人字門船閘液壓系統(tǒng)可靠性研究

摘 要 本文主要針對在河道當中，所建設的人字門船閘液壓系統(tǒng)，從工作原理以及具體的流程角度進行分析，利用可靠性理論進行分析，使得能夠對使用的船閘液壓系統(tǒng)進行全面的分析研究，幫助相關單位的工作人員工作，并提供數(shù)據(jù)的參考。

關鍵詞 人字門船閘;液壓系統(tǒng);可靠性研究;開閘門

前言

近年來中國內陸水道航運的經(jīng)濟效益凸顯，導致了船舶數(shù)量的猛增，水道上的船閘多處于常年24小時不間斷運行狀態(tài)，因此對整個社會經(jīng)濟發(fā)展帶來了巨大的價值，因此在選擇的船閘方面也有著一定的積極作用，為其正常運行提供了基礎的保障。

1研究背景

現(xiàn)階段，由于內陸水道航運的日益繁忙，河道船閘實行了全年24小時不間斷的進行工作，使用具有高穩(wěn)定性、低故障率的啟閉機系統(tǒng)，讓其船閘可以高效率的運行，因此其產(chǎn)生的可靠性遠遠的大于經(jīng)濟性。

所使用的人字門船閘啟閉機，本質上是一種進行開關門擋水的設備，因此在結構上需由閘門、閥門共同構成，因此也相當于一種起重機械。在使用的過程中有著明顯的特征，首先是具有較大的荷載變化能力，并且具有較高的可靠性，同時在運行速度上較低。

在人字門船閘的設備當中，一般在每道閘門中均設置了四個機房，同時每個不同的機房當中均有一個啟閉機系統(tǒng)。設置的啟閉機系統(tǒng)能夠有效實現(xiàn)提閥門、自落閥門、強落閥門、關閘門、開閘門這五個功能。其閘門的運行條件需要在靜水下進行啟閉，而閥門的運行條件則是需要在動水環(huán)境下進行啟閉，在局部開啟的時候具有一定的技術標準。

2液壓系統(tǒng)可靠性理論分析

在對其液壓系統(tǒng)進行可靠性分析的過程中，擁有著多種方法，例如有著數(shù)學模型法、上下限法、故障率預計法等諸多方法。

在實際的可靠性分析的過程中，首先需要對液壓系統(tǒng)的原理圖有一定的掌握，繪制出液壓系統(tǒng)的可靠性框圖，之后再建立出液壓系統(tǒng)下的可靠性模型。相關研究人員對建立出的模型進行分析和研究，使得明確出在液壓元部件當中存在的一些故障，從而對其環(huán)境、降額以及修正一些系數(shù)，最后得出相應的液壓系統(tǒng)可靠性分析結果。

因此，在這一系列的可靠性分析過程中，其為了更好地實現(xiàn)液壓系統(tǒng)的可靠性分析，就需要用綜合的角度進行分析，能夠對其占空因素、修正系數(shù)等進行分析，這樣才可以真實的預測出系統(tǒng)的可靠性。

因此為了研究的便利性，需要做出一些假設，例如在該系統(tǒng)下，存在著兩種可靠性模型，分別為正常狀態(tài)下以及故障狀態(tài)下。同時單元之間存在著獨立性，不會在運行的過程中互相影響，并在該系統(tǒng)的實際壽命需要服從指數(shù)分布。

2.1 液壓系統(tǒng)原理

在該液壓系統(tǒng)下，主要存在著四種不同的工況，例如存在著開啟、關閉閘門，提、自落閥門。同時除了上述的四種工況，在特別的情況下還有一種強落閥門的工況，但是在日常的使用中比較少見。

（1）開閘門。在進行開閘門的過程中，首先需要開啟液壓柱塞泵，在持續(xù)一段時間之后，使得系統(tǒng)當中的電磁閥同時得到供電，這樣就可以驅動液壓系統(tǒng)進行工作。在液壓系統(tǒng)當中，也要有會從單向閥、油液過濾器當中通過，最終進入到閘門的油缸當中。使得活塞桿進行運動，進行向內的縮進，進而帶動起動閘門的啟動，而油缸內的液壓油，最后在通過油液過濾器之后再回到油箱當中，以此完成整個運動。

（2）關閘門。在成功啟動了液壓柱塞泵之后，在一段時間后，使得系統(tǒng)當中的電磁閥成功供電，進而帶動起液壓系統(tǒng)的正常運轉。同時系統(tǒng)當中的液壓油需要從單向閥、油液過濾器等設備當中經(jīng)過，最終流入閥門的油缸當中，以此來形成完整的差動回路。在液壓油流入的時候，則需要將閘門的活塞桿向外進行伸出，以此來帶動閘門的啟動，當出現(xiàn)液壓油不足的時候，則需要進行及時的補充[1]。

（3）提閥門。在啟動了液壓柱塞泵之后，在保持一段時間后，系統(tǒng)當中的電磁閥會得到供電，因此讓液壓系統(tǒng)開始正常的工作。使得系統(tǒng)之內，液壓油途徑單向閥。油液過濾器進入到閥門的油缸當中。使得閥門的活塞桿進行縮進的運動，進而帶動起閥門的上升。而在油缸內部，其需要液壓油經(jīng)過油液過濾器，最終流到油箱內部。

（4）自落閥。首先需要在啟動了系統(tǒng)之后，優(yōu)先為某一電磁閥進行供電，之后使得系統(tǒng)成功的啟動，因此可以讓閥門油缸當中的液壓油出于閥門自動的作用下，形成了系統(tǒng)性的循環(huán)，使得在經(jīng)過桿腔流入無桿腔當中，這樣閥門便可以自行的下落，面對油液不足的情況，需要及時從補油閥位置進行補油處理。

2.2 液壓系統(tǒng)可靠性框圖

采用的人字門船閘啟閉機，其中液壓系統(tǒng)是基于二通插閥系統(tǒng)進行設計的，為此在結構上，同日常使用的滑閥系統(tǒng)并不相同，擁有著眾多參與控制的單元件。因此形成傳統(tǒng)由單一滑閥所實現(xiàn)的功能，往往在二通插裝閥上需要多個的組件來實現(xiàn)。為此，需要對啟閉液壓機當中的液壓系統(tǒng)進行分析和明確，從而繪制出一套具有可靠性的框圖。

2.3 可靠性模型

在可靠性模型的建立上，需要明確其液壓系統(tǒng)的具體工作原理以及實際的液壓系統(tǒng)工程流程，從而得知，在該系統(tǒng)下，每個回路之間保持著串聯(lián)的關系，因此整個液壓系統(tǒng)也呈現(xiàn)出串聯(lián)的系統(tǒng)類型[2]。

最后依據(jù)可靠性的相關理論，需要對每個串聯(lián)的系統(tǒng)進行分析，從可靠性的角度出發(fā)，自落閥門的實際工況比較良好，而存在一定的低可靠度的位置是提閥門。由于采用了先進的技術類型，使得可以讓船閘液壓系統(tǒng)在使用中可以采用滑閥結構、螺紋插裝結構等，以此來提升不同單元所具備的穩(wěn)定性和可靠度，讓其在使用的過程具有安全性，提升使用的整體效率以及操作的質量性，是未來發(fā)展的趨勢，有效的促進當?shù)卮贿\行的發(fā)展，進而帶動經(jīng)濟的高速發(fā)展，為當?shù)卦旄！?/p>

3結束語

綜上所述，通過上述的分析可以得出，從設計的角度出發(fā)，為了進一步提升液壓系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，就需要盡可能降低串聯(lián)單元的實際數(shù)量。

參考文獻

[1] 劉永勝，葉雅思，田紅偉，等.大源渡二線船閘啟閉機液壓控制系統(tǒng)設計[J].水運工程，2019（3）：43-46.

[2] 劉振淮.蘇北運河人字門船閘液壓系統(tǒng)可靠性分析[J].中國水運（下半月），2018，18（11）：85-86，89.

作者簡介

陳成（1983-），男，湖北宜昌人;畢業(yè)院校：三峽大學，專業(yè)：通信技術，學歷：本科，現(xiàn)就職單位：宜昌三峽通航工程技術有限公司，研究方向：設備安裝。