水電設(shè)備液壓故障診斷與維修_ 啟閉機(jī)液壓故障檢查分析

某水電站擋水建筑物為碾壓混凝土拱壩，壩頂布置有4孔溢洪道，其工作弧門分別由4臺(tái)2×80t液壓啟閉機(jī)驅(qū)動(dòng)；沖砂底孔工作弧門的液壓啟閉機(jī)為1×63t。啟閉機(jī)機(jī)房和控制室位于壩頂。

(1)液壓啟閉機(jī)現(xiàn)狀

    每臺(tái)啟閉機(jī)均有各自獨(dú)立的啟閉液壓缸、控制閥組及電氣控制部分。表孔液壓啟閉機(jī)由液壓站（表孔1、4號(hào)閘門和2、4號(hào)閘門為2臺(tái)啟閉機(jī)共用一液壓站）、控制閥組、2只80t啟閉液壓缸及電氣控制機(jī)構(gòu)等部分組成；底孔液壓啟閉機(jī)有獨(dú)立的液壓站、控制閥組和電氣控制系統(tǒng)。液壓站電機(jī)液壓泵總成為一備一用；控制閥組采用兩位插裝換向閥。

    啟閉機(jī)均未設(shè)專用液壓鎖定單元，利用兩位插裝換向閥組兼作液壓鎖。該方案在啟閉機(jī)運(yùn)行初期較為有效，但使用一段時(shí)間和一定次數(shù)后，插裝換向閥組鎖定效果降低，啟閉機(jī)啟升閘門至工作高位后，閘門因自重而下滑；另外，插裝換向閥組安裝在控制室，當(dāng)閘門被舉升至工作高位后，從液壓缸至換向控制閥組的管道(最長回路約50m) 一直處于高壓狀態(tài)，如果管路損壞，液壓缸的有桿下腔液壓油泄漏，閘門會(huì)在自重作用下快速關(guān)閉，無法控制。

    在汛期泄洪中的閘門是不允許出現(xiàn)這種意外的，因此必須增設(shè)液壓缸鎖定單元。另外，啟閉機(jī)兩液壓缸同步控制為手動(dòng)，屬早期產(chǎn)品。

(2)啟閉機(jī)故障表現(xiàn)及檢查情況

    ①故障表現(xiàn)啟閉機(jī)能正常開啟、關(guān)閉閘門，但提升閘門至工作高位后不能鎖定，各閘門不同程度地存在下滑量偏大的問題。24h下滑量普遍大于1m，最大下滑量達(dá)2.4m，嚴(yán)重超標(biāo)。

    ②故障檢查仔細(xì)檢查啟閉機(jī)外觀、液壓缸、閥組和管網(wǎng)，均未發(fā)現(xiàn)肉眼可觀測到的外漏油現(xiàn)象。解體液壓缸檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)液壓缸活塞密封環(huán)都不同程度地存在磨損、翻邊、卷曲、缺邊、斷裂等損傷，無一完好，特別是底孔啟閉機(jī)液壓缸活塞密封環(huán)呈完全粉碎性老化破壞；各液壓缸支承環(huán)均存在一定磨損，部分支承環(huán)尺寸超差，最大間隙達(dá)0.75mm；各液壓缸缸筒內(nèi)壁有不同程度拉傷，拉傷部位均分布在液壓缸工作位置缸筒下方，有一定規(guī)律，最為嚴(yán)重的是在長約6m、寬約10cm范圍內(nèi)有明顯分散型拉痕；液壓缸缸內(nèi)尾部有一定程度銹蝕；兩位插裝換向閥閥芯密封錐面有一定磨損環(huán)痕。

(3)啟閉機(jī)故障原因分析

    啟閉機(jī)能正常啟、閉閘門，說明控制閥組及液壓站各項(xiàng)功能基本正常；閘門開啟至工作高位后下滑量嚴(yán)重超標(biāo)，說明啟閉機(jī)液壓系統(tǒng)存在較為嚴(yán)重的泄漏；無外漏油發(fā)生又說明泄漏存在于啟閉機(jī)液壓系統(tǒng)內(nèi)部。根據(jù)故障現(xiàn)象和檢查情況分析，泄漏部位在液壓缸和控制閥組。

    ①液壓缸內(nèi)泄漏  啟閉機(jī)上次大修已有5年多時(shí)間，運(yùn)行時(shí)間較長及液壓缸各密封環(huán)和支承結(jié)構(gòu)磨損、老化、損壞，以及缸筒內(nèi)壁拉傷是造成液壓缸內(nèi)泄的主要原因。閘門被提升并鎖定于開閘工作高位后，液壓系統(tǒng)停止工作，液壓缸進(jìn)出油道均被切斷，有桿下腔在閘門自重作用下會(huì)產(chǎn)生較高壓力，而無桿上腔有體積增大傾向，壓力相對(duì)較低，兩油腔間會(huì)形成一壓力腔。當(dāng)液壓缸兩油腔密封結(jié)構(gòu)損壞時(shí)，在壓力差的作用下會(huì)形成由有桿下腔向無桿上腔漏油的泄油回路；有桿下腔液壓油泄漏往無桿上腔，體積減少，活塞下移，表現(xiàn)為閘門在自重作用下下滑。這種密封結(jié)構(gòu)損壞引起的液壓缸內(nèi)兩腔間泄漏現(xiàn)象即是液壓缸內(nèi)泄?；钊芊猸h(huán)損壞、缸筒內(nèi)壁拉傷和活塞支承環(huán)尺寸超差，都會(huì)在液壓缸內(nèi)兩腔間形成壓力泄漏回路，產(chǎn)生內(nèi)泄。

    ②系統(tǒng)泄漏啟閉機(jī)提升閘門至工作高位后，液壓缸是利用兩位插裝換向閥閥芯密封錐面作高位鎖定。兩位插裝換向閥閥芯錐面多次動(dòng)作后會(huì)有一定量的磨損；閥芯錐面一側(cè)為有桿下腔壓力油，另一側(cè)為回油道，油壓基本為0；在油壓差的作用下：液壓缸的有桿下腔高壓油會(huì)通過磨損處泄漏回油箱，形成系統(tǒng)泄漏，使液壓缸的有桿下腔體積減小，活塞下移，表現(xiàn)為閘門下滑。

    ③液壓缸內(nèi)泄與系統(tǒng)泄漏同時(shí)存在  在年久失修、下滑量較大的液壓啟閉機(jī)中，一般同時(shí)存在液壓缸內(nèi)泄和系統(tǒng)泄漏。本啟閉機(jī)也是兩種泄漏情況都存在，但以液壓缸內(nèi)泄漏為主，系統(tǒng)泄漏為輔。值得一提的是液壓缸內(nèi)泄和系統(tǒng)泄漏也存在于啟門和閉門過程中，當(dāng)泄漏發(fā)展到一定程度時(shí)，啟閉機(jī)將無法工作。