与微电子技术密切配合，能在尽可能小的空间内传递出尽可能大的功率并加以准确地控制，从而更使得它在各行各业中发挥出了巨大作用。液压元件易于实现系列化、标准化和通用化，便于设计、制造和推广使用。液压装置易于实现自动化，可以很方便地对液体的流动方向、压力和流量进行调节和控制