摘要: 水布垭水利枢纽位于清江中游河段巴东县境内，是清江梯级开发的龙头枢纽。枢纽主体建筑物首要有混凝土面板堆石坝、左岸溢洪道坝段、右岸地下厂房着浮泛。水布垭溢洪道弧形工作门采用液压启闭机操作。为确保液压启闭机平安、靠得住、平稳地运行，按照水工安插及运用要求，在液压系统中采用了双缸同步闭环节制，平稳运行节制及平安呵护法子。为改善油缸工作机能，选用进口优质密封件。经由过程优化设计，使该启闭机具有系统简单、经济、平安靠得住性高档特点。
关 键 词: 溢洪道;闸门;液压启闭机;液压系统
中图分类号: TV34 文献标识码: A
2.1 缸体和活塞杆的设计
水布垭水利枢纽位于清江中游河段巴东县内，是清江梯级开发的龙头枢纽。枢纽主体建筑物首要有混凝土面板堆石坝、左岸溢洪道坝段、右岸地下厂房着浮泛。
闭门油压 2.0MPa
溢洪道坝段为枢纽的首要泄洪建筑物，安插有5个泄洪孔，每孔设1道弧形工作门，孔口尺寸为14m×21.8m，底坎高程377.709m，设计水位 400.00m;在每个溢洪道弧形工作门上游侧各设置1道平面事情检道教槽，孔口尺寸为14m×21.8m，底坎高程378.033m，设计水位 400.00m，5孔检道教槽共用1扇事情检道教。溢洪道坝豆刈ⅷ上设有1台带双回转明日的双向门机，门机主构用以操作事情检道教，上游侧回转明日可用于明日运自备电厂进水塔拦污栅、进水塔检道教和零星部件，下流侧回转明日可配合姑且起明日设备作为弧形工作门及液压启闭机的安装、检修明日运设备。弧形工作门由液压启闭机操作，可局部开启。
油缸内径 540mm
1 启闭机安插及特点
溢洪道弧形工作门2×2700kN液压启闭机为溢洪道弧形工作门的专用启闭设备，由双油缸总成、铰座、支托、机架总成、行程检测和指示装配、行程限位装配、液压泵站、缸旁阀组、液压管路系统、爬梯、电力拖动和节制系统设备等组成。液压启闭机油缸安插在每个闸孔两侧闸墙上，尾部朋分中心高程401.00m。液压泵站及系统总成和电气节制柜等安插在闸墩高程405.75m的机房内，采用 “一机一站”节制传动体例。油缸经由过程油管与液压泵站毗连，油缸明日耳与弧形工作门明日耳经由过程球面自润滑轴承毗连，活塞杆最年夜行程约11.5m。液压启闭机油缸经由过程液压系统同步操作启闭弧形工作门。
额定启门力 2×2700kN
1.1 首要手艺参数
启闭机的首要手艺参数如下:
油缸工作行程 11.0m
启门油压 18.2MPa
启门速度 0.50m/min
油缸最年夜行程 11.50m
闭门速度 0.50m/min
活塞杆直径 320mm
油缸壁厚度 50.0mm
1.2 液压启闭机的工作事理
3 结语
液压启闭机双缸同步运行，工作闸门正常启闭为全开（或全关），在调试和检修工况下工作闸门可局部开启或封锁。液压泵站设有一个现地可编程节制站，对液压启闭机进行单机节制和操作，并进行现场数据采集，经由过程收集与集控站和其它现地站进行数据通信，领受和执行监控站指令，实现对液压启闭机运行工况实时全程监控。液压系统动作事理如下:
（1）启门动作。启动油泵电机前电磁阀YV1先得电，随后空载启动液压泵站油泵电机M1、M2、M3，电机启动后延时15s，YV1断电系统升压。启门操作时，电磁阀YV3、YV5带电，系统压力油经阀组插装阀、比例调速阀缸旁阀组插装阀至两油缸有杆腔，两油缸无杆腔油液经由过程插装式溢流阀回油滤油器流回油箱，液压启闭机启门。启门过程中由油缸开度检测装配测出的闸门位置旌旗灯号送到本现地节制站的PLC中，由PLC措置这些旌旗灯号实现两油缸的同步动作，并实现两闸门肆意开度或开启的节制。
（2）闭门动作。启动油泵电机前YV1先得电，随后空载启动液压泵站油泵电机M1、M2、M3，电机启动后延时15s，YV1断电系统升压。YV2、YV4、YV6、YV7带电，系统压力油由插装阀至油缸无杆腔，油缸有杆腔油液经标的目的插装阀、比例调速阀溢流插装阀流回油箱。为了防止闸门在肆意位置或达到底槛遏制时，因为液压冲击使无干腔压力过高，闭门遏制时YV4、YV6、 YV7失踪电后延时2s，YV2再失踪电。
1.3 液压系统的特点
该液压系统首要特点是采用单比例调速阀来节制两只油缸的启门和闭门速度，年夜而实现两只油缸的同步运行。在工程实践中，每套油缸设置的闸门开度检测装配经由过程PLC发出闸门的位置旌旗灯号，PLC采集并措置旌旗灯号，实时计较出两套油缸的位置差，经由过程节制比例调速阀的启齿量，实现节制两套油缸同步动作。
具体运行工况为:主控室按照闸门启门和闭门速度的要求，给1台比例调速阀的功率放年夜器输入一基准电压旌旗灯号，油缸起头进行启闭门动作。当两油缸的同步误差跨越5mm时，改变由比例调速阀节制的油缸的速度，来进行纠偏，当两油缸的同步误差不年夜于5mm时，恢复其原基准电压旌旗灯号的设定值。当两油缸的位置差再次跨越5mm时，一再以上动作，以实现两套油缸同步动作。
2 液压缸的设计
缸体的设计首要考虑能够持久承受额定工作压力及短期动态试验压力而不发生永远性变形。活塞杆的设计除考虑有足够的强度、刚度外，还考虑了选用的液压启闭机活塞杆的运行工况的分歧。水布垭溢洪道液压启闭机在工作闸门全开或局部开启时，活塞杆工作情形湿度较年夜，活塞杆的概况措置有镀硬铬和黑色陶瓷镀层两种方案。今朝，国内制造厂镀铬工艺斗劲成熟，镀铬与镀黑色陶瓷对比，造价低廉，国内年夜年夜都液压启闭机活塞杆均采用镀铬措置。该项目设计活塞杆采用镀硬铬体例进行概况措置，活塞杆的材料为40Cr，热措置工艺为调质措置，活塞杆杆径为320mm，λ≤250。缸体材料为德国st65锻钢，σb =640～810MPa，σs =325MPa，锻造三段毛坯，两道焊接环缝毗连，缸壁厚50mm。需要引起正视的是活塞杆40Cr材料在调质措置中必需节制抗拉强度值的上限，在镀铬后应进行消氢措置。
2.2 密封件形式的选择
密封件是液压设备的一个主要组成部门。它的工作的靠得住性和使用寿命是权衡液压系统口角的一个主要指标。在水布垭溢洪道液压启闭机设计中，采用德国MERKEL品牌密封件，油缸的活塞、活塞杆的扭转密封选用V型圈的组号缦丬封，这种密封圈在密封机能、承压能力、耐磨性、介质顺应性和寿命等方面斗劲优异，其耐压值达40Pa，许可的温度转变规模为-30～+100℃，滑动速度可达 0.5m/s，其较长的使用寿命可延迟油缸的检修周期。
2.3 明日头设计
明日头作为液压启闭机首要受力构件，设计上首要年夜便于制造方面考虑。可采用锻造工艺和锻造工艺设计，锻造体例可铸出斗劲复杂外形的明日头，不足之处是锻造缺陷较多。锻造体例可锻出外形不太复杂的明日头，其缺陷较少。该项目选用锻造工艺，明日头的材料为45号钢，为了使明日头与闸门耳板毗连便于安装，在明日头内设置了进口的关节轴承，以恰当抵衬暌雇缸和闸门的安装误差，有利于油缸的安装和正常工作。
溢洪道弧形门液压启闭机是水布垭水利枢纽的关头泄洪设备，能否正常运行直接关系到面板堆石坝的平安。因为溢洪道每个孔口有14m宽，明日点间距较年夜，液压启闭机双缸同步运行的口角是直接影响着弧形工作闸门能否正常运行的关头。在液压启闭机液压系统设计中，经由过程采用比例调速阀实现液压回路自动纠偏、运行平稳等功能，使得液压启闭设备系统简单、经济、维护便利，而且提高了平安靠得住性。
作者简介: 李季川，男，长江水利委员会设计院枢纽处，工程师。
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