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黄河万家寨水利枢纽1号与2号缆机的缺陷及改造

时间:2026-01-26 理论教育 小熊猫 版权反馈
【摘要】:1 号和2 号缆机安装投运后,经常出现小车撞承码现象,导致生产效率低的局面。排绳机构万向节的设计与制造有缺陷。在缆机运行期间,1号缆机牵引张紧轮不能运转,经拆下后发现滑轮与轴磨损间隙达15mm,轴键已磨至凸圆。为使提升绳在卷筒上排列整齐,1号和2号缆机采用了先进的排绳机构。1 号和2 号低缆改造前后性能比较见表10-5。

1 号和2 号缆机安装投运后,经常出现小车撞承码现象,导致生产效率低的局面。经工程技术人员在运行过程中的多次仔细观察分析,发现缆机在设计制造上存在以下几方面的问题。

(1)小车的设计与制造有缺陷。

(2)牵引张紧滑轮的制造有缺陷。

(3)副塔提升绳固定端头的设计与制造有缺陷。

(4)排绳机构万向节的设计与制造有缺陷。

1.缺陷分析

(1)小车缺陷分析。小车在设计制造上存在下列缺陷:

1)小车架结构设计不合理,产生了较严重的扭曲变形,两导向轮间距过大,且相对于导绳槽导向轮过高。不但使大钩提高时稳定性降低,而且提升绳与导绳槽磨损严重而降低了提升绳的使用寿命。

2)开承码导轨支撑件强度不够,且开承码导轨所选材料硬度满足不了使用要求,严重影响承码的正常开闭。同时,给开承码导轨的尺寸控制带来困难。

3)小车导绳槽内设计无压轮与托轮,导绳槽结构设计上有问题。所选材料满足不了使用要求,使小车运行时提升绳跳出导绳槽而不能正常运行。且由于经常性撞坏承码而使承码挤在小车端头使导绳槽端头产生严重的扭曲变形,给校正调整带来极大的困难。

(2)牵引张紧滑轮缺陷分析。在缆机运行期间,1号缆机牵引张紧轮不能运转,经拆下后发现滑轮与轴磨损间隙达15mm,轴键已磨至凸圆。分析认为,低缆在改造过程中,把原设计6组滑轮改为4组滑轮时,将滑轮内尼龙套改为铜套,轴键有明显气割所伤痕迹,将原过盈配合改为间隙配合,在牵引机构承受交变冲击载荷作用下损坏。

(3)副塔提升绳固定端头缺陷分析。4台缆机副塔提升端头在设计、制造时,其位置与下牵引在同一垂直平面内,且提升绳位置低于下牵引400mm。由于2根绳都在承码支腿内,这种结构在小车运行到16号坝段以右时由于承码所受提升绳压力高于牵引绳压力,使承码歪斜,钢丝绳跳出承码,使承码损坏,不能继续运行。

(4)排绳机构万向节缺陷分析。为使提升绳在卷筒上排列整齐,1号和2号缆机采用了先进的排绳机构。根据多年使用缆机的经验,像万家寨水利枢纽工程跨度不大,扬程仅为120m,缆机塔架高度为30m,就无需增加排绳机构,所采用的这种排绳机构,当初是为适应岩滩水电工程而设计的。在万家寨水利枢纽工程使用中发现,卷筒与排绳机构链轮所用万向节为薄弱环节,一般只能使用2~3个班就被扭短。经过对万向节的受力计算分析后认为,所选用万向节为刚性连接,在传动不同心,受到轴向力与提升受冲击载荷时,其强度不足而被扭断。

2.1号和2号缆机改造方案

(1)小车改造。小车改造从下列几方面入手:

1)小车运行时承担所吊物体的全部重量,长度(13m)较长,结构上应重新设计。经多次观测计算,小车两个导向轮的间距应缩短2.6m;相对导绳槽,导向轮的高度降低600mm,以改善小车架的受力情况,增加大钩的稳定性,降低提升绳的磨损,提高提升绳的使用寿命。

2)在小车导绳槽内增加压轮与托轮,导绳槽结构应由原来的上开口槽形改为下开口槽形,使提升绳与导绳槽不直接接触,导绳槽不受提升绳的压力,改善导绳槽的工作条件,如图10-8。

图示(https://www.xing528.com)

图10-8 缆机小车导绳槽改造示意图

3)小车导绳槽与开承码导轨、关承码导轨的配合改造原则:关承码导轨与承码间隙每侧不得超过5mm;关承码段要比导绳槽提前300mm,保证在承码入轨前必须被关承码轨扶正,顺利通过;在关码开始之时,开码轨应基本释放完;承码动压轮在开码轨作用下基本释放完时开始关码。

4)提高承码的制造精度,使其不但能灵活开闭,且开闭寿命应保证在3 万次以上,索夹边由原来的30°改为75°,以增加索夹的强度。

小车改造后,其提升绳寿命明显提高。改造前后承码损坏和混凝土浇筑量比较见表10-3和表10-4。

表10-3 改造前后承码损坏比较

图示

表10-4 小车改造前后混凝土浇筑量比较

图示

(2)牵引张紧滑轮改造。对牵引张紧滑轮进行了全面处理,轴选用合金钢50Mn,重新加工,滑轮内孔精车后加原设计的尼龙套,并将原间隙配合改为过盈配合,改造后运行一切正常。改造前后结构如图10-9所示。

图示

图10-9 牵引张紧滑轮改造前后图

(a)改造前;(b)改造后

(3)副塔提升绳固定端头改造。对副塔提升绳固定端头缺陷分析后,找出了造成这种缺陷的原因,并对其的结构进行了改造。具体为:将提升绳与牵引绳放在同一水平面内,将其间距控制为150mm。改造前和改造后相比,效果明显好转。

(4)排绳机构万向节改造。对排绳机构万向节,选用了带伸缩节的传动轴,彻底解决了该处故障的发生。

经改造后缆机运行情况大为改善,运行速度基本达到设计性能要求,提高了缆机的完好率。1 号和2 号低缆改造前后性能比较见表10-5。

表10-5 低缆改造前后性能比较

图示

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