升船机船厢水满厢工况试验方法
技术领域
本发明涉及一种全平衡一级垂直升船机技术领域,具体涉及一种升船机船厢水满厢工况试验方法。
背景技术
升船机船厢水满厢工况试验是升船机现场调试阶段的关键试验之一,主要目的是检验安全机构的自锁可靠性和相关设备的机械强度,同时为升降过程事故工况积累经验。
发明内容
目前,世界范围内载重千吨、提升百米以上的全平衡一级垂直升船机建设无现成经验,具体的建设方法还在不断探索中,本发明提供了一种此类升船机船厢水满厢工况试验方法。
考虑到现有技术的上述问题,根据本发明公开的一个方面,本发明采用以下技术方案:
一种升船机船厢水满厢工况试验方法,所述的方法包括以下步骤:
1)试验前准备工作;
2)将平衡重***通过钢丝绳连接到船厢;
3)船厢与平衡重***初步配平;
4)船厢与平衡重***精确配平;
5)调节船厢的位置;
6)安装试验保护设施;
7)调整安全机构;
8)通过船厢补排水***向船厢内充水,然后进行船厢试验项目的检查。
为了更好地实现本发明,进一步的技术方案是:
根据本发明的一个实施方案,所述步骤1)具体包括以下步骤:
a)船厢结构及设备的准备,具体为:船厢主体结构完成安装,在船厢主体结构上的电缆、油缆和水管穿线部位开孔;安装、吊装船厢设备;安装胎架支撑;标识水深基准线;安装船厢门、船厢消防***、信号检测设备;安装安全机构;船厢补排水***完成有水调试;
b)平衡重***的准备,具体为:在安装平台上组装平衡重***;安装平衡重***用的千斤顶、钢丝绳张拉工装、钢丝绳调节组件螺母旋转工装、平衡链、船厢水漏空实验的保护工装安装到位;
c)生产技术准备,具体为:指挥、管理、施工、检测人员到位,责任明确;分阶段、分节点进行试验准备状态的确认。
更进一步的技术方案是:所述步骤2)具体为:将钢丝绳按照左右对称原则,用张拉装置进行张拉,并分批对称挂载平衡重***,在挂载平衡重***后向船厢内充水。
更进一步的技术方案是:所述步骤3)具体为:用4个100吨千斤顶同步顶升、下降船厢,如果平衡重***不能接触锁定梁垫木,此时,船厢与平衡重***初步配平。
更进一步的技术方案是:所述步骤4)具体包括以下步骤:
a)用100吨千斤顶顶升船厢,将船厢调平;
b)调节安全机构螺杆到中间位置,使螺杆与螺母柱螺牙之间间隙均匀;
c)用100吨千斤顶进行保护,50吨千斤顶测试船厢偏重,缓慢泄船厢中的水至能够顶升、下降船厢,记录此时船厢水深;
d)根据记录的船厢水深值与设计水深的差值,计算所需平衡重调整块的数量,然后添加平衡重调整块,进行精确配平。
更进一步的技术方案是:步骤6)中所述的保护设施为保护支墩,所述保护支墩上摆放有楔木。
更进一步的技术方案是:步骤8)中所述的船厢试验项目检查包括:船厢主纵梁、安全横梁、驱动横梁的变形。
更进一步的技术方案是:在试验时船厢不得与安装胎架、试验保护支墩接触,平衡重***的底部不得与锁定钢梁接触。
更进一步的技术方案是:所述船厢在顶升或下降时,支撑点的升降同步进行,避免船厢倾斜。
与现有技术相比,本发明的有益效果之一是:
通过本发明方法,升船机船厢水满厢工况试验是升船机现场调试阶段的关键试验之一,主要目的是检验安全机构的自锁可靠性和相关设备的机械强度,同时为升降过程事故工况积累经验。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明,但本发明的实施方式不限于此。
实施例
1)试验前准备工作。
船厢结构及设备的准备:开始连接钢丝绳前,船厢主体结构完成安装,附属结构已基本安装完毕,完成了在船厢主体结构上的电缆、油管、水管等的开孔及加强等工作;所有船厢设备均已安装完毕或吊装到位,在平衡重***钢丝绳连接船厢或船厢改变状态后难以安装的设备,已经完成安装;船厢由底部安装胎架支承,处于满足设计要求的水平状态;船厢设计水深基准线已经在船厢上中下、左右侧进行标识,本实施例中设计水深的值为3.0m;船厢厢头、安全横梁、驱动横梁、纵导向装置等在摆放位置处的高程标记,已在船厢室夹紧轨道、齿条上作好。
船厢充水前船厢门、船厢消防***、信号检测设备与船厢结构连接部位的设备安装已完成,并处于关闭状态,具备封水条件;四套安全机构完成安装,报检合格;旋转安全机构的手轮、加力臂等工装安装到位,具备调整安全机构螺牙间隙的条件;船厢安装、调平用100吨千斤顶、50吨千斤顶以及液压泵站、管路等设备和支墩,安全机构载荷试验的试验保护支墩摆放在安全横梁下,具备支撑大于水满厢超载水体重量能力;船厢补排水***完成有水调试,船厢加载用充水、临时排水设施已准备到位;下闸首积水井排水设备已具备运行条件、安装的临时排水设备可以运行;升船机施工区间的临时排水设施可以使用,具备排水条件;船厢水深测量水标尺完成制造、准备,布置、摆放在船厢主纵梁水深基准线标识位置附近。
平衡重***的准备:平衡重组已在安装平台组装完毕,由锁定梁支承,处于自由状态,安装高程已经作好标识;钢丝绳一端已通过平衡梁与平衡重块连接,另一端与钢丝绳调节组件完成连接,悬吊于船厢平衡重吊耳板上方;平衡重块安装用顶升设施、钢丝绳张拉工装、钢丝绳调节组件螺母旋转工装安装到位;平衡链已安装到位;安全机构载荷试验之一的船厢水漏空试验的保护工装准备到位,4~5cm厚的木质垫块若干,保证平衡重块腾空后底部与锁定梁上垫木距离小于0.01m。
生产技术准备:指挥、管理、施工、检测人员到位,责任明确;施工设备、工装准备到位,如千斤顶、水标尺、支墩、水准仪、对讲机以及应力应变检测的设备准备、安装到位;塔柱压载和安全机构载荷试验的安全保护设施布置到位;施工用临时材料,施工必须的材料准备到位;进行技术方案讨论和交底,在总体技术方案落实的基础上对细节落实;召开专会,明确分工和责任,进行检查、落实;分阶段、分节点进行状态确认,具备条件后开始下步工作。
2)将平衡重***通过钢丝绳连接到船厢。
将钢丝绳按照左右对称原则,用张拉装置进行张拉,采用分批加水、分批对称张拉挂载方式,逐步进行钢丝绳张拉,每次通过向船厢内注水,第一批次注水60%,第二批次注水40%,达到试验设计水深,始终保证船厢侧重量大于平衡重侧,船厢侧重量不够时加水补充,最终实现平衡重***全部腾空。
3)船厢与平衡重***初步配平。
用4个100吨千斤顶同步顶升、下降船厢,注意观察平衡重组***不能接触锁定梁垫木,此时,船厢侧与平衡重侧基本平衡,船厢侧比平衡重侧偏重。如千斤顶不能顶升船厢,则船厢泄水约0.02m深,用千斤顶再次测试船厢与平衡重偏重。
4)船厢与平衡重***精确配平。
每次泄水0.02m,并进行船厢设计水深标定,用50吨千斤顶顶升下降船厢进行测试偏重。具体步骤如下:
a)用100吨千斤顶顶升船厢,将船厢调平。
b)调节安全机构螺杆到中间位置,使螺杆与螺母柱螺牙之间间隙均匀。
c)100吨千斤顶进行保护,用50吨千斤顶测试船厢偏重,缓慢泄水至能够顶升、下降船厢,记录此时船厢水深,此时船厢侧偏重约120吨。
d)根据上部记录的船厢水深值与设计水深差值,计算所需平衡重调整重块重量/数量,然后添加平衡重调整块,进行精确配平。
在以上过程中,船厢将不断上升、下降,平衡重块也会相应下降、上升,每根钢丝绳受力不变。在船厢位置的变化过程中,需要不断调整(旋转)安全机构螺杆,确保螺杆与螺母柱始终保持一定间隙,防止螺杆和螺母柱螺牙接触。安全机构除自重外,不承载其它荷载。船厢加水时,需要准确提供平衡重侧平衡重组的重量以及船厢结构及设备重量,计算船厢水深的重量。记录配平、调平后船厢位置,船厢安全横梁下翼缘、船厢设计水深高程,争取最终将船厢调整在安装位置,以及平衡重组下边缘高程以及距离锁定梁距离。检查驱动点和同步轴***安装位置处的船厢结构状态,测量同步轴***锥齿轮箱、同步轴***轴承安装位置高度后,确定调整垫板的厚度,确定驱动点小齿轮托架、减速器、锥齿轮箱等设备最终安装位置。
5)调节船厢的位置。
通过千斤顶和船厢加减水,进行船厢和平衡重组升降,使船厢和平衡重组位于适合试验的高程。
6)安装试验保护设施。
将水满厢工况试验保护支墩布置在安全横梁下面,将楔木对摆放在保护支墩上。船厢配平、调平用的4个100吨千斤顶、4个50吨千斤顶布置在安全横梁和主纵梁连接位置处,摆放在专用支墩上,100吨千斤顶承受船厢侧的偏载。
7)调整安全机构。
旋转安全机构,将安全机构调整、处于试验位置,使安全机构螺杆下牙面与螺母柱上牙面接触,检查两者之间接触情况并合格。调整试验保护支墩及楔木,使其上方与船厢距离在0.06m左右,并可调整到与船厢接触。卸掉千斤顶上船厢侧偏重荷载,由安全机构承担120吨偏载,并保持半天时间,确认自锁实验合格。
8)通过船厢补排水***向船厢内充水,然后进行船厢试验项目的检查。
通过船厢补排水***、船厢补排水***连接设备向船厢水槽内充水,每次加水0.2m,直至加水到水满厢水深,误差小于0.05m。船厢每次加水0.2m、稳定10min后,检查船厢主纵梁、安全横梁、驱动横梁的变形等。在船厢平均水深约到水满厢水深,船厢侧偏载约不超过安全机构最大工作载荷时,进行塔柱、船厢结构变形及应力应变等项目的检查。船厢充水过程中适当控制加水流量,减缓充水速度。加水及检查等试验过程中,观察螺杆是否滑移,螺栓连接是否正常等,如有滑移等异常情况,停止加水。正常情况下,完成水满厢工况试验。
船厢每次加水等试验过程中,不断调整楔木对高度,防止船厢与保护支墩及楔木接触。正常情况下,保护支墩及楔木对不与船厢接触,平衡重组始终处于悬挂状态、不与锁定钢梁接触。只有在安全机构失效时,船厢侧的保护支墩才发挥保护作用。
在进行升船机船厢水满厢工况试验阶段:试验保护支墩安装到位;试验时,通过楔木对调节支墩楔木顶面与船厢距离,始终在0.01m左右;试验载荷水深为水满厢水深,误差小于0.05m;船厢充水过程中,需严密监视安全机构螺纹副的自锁状态,当发生螺杆转动状况和其它异常情况时,须立即停止充水,由船厢底部保护支墩及楔木对支撑船厢、船厢不再下降后,泄水;正常试验时,船厢不得与安装胎架、试验保护支墩接触,平衡重底部不得与平台上的锁定钢梁接触;本项试验期间,船厢设备其它调试试验应尽量避免同步进行,如确实需要,必须确保安全;船厢顶升或卸载时,四个支承点的升降应同步,避免船厢倾斜;本项试验期间,所有船厢设备均不得进行其它调试试验。
试验过程中,需监测并记录数据包括:船厢的应力、变形和位移;塔柱应力和变形;平衡重侧腾空高度;船厢腾空高度;船厢吊耳应力;螺母柱埋件与土建之间的相对变形;螺母柱螺牙面的变形;螺母柱与短螺杆的相对滑移。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分相互参见即可。
除上述以外,还需要说明的是,在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等,指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说,结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时,所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。
尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述,但是,应该理解,本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式,这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说,在本申请公开和权利要求的范围内,可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外,对于本领域技术人员来说,其他的用途也将是明显的。