關于葛洲壩門機典型故障的探討

文勇波

（中國長江電力股份有限公司葛洲壩電廠，湖北 宜昌 443000）

關于葛洲壩門機典型故障的探討

文勇波

（中國長江電力股份有限公司葛洲壩電廠，湖北 宜昌 443000）

通過對葛洲壩門機運行中的故障統計，對幾個典型的門機故障進行分析、探討，力求減少故障的出現率，保障設備穩定運行。

門機；聯軸器；減速器；制動器；電纜卷筒

0 引言

葛洲壩電站共有門式起重機15臺，其中2× 250T門機7臺，2×125T門機5臺，2×100T門機3臺，分別布置于葛洲壩電站機組進水口、尾水平臺和泄洪、沖沙建筑物上，主要承擔著葛洲壩機組及泄洪閘、沖沙閘上、下游各式平板閘門、攔污柵等的啟閉工作。自1979年首臺門機投入運行以來，現已運行30多年，必然會出現各式故障，現對葛洲壩門機在運行中出現的一些故障和處理的方法進行總結，對葛洲壩門機幾個部件改進前和改進后的狀況進行對比。

1 行走機構減速箱底座固定螺栓失效及行走機構聯軸器端蓋脫落

在葛洲壩門機多年的運行中，此項故障的出現率較高，表現形式為減速箱底座固定螺栓被拉斷、拉長和滑絲，減速箱移位，齒式聯軸器端蓋脫落。產生以上故障的原因有3個：

（1）行走車輪角軸承處固定螺栓松動。門機行走起動和制動時，產生非常大的慣性力，使傳動部件承受很大的動載荷，角軸承處螺栓的松動導致車身和車輪之間的跳動，且松動越大，跳動越大。行走車輪的跳動導致傳動開式齒輪的跳動，開式齒的跳動傳遞到下一級開式齒繼而傳到減速箱，從而造成減速箱與底座的跳動，最終的結果是減速箱底座固定螺栓失效，被拉斷、拉長和滑絲，減速箱移位。減速箱的移位造成減速箱與電機間同軸度偏差過大，當電機啟動時，由于電機的軸與減速器的軸不同心，于是造成齒式聯軸器端蓋脫開。

（2）聯軸器躥動過大。電動機或減速器的安裝沒有按設計定位，使電動機和減速器的距離過近，聯軸器躥動過大，超出聯軸器的調節范圍，導致聯軸器無法補償而脫落。

（3）安裝時電機與減速器的同軸度偏差過大，或者是在運行中由于振動導致同軸度偏差過大，造成聯軸器擺動，慢慢的聯軸器就脫開。同時在連軸器完全脫開之前，減速器也在承受聯軸器傳來的非轉向力，可能導致底角螺栓松動。一般來說，聯軸器能傳遞的非轉向力較小，如果在減速器底座固定很牢的情況下，造成減速器底座固定螺栓失效，被拉斷、拉長和滑絲，減速箱移位的可能性較小，只會造成聯軸器端蓋的脫落，所以，故障現象如果只出現連軸器端蓋脫落，而減速器沒有任何變化，就很可能是由此原因引起。

所以，在日常檢修和維護中，要時刻關注主動車輪處角軸承螺栓的松緊程度。同時，在檢修中要測量電機與減速器的同軸度，以GICL型齒式聯軸器為例，其徑向位移偏差應滿足如下表1標準。

（1）當兩軸無徑向位移時，聯軸器的角向位移見圖1，并按照表1的規定：

表1

（2）當兩軸無角向位移時，徑向位移見圖2，并按表2的規定。

圖1 兩軸無徑向位移時，聯軸器的角向位移

圖2 兩軸無角向位移時，聯軸器徑向位移

表2 單位：mm

（3）當聯軸器連接兩軸有角位移△α時，其許用徑向位移應按下式計算：

［△Y］=0.262A（［△α］-△α）/［△α］

式中A為中間軸兩端聯接的外齒軸套齒中心間的距離。

2 行走制動器失效

葛洲壩門機的行走和起升機構所裝制動器均為電力液壓塊式制動器，門機制動器出現機械故障主要有：

（1）制動器的制動瓦或制動軸過度磨損，這是由于制動輪與瓦塊間隙不均勻而摩擦生熱，造成制動瓦塊迅速磨損，可以通過調整瓦塊的角度來減少摩擦。

（2）制動臂銷軸的卡板損壞或開口銷剪斷、掉落，銷軸脫出。

（3）制動瓦的銷軸因頂絲松動而竄動，制動瓦脫落。

（4）制動器的制動瓦或制動軸過度磨損。

（5）制動器的主彈簧緊固螺母松退，制動力矩減少或消失：或者是主彈簧調得太緊，彈簧壓力太大。

（6）制動器上的制動瓦鉚釘露出瓦塊，與制動輪接觸。

（7）制動器的活動節被咬死。

當發現制動器突然失效時，如果屬于機械故障.則應立即進行一次反車點動操作，如不成功即發出警告信號并開反車，同時根據具體情況啟動大、小車將工件降落在安全地點，若是由于電氣故障所造成，則應迅速斷開總電源開關，使制動器斷電，制動器抱閘。

平時應加強對制動器的檢修維護，對制動器的軸瓦，液壓油質、油位，力矩等進行檢查，不可掉以輕心。

3 防風裝置

葛洲壩門機在設計制造時自帶的防風裝置為夾軌器，單獨安裝在箱形梁中部，采用電動和手動兩種方式，但在長期的運行中發現存在以下問題：

（1）夾軌器夾鉗的力度不夠，在大風的情況下，仍可能出現被風吹動的現象。

（2）動作不靈活。手動操作時非常沉重，勞動強度大，夾鉗常出現放不到位的現象。

（3）夾軌器的閘瓦片易損壞，在遇大風門機運行時，閘瓦磨損嚴重，表面的摩擦系數降低，造成夾緊力下降，因此需要更換閘瓦。

（4）控制重錘的鋼絲繩易斷，由于鋼絲繩長期持續受力，在出現絲桿螺母發卡時，由于慣性作用產生動量沖擊，鋼絲繩端部易斷。

針對門機老式夾軌器失去正常制動作用的問題，對防風裝置進行了改造，拆除箱形梁中部的重錘式夾軌器，采用防風效果較好的電力液壓防風鐵楔制動器。

電力液壓防風鐵楔以電力液壓推動器為動力，連桿為提升機構來實現鐵楔的釋放、設置、拖輪。當通電時推動器通過傳動機構將防風鐵楔提起，使起重機正常工作，斷電時鐵楔壓在軌面上。當突發大風吹動起重機時，壓輪隨之滾動到鐵楔斜面上，利用起重機對鐵楔的輪壓使鐵楔與軌面間產生滑動摩擦力，阻止起重機行走，將整機楔死，其具有如下特點：

（1）抗風能力強。根據楔形自鎖原理，摩擦塊采用強度高、耐磨鋼加工成齒條狀來保證足夠的摩擦系數，使得防風鐵楔具有較高的抗御大風的能力。

（2）結構簡單，壽命長。提升和放置時所需的動力均很小，傳動機構在楔死位置處于死點附近，使整機結構緊湊、體積小、降低制造成本和使用成本，且鐵楔不磨損，壽命長。

（3）傳動效率高。主要擺動鉸點設有自潤滑軸承，動作靈敏可靠，并且楔死過程平穩，可避免起重機由于防滑止動過猛而產生顫動。

（4）自動化程度高。當起重機行走時，鐵楔自動提起，當起重機停止運行或斷電后，鐵楔自動放下，并具有行程開關和手動釋放裝置。

（5）可靠性高。電力液壓防風鐵楔類似于常閉式制動器，斷電后鐵楔即落在軌面上，隨時楔死車輪。

（6）操作維修方便。該產品克服了同類產品因鐵楔被壓死，大車無法起動的弊端，一般可直接啟動運行，遇風楔死時，反方向點動即可啟動運行。

4 電纜卷筒裝置

葛洲壩門機設計所使用的是配重式電纜卷筒，在多年的使用中主要的缺點有：卷筒占地面積大，體積大，不易安裝維修；卷筒的鋼絲繩滑出定滑輪或動滑輪時，電纜很容易被拉斷；在卷筒上把電纜盤上或卸下時需人工手動處理；卷筒的集電器為外裝式，易積灰塵從而打弧燒毛碳刷和滑環，不安全；卷筒的平臺位置較高，電纜易被行車的吊物鉤斷；卷筒的容積較小，對電纜沒有保護措施，電纜常發生卷不上來。

2002年對大江攔污柵1號、2號門機電纜卷筒進行改造，更換為磁滯式電纜卷筒，隨后經過1年時間的運行，發現磁滯式電纜卷筒比配重式電纜卷筒穩定可靠，隨即將其它門機電纜卷筒更換為磁滯式電纜卷筒。

從磁滯式電纜卷筒的工作原理及結構形式可以看出，磁滯式電纜卷簡有以下特點：

（1）結構緊湊，體積小，功能全，便于電纜卷筒在主機上的布置，安裝維修方便。

（2）采用磁滯聯軸器，傳遞力矩不隨負載變化，電纜近似恒張力。而且這種非接觸聯接，對驅動電動機有過載保護的功能。

（3）電動機不需雙向旋轉，設備前進時，電動機帶動電纜卷筒收纜，電纜拉緊；設備后退時，電纜拉著卷筒倒轉，電纜仍被拉緊。可見，磁滯式電纜卷筒能夠實現理想的卷取特性。

（4）電動機軸上的單向軸承可以防止卷筒倒轉，避免設備運行中電纜松開。

（5）根據實際工況，輸出力矩調節方便，而且具有良好的自制動功能，無需安裝制動器，運行可靠。

5 結束語

以上是葛洲壩門機在運行時出現的一些典型的故障和一些處理、維護方式，在以后的工作中需要更進一步的對故障進行跟蹤，以減少故障的出現，保障設備的穩定運行。

［1］JB/T8854.3-2001GICL、GOCLZ型鼓形齒式聯軸器［S］.

［2］甘輝敏.防風鐵楔在三峽大壩門式啟閉機上的運用［J］.起重運輸機械，2009（02）：58-60.

［3］郭利華，張榮俠.磁滯式電纜卷筒的應用與維護［J］.水利電力機械，2004（04）.

TV698.2

B

1672-5387（2016）07-0050-03

10.13599/j.cnki.11-5130.2016.07.016

2016-01-17

文勇波（1984-），男，工程師，從事起重機械方面工作。