淺談QL型直聯式螺桿啟閉機在中小型水利工程中的應用

魏正葉

（陜西省交口抽渭管理局 陜西 渭南 714000）

螺桿式啟閉機是在水工建筑物各種過水孔道上起著控制水閘的一種中小型啟閉水利機械設備，利用該機的升降使其配套水閘實現開啟和封閉過水孔道，控制水位，調節流量的作用，它廣泛應用于水利水電、市政建設、水產養殖及農田水利建設等工程中。由陜西秦東水利機械有限責任公司研發生產的新型QL型直聯式螺桿啟閉機，以其具有手動和電動操作二用的功能，可用于有電和無電場合，現已在陜西省桃渠坡紅星水庫、陜西省交口抽渭灌區的西樓、田市及佐家等泵站得到廣泛應用，取得了較好的效果。

1 工作原理

QL型直聯式螺桿啟閉機由蝸桿、蝸輪、螺桿、螺母、推力軸承、配套電機及手搖把等組成。當動力（或手搖）驅動蝸桿轉動時，蝸輪、螺母也隨之轉動，蝸輪和螺母的轉動迫使螺桿作升降運動，帶動閘門完成控制啟閉及水位、流量調節作用。

2 結構特點

（1）該機的關鍵部件蝸輪與傳統產品不同之處在于它采用錫磷青銅（ZcuSn10P1）鑄成，蝸桿齒面采取高頻淬火工藝處理，并通過專用磨床切削加工，具有較好的耐磨性，使用壽命大大提高。

（2）該機自鎖性能好，結構簡單，可用機械式高度計來實現調節作用，使閘門停留在任意高度，而且可設定啟閉高度和上、下極限位置，對泵站進行自動控制時可配置電子高度計可實現就地和集中控制。

（3）配置電氣保護裝置和行程限位開關以及手電兩用電氣閉鎖裝置，可實現啟門與閉門雙向過載自動保護，該裝置可使手電互鎖，且具有防水功能。

（4）該機具有體積小，重量輕，造型美觀，提升速度快，電機與蝸桿直聯不打滑等優點，適用于室內及露天場合。

3 安裝調試

（1）打開機器原包裝，清除積灰及雜物，詳查各附件，應仔細檢查螺桿是否有磕碰現象。如有用銼刀仔細修復，以免損壞機器中的承重螺母。緊固各螺栓，查看是否有松動現象。

（2）安裝時應保證螺桿中心吊點與閘門中心在同一鉛垂線上，如有偏差可調整機器位置，安裝后應檢查螺桿是否垂直。

（3）試車前各潤滑部位應加注適量潤滑油（潤滑油為 SH0094—9，或者 250號工業齒輪油）。

（4）試車時先提升100mm高度，并檢查各部分有無變形，緊固螺栓有無松動及閘門的擾動現象，確認正常后再繼續提升。每提升一米，檢查一次。

（5）機械式高度計的安裝調整：經試車認為機械安裝運轉正常后，把閘板放至最低位置，切斷電源。將高度計的護罩取下，轉動斜齒輪使指針指向“零”位，然后切斷左端行程開關、松開后緊斜齒輪的螺母，轉動斜齒輪使其與螺桿保持正常的嚙合，最后固定在機蓋上（3T、5T固定在法蘭上）擰緊螺母。開動機器使閘門上升100mm后，然后反轉使閘門下降看指針指“零”位時是否停機。調試時，如指針指零后，仍不停機，采用人工措施緊急停機。查找原因并調整好零位，反復試驗，直到能準確停機為止（注意調整時要切斷電源）。調整閘門上止點的位置，開動機器使閘門上升，指針隨之向右移動、可停止在認為需要的位置上，作為本機的上止點。然后把右限位開關靠近螺母，使限位開關聽到“咔噠”聲后固緊。并調整定針使轉動針重合，試驗其定位精度。

（6）電子式高度計的調整：首先預置閘門上升高度數值。中央處理器根據預置輸入數據進行確認后，執行器按照指令使啟閉機啟動上升，實行啟閉動作，通過啟閉機中減速機低速軸上的小齒輪拖動傳感器旋轉，傳感器又把信號傳給中央處理器與輸入的數據進行比較，實現閉環控制。同時中央處理器把收到的信號送到譯碼驅動器，使閘門實行的高度數據在LED顯示器上顯示出來。

如果傳感器送來的信號數據與預置數據相同時，中央處理器發出指令使執行器工作，控制啟閉機停機，同時發給報警電路指令，產生聲光信號使鈴響，燈亮。若在預置閘門上升、下降高度數值出現錯誤時，可通過清零鍵重新預置。

（7）機器的過載保護機構在出廠前已調好，一般不要隨便拆卸。

4 日常使用與保養維護

機器的正確使用和必要的保養維修工作，對保證機器的正常運轉起到決定性作用，使用時應注意以下幾項:

（1）操作設置專人，維護做到定期保養。操作時，操作者必須明確閘門升降的轉動方向，以及上、下極限位置，以免盲目亂動，發生螺桿頂彎事故。

圖1 系統組成框圖

（2）在每次使用前，檢查機油面的高度,不足時按潤滑點注油。

（3）啟動前檢查螺桿表面油脂情況，保證使用時潤滑良好。

（4）要定期檢查螺母的磨損情況，如發現磨損嚴重，應立即更換。

（5）啟動前檢查電源相序，保證正確的開啟與關閉。

5 常見故障的處理

QL型直聯式螺桿式啟閉機只要能做好調試與日常維護保養工作，基本上能達到零故障，但是也會因各種原因發生一些故障，常見有以下三種。

5.1 螺桿的彎曲

螺桿的彎曲主要原因有以下幾方面：

（1）系統電源相序變化、相序與調試時不一致。

（2）高度計指示不準確或限位開關失靈，當閘門全關后繼續向下關閉。

（3）動力機構操作錯誤，使已經全關閉狀態的閘門繼續關閉；關閉時閘門突然卡阻或底坎上有塊石等障礙物受阻。

（4）違反操作規程使閉門力超過螺桿允許壓力。

（5）螺桿和連桿的長細比超過容許最大限度或導向布置間距過大，安裝螺桿、連桿的誤差偏大，關門時發生卡阻。

處理方法可采用壓重物、杠桿、千斤頂、矯正器、壓力機和加熱等矯正方法。螺桿經過矯正后，其不垂直度應控制為：每1m長不超過0.30mm，總長度不大于5m時，不超過0.70mm，總長度5m～10m時，不超過1mm，若達不到上述標準，需繼續矯正。為了防止螺桿彎曲的再次發生，螺桿矯正后，一定要消除發生彎曲的原因。

5.2 承重螺母的磨損

螺桿啟閉機的啟閉力是由螺母與螺桿的螺紋面之間的斜面接觸作用產生的，如潤滑條件差、承重螺母則易磨損，特別是螺桿偏斜彎曲后，使螺母受力不均，磨損更為嚴重。螺母、螺紋磨損超過設計、破碎及有裂紋缺陷時，應及時更換新螺母，以免引起墜門事故，更換時螺母螺紋中心線對推力軸承配合面的不垂直度應在允許公差范圍內。

5.3 推力軸承磨損

螺桿啟閉機軸承一般采用球形或錐柱推力軸承。如推力軸承磨損過大或鋼球（錐柱）及推力軸承發生微裂時，應更換新件，確保啟閉機處于完好狀態。

6 結語

通過陜西省交口抽渭灌區對QL型直聯式螺桿式啟閉機的應用表明：該機以其體積小、重量輕、造型美觀、速度快、過載保護性能高，動作靈敏，耐磨性好，壽命長,具有較高的技術含量，是新一代的換代產品。加之該機又具有安裝簡單,調試方便,維護工作量小的特點,建議在中小型水利工程中推廣應用。陜西水利