何克泉黄金库
长江电力股份有限公司向家坝电厂644612
【摘要】自动抓梁是利用移动式启闭设备操作闸门及拦污栅的配套设备，在水电水利工程中已经被广泛的应用。本文将根据自己的实践经验及对应用成果的分析，对液压自动抓梁的结构原理进行了详细说明,并针对实际操作中出现的问题进行了深入的探讨，提出建设性的建议和方法。
【关键词】自动抓梁；机械式抓梁；液压式抓梁；技术改进
引言
随着我国电力事业的不断发展,自动抓梁在水利水电工程中的应用也越来越多。当采用移动式启闭机操作多孔口闸门或闸门在操作过程中,吊杆装卸频繁时,采用自动抓梁更是适宜。当闸门孔口尺寸较大,闸门整体起吊困难时,可将闸门做成叠梁门的形式,用自动抓梁分节起吊。因此,自动抓梁还有降低起重设备的启吊力,从而降低工程造价的作用。据初步调查统计,在工程中采用的自动抓梁约有十一种之多。按其工作原理分类,可将其分为机械自动抓和液压自动抓梁两大类。水电水利工程规模不断扩大，大中型门机使用的越来越多，液压式自动抓梁就显现出其优越性了，它有挂脱钩准确，承载能力大，抗水流及污物干扰能力强等优点，见图1。液压抓梁的对位由机械定位销、就位传感器、高度指示器、闸门荷载限制器等环节共同进行约束和判断，因此一般不会出现对位穿轴错误。液压抓梁电气部件的密封和防水性能尤为关键，现在很多专门机构已经在研制和生产耐水压信号检测系统，技术已经成熟可靠。
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图1液压穿轴自动抓梁
一应用
1.1总体布置
机械自如式抓梁有2种布置形式：一种是将卡体设置在门叶上，另一种是将卡体设置在抓梁上，两种形式各有利弊。前一种布置方式可能使挂体制造的数量要多些，显得有点浪费。而后一种布置方式卡体长期浸泡在水下，而正常运行时需要的角度就不易保证。用抓梁起吊闸门时，闸门止水宜尽量设置在上游。如闸门止水在下游时，应该注意自动抓梁水下工作的可靠性，注意门槽制造安装精度，以适应抓梁在多孔门槽内使用。操作拦污栅和分节闸门的抓梁可能受到水流扰动比较大，设计制造时要考虑其不利因素的影响。
1.2抓梁体
抓梁体一般设计成“工字形”，如果启闭容量较大，可采用箱型梁结构，抓梁体应按在水中浮力最小的结构形式设计，不要做成封闭的箱室结构，以减少抓梁在水中受到的浮力，方便抓梁下落与闸门的定位和对位。抓梁对位装置目前采用的多是套管定位销形式。由于闸门拦污栅等设备常年在水下，为避免污物沉积堵塞套管，最好将套管布置在抓梁上，定位销布置在门叶上，定位销应成对布置，确保对位准确。
在抓梁体适当的部位设计出可放置配重块的结构，最好设置在抓梁端部的竖梁结构内，以便调整抓梁在自由启闭状态下的静平衡。配重块尽量放在梁体的底部，以降低抓梁的重心，配重块既要固定牢靠又要可以调整位置。抓梁吊耳板最好设计成上下贯通结构，这样对抓梁结构受力条件好，起吊力主要由两个吊耳板承担，抓梁的其它结构只要满足尺寸要求并且克服自身重量引起的变形即可。
二抓梁故障分析
门机液压自动抓梁由液压泵站、液压穿轴装置、电缆及信号反馈装置等组成。门机抓梁水下运行中会发生的问题主要有：（1）抓梁水下液压泵站进水，导致电磁阀故障，无法穿退销，液压油进水乳化，液压件受损；（2）抓梁就位传感器和水深传感器易损坏，导致信号异常，无法正常穿销；（3）门机倒换抓梁操作时，抓梁信号插头重新连接后易进水发生短路故障；（4）抓梁在穿销过程中易发生抖动现象等。
以上故障中，液压抓梁换向电磁阀是故障率较高的元器件，其次是抓梁信号插头和各种传感器再就是液压泵站箱体密封性。另外信号行程开关及接线密封问题也是我们经常碰到的故障。
三抓梁改进方法
1液压换向电磁阀故障的处理
按多次抓梁故障处理经验，要降低门机抓梁操作故障率，首先应减少液压换向电磁阀的故障，最好的方式是取消故障率最高的元件环节。例如，可以采用在门机控制室直接控制抓梁电机正反转的方式，操作双向液压泵，实现抓梁的穿、退销。其效果主要是将换向的方式改变，由水下换向电磁阀改变为水上电气元件直接切换，使水下元器件简单化，从而保证水下少出或不出故障。
当水下液压抓梁出现故障、无法正常退销时，以往是由潜水员在水下将液压油管拆除，用千斤顶将销轴顶出，将抓梁提出水面检修。但作业门槽狭小空间，有时抓梁根本就没有空间放置千斤顶，或者水下空间狭小，潜水员无法进入处理，因此有效解决水下抓梁突发故障，采用切实可行的应急措施，对于电站闸门正常运行至关重要。为此，经过研究和实验，当抓梁水下故障无法排除时，由潜水员携带快速接头的液压软管，与抓梁上配置的应急快速插头连接，再利用地面备用应急液压泵站控制的方式，实现抓梁穿退销。其次，抓梁就位传感器、位移传感器、水深传感器的配置，要求灵敏度高、防水性能好、机械强度高，能适应水流冲击、高泥沙污物等干扰，并能适应水下40m深度的工作环境。
液压站改进可采用双向复合泵加电动机正、反转的方式，控制液压系统驱动抓梁的销轴移动；改进防水密封盒插座、插头，使其不可能反向和错位插接；防水接线盒内安装浸水传感器、干燥剂和水压传感器；在进出液压销轴油缸的液压管路中增设备用液压快速接头，以备当门机抓梁在水下穿退销故障时，转接地面应急移动液压泵站，完成穿退销处理。
另外可在抓梁上安装抓梁就位传感器，能在配套显示屏上动态演示抓梁就位过程，并能根据需要进行闸门充水平压的控制。要求显示屏全中文操作、直观醒目，能对门机抓梁的运行状态（如：提升、下落闸门，抓梁穿销、退销等）进行全过程屏幕动态示，且监控装置具有自检测及报警功能。
2.信号行程开关
信号行程开关是液压自动抓梁的眼睛,如果开头失灵,将导致操作人员无法操作或误操作,后果是非常严重的。信号行程开关有两种形式,一种是接近开关,另一种是普通触点开关。大多数设计人员偏爱接近开关,因为它本身就具有密封的性能,而触点开关则另需设置密封盒,结构比较复杂。普通触点开关,在使用时也发现有漏水现象,其原因与密封接线盒一样,更换密封填料后就可以解决这个问题。据有关人员的统计分析,液压自动抓梁的信号行程开关采用接近开关是比较合适的,它结构简单,便于维护,而且密封性能也较好。
3.接线密封问题
接线密封问题一直是液压自动抓梁所面临的问题,随着电站闸门的不断大型化,抓梁的入水也越来越深,对密封的要求也越来越高。目前接线的密封有两种,一种是钟罩的形式,另一种是采用密封盒的形式。钟罩密封形式是借助气体的压力来阻止水的入侵,从而达到其密封的效果,这种密封方法在静水启闭中使用效果不错,但如用于动水启闭中,则由于水的纹乱大、气泡多,很容易破坏钟罩内的气体,从而导致密封的失败。再者,如果水头较深,钟罩的体形也要做得很大。采用密封盒的形式密封，要防止电缆进入盒体处的密封接头渗漏,接头密封填料最好用橡胶泥，比采用油浸石棉的效果要好。
四建议
（1）虽然抓梁型式各异，但都能满足工程实际的需要，技术是成功的。不过由于抓梁多在水下工作，而水下情况复杂，污物容易干扰抓梁的运行，一旦出现故障，在水上很难判断事故的原因。所以在重点工程中可以考虑在水下设一套监视系统，能够在水上及时监视抓梁在水下的运行情况，确保抓梁的运行更可靠更安全。
（2）抓梁设限位装置是很有必要的，能增加抓梁的可靠性，使操作更加安全方便。
（3）对于采用液压抓梁而且比较重要部位的门机，可以选用一站双机(双控制系统)备份式液压泵站。