液壓缸單機空中翻身吊裝工藝分析

2020-05-21 03:14:48廖潤根

機械研究與應用 2020年2期

許星，廖潤根

(中國電建集團江西省水電工程局有限公司，江西南昌 330096)

0 引言

隨著新興能源的大規模開發利用及“一特四大”電網發展戰略的實施，具備靈活啟停、調峰填谷等功能的抽水蓄能電站進入快速發展期。抽水蓄能電站水頭高，閘門體型尺寸較大、構件重量大，閘門的操作多由液壓啟閉機完成。

安徽績溪抽水蓄能電站尾水事故檢修閘門啟閉機液壓缸推力支座與吊頭間采用了O型陶瓷密封圈，液壓啟閉機制造廠家要求：液壓缸吊裝過程中推力支座(不含)以下不得承受剪切力，避免陶瓷密封圈碎裂的情況發生。同時尾閘洞內吊裝作業條件復雜，故需對液壓缸的吊裝進行詳細的吊裝模擬分析。筆者在分析試驗液壓缸采用單機空中翻身吊裝工藝的過程中，解決了液壓缸吊裝過程中陶瓷密封圈發生碎裂的問題。

1 技術要求

安徽績溪抽水蓄能電站共布設6臺液壓啟閉機(型號：4500/1000 kN-5.5 m)。其液壓缸總成部分寬1.05 m，高1.05 m，長9.57 m，單榀重16.4 t，見圖1。為確保陶瓷密封圈不會碎裂，液壓缸在吊裝全過程中推力支座(不含)以下部分不得承受剪切力。同時尾閘洞內作業條件復雜，故需對液壓缸的吊裝進行詳細的吊裝模擬分析。

圖1 啟閉機液壓缸示意圖

2 分析

2.1 吊裝作業方式選擇

尾閘洞內布置有1臺50 t檢修橋機，據此先提出了2種雙機抬吊的作業方式。

(1) 選用橋機主鉤與其電動葫蘆副鉤組合抬吊。主鉤與副鉤中心間距僅1.25 m，經模擬分析吊裝過程中主、副鉤斜拉情況嚴重，不適用。

(2) 選用汽車吊與橋機組合抬吊。汽車吊只能停靠在尾閘洞入口處(見圖2)。

圖2 尾閘洞平面布置圖

液壓啟閉機安裝前，4#機組與3#機組間的尾閘控制室已砌筑完畢，汽車吊輔助橋機將液壓缸立起后將無法跨越尾閘控制室。該吊裝方式無法滿足集水井側的3臺啟閉機液壓缸吊裝，不適用。

分析了兩種抬吊思路均不適用后，根據現場條件提出使用橋機主鉤進行單機吊裝作業，且通過調節吊頭側鋼絲繩長度改變液壓缸傾角。

2.2 液壓缸吊裝流程

在閘門門葉組裝平臺橫梁兩側各并列焊接1根短鋼梁，將其連接成整體。在3根鋼梁上翼緣板面焊接限位板，限位板高度不應低于推力支座與其兩側缸體階高差H-50 mm。將液壓缸左端推力支座底板置于輔助限位平臺上，右端使用鋼梁及方木支承，確保液壓缸放置水平，同時支撐位置處兩側使用三角楔木固定。

為避免現場焊接安裝吊耳對液壓缸產生影響，液壓缸采用三點吊裝。右端利用液壓缸缸體上的兩個厚40 mm制造吊耳，左側的捆綁鋼絲繩設置在推力支座與缸體間直徑Ф580 mm的凹處臺階位置，見圖3。

緩慢提升50 t主鉤，液壓缸將脫離右側支承鋼梁，與地面夾角逐漸加大。當與夾角達到15°時，液壓缸將離開左側輔助限位平臺，見圖4。

圖3 液壓缸吊裝位置示意圖

圖4 啟閉機液壓缸現場吊裝照片

將液壓缸移離輔助限位平臺并懸停平穩后，提升50 t主鉤與松手拉葫蘆兩個動作交替進行，但需確保液壓缸吊頭離地高度不小于500 mm。液壓缸與地面夾角逐漸增大。液壓缸(含吊索具16.9 t)提升過程中各位置受力情況見表1。

表1 液壓缸提升過程中各位置受力情況表

液壓缸立起后將左吊點捆綁鋼絲繩、20 t手拉葫蘆解掉。再利用50 t檢修橋機將液壓缸吊頭插入門槽蓋板孔，并保證液壓缸底板提升至離門槽頂蓋約50 mm。調整液壓啟閉機缸體使液壓缸中心線與門槽頂蓋位置上標記的門槽起吊中心線對齊。下鉤就位后在液壓缸底板焊接4塊加強筋限位。

3 吊裝效果

(1) 現場采用的20 t手拉葫蘆行程6 m，其最小伸展長度1.05 m，最大伸展長度7.05 m。當液壓缸水平放置時手拉葫蘆伸展長度最短，為1.459 m；當液壓缸離立起豎直后手拉葫蘆伸展長度最長，模擬為6.431 m(現場實際達到約6.9 m)。手拉葫蘆行程剛好滿足要求。

(2) 吊裝前現場測得橋機主鉤最大起升高度12.5 m。液壓缸平移至門槽蓋板正上方時，主鉤已提升高度H=門槽蓋板超出地面0.84 m+液壓缸與頂蓋間安全距離0.2 m+吊頭至吊耳距離7.67 m+右端吊耳與50 t橋機主鉤距離3.467 m(見圖5)+20t卸扣0.148 m=12.325 m。橋機提升高度勉強滿足要求。

(3) 啟閉機由水平放置翻轉至豎直狀態過程中，右端焊接吊耳處的卸扣隨鋼絲繩會轉動90°，卸扣將

與吊耳必將轉動摩擦。吊裝前需對吊耳及卸扣涂抹黃油。且計算卸扣最大承受拉力83.448 kN，吊裝時加強選用20 t馬蹄形鋼卸扣。