关于船闸充、泄水门油缸活塞杆行程限位隐患的

关于船闸充、泄水门油缸活塞杆行程限位隐患的改进措施

王强

摘要：本篇文章主要是针对现有成都市府河、南河在用船闸充、泄水门油缸活塞杆行程限位在设计上的一些不足（电气限位开关的选择、油缸基座标高的设置、操作台与设备位置空间配置的局限性、操作人员的直观有效操作性等）而存在的隐患进行相应改造。通过对机械、电气、土建以及现代监控技术的综合应用，以此彻底解决原设计中的缺陷，从而起到保护设备和降低操作人员和维修人员的工作强度，以此达到人性化管理与人机合一的理想境界。

关键词：充、泄水门；油缸；限位开关；标高

中图分类号：

现成都市府河、南河在用船闸的设计、安装时间都是上世纪90年代，因当时作为初建，在技术上考虑有一定欠缺，现导致船闸设备（尤其是充水门和泄水门的开启与关闭）在操作过程中有相当的隐患存在。

一、设备现状

根据当时的设计方案，府南河水闸设备安装在1楼，而控制台安装在3楼。设备动作过程无直观图像和数据信息反馈，导致操作人员无法准确知道设备运行过程中有无异常。尤其是充水门和泄水门，它们作为垂直升降设备，一旦运行过程中出现异常，而未及时停止设备，则会造成设备受损。

二、现存缺陷

充水门和泄水门是由油缸活塞杆推动其升降，尽管在电路上考虑了充水门和泄水门的终端限位作为保护措施，但仍存在以下两点缺陷：

1、限位开关采用的是普通接触式（常开型）。

2、机械与液压控制的联系不够科学。

缺陷1的存在，会导致如下情况：

A、若开关触点积碳则会导致其接触不良，结果会造成限位失灵；

B、若开关内部弹簧老化则会导致限位精度不准。

以上两者后果都是闸门机械上已到位，但电气上未停止，此时油泵会继续给油缸供油。因压力过大，其一：若闸门是关到位，则因反作用力会导致油缸基座向上抬，与之相硬连接的底板会被拉伸变形，工字钢地脚螺栓也会被拔出，最终油缸会倾斜，严重时还会导致油缸活塞杆弯曲甚至折断；其二：若闸门是开到位，则因活塞杆的继续上行会导致与之硬连接的限位杆被顶弯或顶断。

缺陷2的存在，则会导致如下情况：

具体是指液压系统虽然设计有压力控制阀，但其压力的调试如何与油缸基座及底板和地脚螺栓的应力（不受损坏时）相匹配则很难。原因是首先须计算出在相同应力时油缸基座、底板、地脚螺栓三者中最先受损者的应力，然后才能据此来调试压力阀的压力大小。而这种调试属于破坏性试验，在施工现场几乎不能实现。所以要靠液压系统的压力控制阀来保护设备则无从谈起，因此可以看出该压力控制阀在这里也只能算是一个摆设。

三、改进设计方案

根据以上情况，为在相当程度上消除充水门、泄水门在升降过程中的安全隐患。我特制定以下改进措施：1、为消除操作人员的盲目操作，即在充水门与泄水门油缸的合适位置安装监控器，以此来观察限位杆的具体动作，即闸门的实际升降状态。这样就能避免操作间在三楼，设备在一楼相互不能照应的问题，假设当油缸启闭有异常时，操作人员能及时停止油泵并切断电源，以此保护设备免受损坏。2、在油缸限位杆上安装闸门开度仪，此信号能适时反馈到操作台屏幕，这样操作人员就能适时、精确地了解并可靠地控制闸门开度。3对油缸限位开关进行改造，采用非接触式电子开关。这样既能保证开关动作灵敏、精确，也能避免机械式开关触点和机械弹簧在动作过程中产生的不确定性。安装时还应采用双开关控制方式，即当第一个开关失灵时，第二个开关能起到二次保护作用。这种开关信号还应反馈至控制系统并在操作屏上有报警显示，以便提示维修人员能即时对损坏开关进行更换。具体安装方法也应有一定技术要求，即两开关相距5mm—10mm，距离大了会影响闸门的机械间隙（闸门密封程度），距离小了则会对电气反馈产生影响（因油缸动作过程中会产生机械惯性，即相对电气动作有一定的滞后性）。4、油缸基座的标高应重新设置（因最初安装时对此无精确要求，仅考虑闸门的关闭密封性和过分依赖油缸的限位开关，而未关注其失效时的后果）。具体应根据油缸的满行程来参考，调试时可将闸门关闭到位且油缸活塞杆已动作到极限（即使限位开关失灵油缸活塞杆也不会继续下降），据此来设置好油缸底座标高并固定后，即使所有限位开关失灵或操作人员反应不及时，也不会造成油缸基座、底板、工字钢地脚螺栓、油缸活塞杆受损，油缸也不会出现倾斜现象。这样油泵在未停止的情况下泵出的油就会通过安全阀回流至油箱。

当然，针对船闸充水门和泄水门油缸活塞杆行程限位隐患的改进措施还有其它形式，我这里主要是结合平时工作实际和维修心得略谈一二，措施中的不妥或不详之处还请专家和同行指正。真心希望针对这种安全隐患的最佳改进措施能早日应用于现有设备和新建设备中，这样既能有效地对设备进行保护，也能消除许多潜在的安全隐患。对操作人员来说也更直观、简便、有效，同时也大大减少了维修人员不必要的工作内容。一举多得，何乐不为。

参考文献:

[1]安美玲 《机械基础》 西安电子科技大学出版社 2007年

[2]郑国伟 《液压与气动设备维修问答》 机械工业出版社 2001年

[3]郑国伟 《工厂电气设备维修问答》 机械工业出版社 2004年

[4]辛长平 《电气电工实用技术问答》 电子工业出版社 2005年