水利工程中液压启闭机油缸现场拆御吊装施工若干关键环节探讨

引言

在水利工程中,闸门是枢纽引水、发电、泄洪、排沙等功能效益发挥的直接窗口,控制闸门启闭的形式有许多种,液压启闭形式是其中较为常见的一种。其工作方式为由液压启闭机油缸一端与闸门连接,另一端可靠地固定在支架上,通过液压系统的控制作用带动油缸的上活塞杆执行伸出和回缩动作,从而实现闸门的开启和关闭。

随着使用时间的增长,液压启闭机油缸往往需要进行检修维护,小的检修维护较为方便,可在现场进行,但比较全面的检修、技改往往需要将油缸缸体返厂后全面解体才能进行,而首先将油缸从现场拆除是油缸全面检修的先决条件。本文以某类型的液压启闭机油缸为例,结合油缸本身的安装环境,对其现场拆除的若干工艺环节进行研究探讨,提出油缸拆除过程的关键点和要点,为施工安全提供保障,为其他水利工程类似工作提供一定的参考和借鉴。

1系统组成

油缸拆除工作涉及与之相对应的闸门结构和泄洪系统流道,牵扯因素多,需要进行细节分析。以某水利工程的液压油缸为例,其液压启闭机油缸安装结构布置图如图1所示。

图1 液压启闭机油缸安装布置图

1一液压启闭机油缸2一与机架连接较座3一机架

4一与闸门连接销轴5一闸门结构

液压启闭机油缸从安装位置拆除时,其一般可采取的流程为:首先将油缸与闸门连接的销轴拆除,其次将油缸伸出的活塞杆回缩进行锁定,再将油缸与机架连接处较座拆除,最后将油缸吊装转运至运输车上抵达油缸检修、技改厂家。

2作业要点

2.1销轴拆除

销轴结构是液压启闭机油缸与闸门连接的承力部件,在工艺上与对应的吊耳结构为过渡配合进行连接,相比来说连接紧密,销轴连接结构所处的环境往往很潮湿,导致结构伴随有锈蚀现象或泥沙等杂物,多方作用往往会导致结合部位连接过于紧密,拆除时产生卡阻的现象,不易拆除。

在此情况下,对拆除工具要求较高,需要按闸门耳板、销轴的尺寸和布置形式设计、制作千斤顶工装,用于连接销轴的拆除和安装。一般可以采取如下措施:使用较大吨位千斤顶由一侧施力,向外顶升脱销:在施力侧的闸门吊耳侧焊接一较大强度的千斤顶座板,能够为千斤顶提供支撑作用:若销轴连接过于紧密,需在销轴上喷涂除锈剂和松动剂,并保持足够的浸润时间,配合额外增设的振动器来将连接处振动疏松,极端情况下可以采取热胀冷缩的工艺进行处理,综合利用物理的辅助性作用更加快捷地将销轴拆除。

拆解下来的销轴应对其性能进行检测,若材料本身检测出缺陷,要对其进行报废处理。若表面镀层出现锈蚀,应采取针对性措施对其进行退镀、缺陷点补焊,再重新镀铬。

2.2活塞杆回缩

油缸拆除时,闸门往往处于全关位,此时活塞杆处于伸出状态,为保护活塞杆,避免其在后期吊装作业时受到外部撞击或自身刚度不足产生破坏,也为后期吊装、转运方便,需要将活塞杆回缩至上限位。具体方式为通过液压系统的液控作用将活塞杆回缩,再将油缸旁管路截止阀关闭,使其形成锁死回路,并根据情况安装防止活塞杆伸出的工装,保证油缸后期工作的安全。

2.3连接较座拆除

连接较座一般用于弧形闸门中,为弧形闸门启闭时油缸的小角度摆动提供位置,是油缸固定的一个重要结构,为油缸受力提供支撑较点,也对结构进行了限位保护:该结构一端与机架固定连接,另一端承接油缸的较轴结构。连接较座所处的空间结构一般没有提前设定可吊装连接的设备,需要制造安装一个工装吊运工具将两边的连接较座固定,可采用临时搭设的龙门架和固定在龙门架上的手拉葫芦。在油缸向上吊装的过程中,先小开度吊起,宜保持高度10~20mm,将连接较座推开吊转至闸室的地面上,为油缸的正式吊装提供空间距离。

2.4油缸吊装

油缸吊装是所有工作的最后一个工序,也是极为关键的一步,以图1为例,需要吊装的油缸在解除一切影响设备本身吊装空间的设施设备之外,要着重考虑吊装设备的刚度、强度满足要求,据此来对吊装设备进行选型,对所需吊车的支点位置强度进行核定。

(1)环境选择。水利枢纽往往建设在峡谷出口,其风向具有不确定性,但往往会有较大的峡谷风,因此在吊装工作进行前必须先保证环境稳定,现场的风力在规程规定的范围内。

(2)吊点数量。根据液压启闭机油缸自身的重量,重点考虑油缸吊装时所需要的荷载条件,油缸一般处于深孔中,其吊物井空间位置较小,对吊装环境有了较大的限制性,较常采用单吊点结构。

(3)吊点位置。重点考虑液压油缸在吊装过程中受力,保证重心处于较好的位置处,以图1中的液压启闭机油缸为例,一般直接采取竖直方向吊装,确保重心垂直向下,在油缸中心位置。较常采用的方式有:一是在油缸上端盖处留有螺纹孔,设备运行时处于封闭状态,吊装作业时将其打开,连接上螺纹结构的检修吊头,固锁连接在油缸的上端盖位置处,通过螺纹的自锁效应确保吊装时的结构强度;二是可以将满足起升重量安全要求的钢丝绳固定连接在支较轴的两侧,对称连接保持平衡,将其平稳起吊。

(4)起重设备。由于启闭机油缸一般处于深孔位置处,在进行起重设备的选择时,要针对起重设备性能曲线进行重点校验,重点考虑起重臂强度和钢丝绳型式,具体细节选型和计算时主要是要保证其具有足够的安全裕度。主要体现在两个方面:一是起重设备的起重量是否能够满足起重要求,在要求的摆幅空间内所能承受的载荷能否满足油缸的重量,即选择何种型号的起重机设备;二是要考虑设备吊装时不与其他土建及外部设备干涉,即满足出绳的空间要求,具有足够的起重场地空间。

(5)地基选择。液压启闭机油缸所处位置具有多变性,若处于水利枢纽的进水塔等混凝土建筑物内,更要着重注意吊车基点的选择,确保吊车支腿伸出时所处的支撑位置在结构承载梁处,并做好结构校核,避免因大吨位吊装而产生对混凝土建筑物的二次破坏。

3结语

本文立足于水利枢纽液压启闭机油缸需要进行的返厂检修作业,以弧形闸门液压启闭机油缸为例,在充分研究其结构组成的基础上,对油缸拆卸和吊装作业中需要注意的若干工序进行了重点分析探讨,找出了现场作业过程中需要注意的关键要点和事项,本文的分析研讨可以为现场作业提供参考,也可以为类似工程作业提供借鉴。