杨 立(设计处)   赵 勇(河南省水利机械厂)

〔摘要〕1250KN固定卷扬启闭机是小浪底南岸引水口工程的重要设备，卷筒装置和机架是其关键部件，本文就其设计以及主要零部件的制造作一简要介绍，另外，还介绍了在启闭机制造中的几点体会。

〔关键词〕启闭机  设计 制造

1  概述

南岸引水口工程作为黄河小浪底水利枢纽工程的重要组成部分，也是河南省“九五”重点水利工程项目，是为解决偃师、洛阳等城市供水和工业用水、农业灌溉的大型引水工程，工程总投资1.07亿元。工程主要包括进水口、引水隧洞和出水分水枢纽。引水隧洞全长3170米，设计引水流量每秒28.6立方米，控制灌溉面积54万亩，同时解决5万人吃水困难问题。

1250KN固定卷杨启闭机设置在进水口276m高程的闸室内，用于启闭进水口事故闸门。该机采用展开式布置，闸门工作方式为动水闭门，静水启门。

2 启闭机主要技术参数：

启 门 力        1250KN

起升高度        35m

起升速度        1.609m/min

工作级别        Q2

滑轮组倍率      4

齿轮总传动比    419.05

3 启闭机的结构布置与工作原理

该机为单吊点启闭机，由卷扬装置、传动机构、保护装置、机架等部件组成。通过一台YZR280M型电动机驱动，采用一台三级减速器和一级开放式齿轮减速，驱动卷筒旋转，通过钢丝绳在卷筒上的收放，带动闸门上升或下降。

启闭机上装有闸门开度仪，用来控制闸门的上、下极限位置、预先设定的位置和通过显示仪现场观看闸门的升降位置。为防止启闭机超负荷运行，在卷筒一端轴承座下装有QCX-2型荷载限制器，当启闭荷载达到额定荷载的110%时，荷载限制器发出信号报警并自动切断主回路电源，制动器抱闸，启闭机停止工作。

4 启闭机的操作程序

4.1 一般说明

    本机采用现场控制，现场监视闸门位置的控制方式。

    提升闸门前，首先利用塔体内的充水平压系统进行充水平压，使门体上、下游的水压力大至相等，经确认平压之后，才能进行提升闸门操作。

4.2 闸门提升操作程序

    按控制柜“起升”按钮，电动机作提升方向旋转，闸门上升，至上极限位置时，高度传感器（或主令控制器）动作并自动切断电源，制动器抱闸，启闭机停止运行。

闸门提升后，若长期不用，应将其锁定到检修平台。

4.3 闸门下放操作程序

关闭闸门之前，应先通过点动，使闸门稍微提起，解除对闸门的锁定，然后按控制柜“下降”按钮（闸门锁定已解除），电动机作下降方向旋转，闸门下降，至下极限位置时，高度传感器（或主令控制器）动作，并自动切断电源，制动器抱闸，启闭机停止运行。

5 部件的制作

5.1 机架

启闭机机架主要用于安装启闭机各组成部件，并将荷载传递给基础，保证启闭机正常运行，其特点是机加工量大，制造尺寸精度要求高。该机机架外形尺寸为长4700mm×宽4654mm×高1839mm，加工面之间高度差为804mm。设计要求各加工面平面度误差不大于0.5mm，各加工面之间相对高度误差不大于1mm。该厂现有的普通机床不能满足加工要求，为此，特制了一台铣床，整台铣床由床身导轨、铣削动力头和垫块组成。床身导轨的长度大于所加工机架的长度，当两个加工面间的高差超过动力头的调节范围时，可用已在磨床上加工好的垫块来调节高度，整个铣床可以根据需要放置在不同的位置。在铣削前，先将机架放在平台上，划出机架的拦腰线，然后用水平仪、高度尺、米尺分别测出拦腰线的高度以及待加工面相对拦腰线的高度差，从而测出待加工面的加工余量，同时还综合考虑其余各加工面的加工余量。进行铣削时，动力头与铣刀盘的中心线垂直于待加工面，具体工艺可分为粗铣和精铣两道工序，粗铣后留1~2mm的加工余量，这样加工出来的机架无论是各加工面间的相对高度还是光洁度都有较好的保证。采用此办法加工原计划需要一周时间，实际只用了三天，效果十分理想。

5.2 卷筒

卷筒外形尺寸为Φ1545mm×3754mm，筒体壁厚δ=45mm，绳槽底径为Φ1500mm，粗糙度Ra3.2，采用铸钢ZG270-500，分两段铸造后焊接成一体。卷筒焊接成形后，对接焊缝应进行无损探伤检验，并进行高温退火热处理，消除应力，稳定组织，为保证筒体加工精度做好准备。

加工时主要保证①卷筒壁厚均匀，各处筒壁厚度差不超过8mm；②卷筒外圆与内轴孔同轴度不超过0.3mm；③卷筒与大齿轮连接的凸外缘与卷筒内孔的同轴度不超过0.3mm,垂直度不超过0.6mm。

为了保证卷筒壁后均匀，在加工前应注意检测其壁厚值是否超差，若偏差较大，可采用借中心的方法予以调整。

为了保证卷筒内外圆的的同轴度，应在卷筒外圆加工完毕后，以外圆为基准镗出卷筒内孔。

为了保证开式齿轮的啮合间隙，应特别注意卷筒凸外缘与大齿轮止口的公称尺寸，二者之间的公差不宜过大，避免啮合间隙一侧过大而另一侧过小，同时注意卷筒凸外缘端面与卷筒外圆的垂直度。这样才能保证大齿轮的外径与卷筒轴同心，从而在装配中保证开式齿轮副啮合间隙的一致性。

6 几点体会

6.1 启闭机的重要部件为卷筒组，在卷筒组的制作过程中除了保证卷筒和大齿轮在装配时，其结合面必须平整、无毛刺外，控制好大齿轮的公法线长度公差、齿圈径向跳动公差，对在总装配中调整齿轮啮合间隙，保证齿轮运行平稳有举足轻重的作用。该机大齿轮的法向模数为25，齿数为110，齿顶圆直径为Ф2800mm，因为齿轮直径较大，在公法线长度方向上微小的误差，都会积累成直径方向上的较大误差，因此必须严格检测控制这一数值。在齿轮加工中，还应控制齿轮轮齿的精度等级，以避免轮齿齿廓出现凸棱，从而影响齿轮的啮合精度。

6.2 三级减速机的高速轴为双出轴，且为圆柱形直轴，一端通过传动轴与电机相连，另一端用于安装制动轮。按照《DL/T5019-94水利水电工程启闭机制造、安装及验收规范》之规定，直径为Ф300mm的制动轮的径向跳动应在150μm以内。因为制动轮内孔为圆柱形直孔，在制作时不但对制动轮内孔与外圆的同心度要求非常高，同时也给装配时径向跳动的调整带来了不便。如果将减速机装制动轮一端的出轴设计成锥形轴，制动轮的内孔制成锥行孔，这样，如需要调整制动轮的径向跳动时，可通过刮研制动轮的内孔来实现，即方便又快捷。

6.3 卷筒轴承座及其它轴承座在机架上的定位通常采用定位销，这种定位方式准确可靠。但当卷筒上的开式大齿轮轴承座与小齿轮轴承座均采用定位销定位时，则在调整开式齿轮副中心距和齿轮啮合顶隙时显得很不方便，若调整不到位，运行时会引起齿轮啮合不好，传动不平稳等不良现象，而齿轮在装配时需要反复调整才能达到满意的传动效果。因此，建议在设计时，一对开式齿轮轴承座的其中一个采用定位销定位，而另一个齿轮轴承座待齿轮副中心距和齿轮啮合间隙调整完毕后，用定位块顶紧轴承座后焊接在机架上，这种设计既可满足定位要求，又方便了齿轮副的装配调整。

以上是在启闭机制造工作中的几点想法，可与同仁们共同商讨。

7 结束语

1250KN卷扬启闭机是南岸引水口工程中起重量最大的卷扬启闭机，它能否可靠工作，将直接影响着引水闸的安全运行。目前，该机已在施工现场安装、调试完毕并投入使用，运转正常。

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