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摘要：启闭机是水利、电力工程专用的永久设备，其能实现闸门的开启和关闭、拦污栅的起吊与安放。启闭机可分为固定卷扬式启闭机、螺杆启闭机、液压启闭机、移动式启闭机。其中液压启闭机又称液压缸，其有着广泛的应用。本文从原理、故障分析、选用以及维修维护4方面对液压启闭机进行了介绍。
关键词：液压启闭机 机电一体化 维护
1、液压启闭机原理结构分析
液压启闭机是将液压系统的压力能转换成直线往复运动形式的机械能。它结构简单，工作可靠，在各种机械的液压系统中得到广泛应用。按结构形式分为活塞式、柱塞式和摆动式；按作用方式可分为单作用液压启闭机和双作用液压启闭机。对于单作用液压启闭机，可以是活塞单相作用，由弹簧使活塞复位，也可以是柱塞单向作用，由外力使柱塞返回；对于双作用液压启闭机，可以是活塞双作用或双柱塞双作用，各有不同。液压启闭机尽管型式不同，但其原理均是利用液体的压强以及受力面的不同，产生强大的拉力。典型液压启闭机主要由缸体组件（缸体、前后端盖）、活塞组件（活塞、活塞杆）、密封装置（密封环、密封圈）、缓冲装置以及排气装置组成。以单活塞单向作用液压启闭机为例，缸体和密封装置构成密闭空间，保证了不同侧液体的压强，活塞组件作为动能传递的媒介。
2、液压启闭机的常见故障
液压系统的工作是在封闭的管道和壳体中进行的，无法从外部观察，因此安装和测量都不够方便，同时其对故障敏感，因此液压传动系统的故障率较高，且出现故障难以查找原因。此外，液压启闭机作为液压系统的组成部分之一，其故障往往与整个系统有关。作为动力元件，液压启闭机产生故障往往对生产的影响较大。本文首先介绍液压启闭机的常见故障及其原因，之后再介绍其解决和日常维护的方法。从故障现象分，液压启闭机故障主要表现为：
2.1 液压启闭机泄露
液压启闭机泄露分为内泄漏和外泄露，其中内泄漏主要影响液压启闭机的技术性能，使其无法达到设计的压强，从而影响工作压力、运动速度以及工作平衡性；外泄漏不僅会污染环境，还容易导致火灾。泄漏都是由密封特性不好产生的，根据泄露部位是否运动，可分为固定部分和滑动部分2种泄漏以及液压启闭机破损所产生的泄漏。
（1）固定部位的泄漏主要是指密封件、焊接点等。如由于密封槽具有毛刺或倒角不合要求，进而在安装时密封件损伤造成泄漏或因密封件散热性能较差、老化导致磨损，都会导致内泄漏的发生；焊接不良导致焊缝出现气孔、假焊等现象，也有可能导致外泄漏的发生。
（2）滑动部分的泄漏是指活塞与缸筒内孔、活塞杆与缸盖密封处发生的泄漏。如果完全控制这些部分的泄漏，会加快摩擦发热，并且使密封件的使用寿命缩短；如果泄漏严重，则会影响液压启闭机的使用性能。滑动部分泄漏的主要原因是由于密封件的磨损。
（3） 液压启闭机破损多发生在作用力或压力超出设计值的情况下，其原因包括重载或高速的活塞运动中突然停止、缓冲作用过度或不起作用，其主要表现为缸筒内孔壁拉伤、缸筒胀大和裂纹破漏、活塞杆产生纵向弯曲、沟槽拉断和螺纹剪切破坏、焊接部位破漏、螺栓断裂等。
2.2 动作不灵
液压启闭机动作不灵表现为不能动作，动作速度达不到规定值，爬行、运行中不正常响动和缓冲作用不好等。对于不能动作和速度达不到规定值，如果缸内压力不达标，则原因为内泄漏过大或液压回路存在故障，若压力符合规定，则原因主要是设计结构的问题。爬行现象是液压启闭机最常见的故障之一。爬行现象即液压启闭机运动时出现跳跃式的时停时走的运动状态，这种现象在低速运动时最容易发生。产生爬行的主要原因是缸内存有空气，液压启闭机工作前必须充分排除缸内空气。不正常响声主要是由于相对运动的表面摩擦产生，金属面的润滑油面破坏或者接触压力过高都会产生摩擦声。此外，缓冲作用不好也会在缓冲过程中产生爬行。缓冲作用不好还表现为缓冲过度和缓冲失效。
3、液压启闭机的应用选择
水利设施在设计和建设时都是根据地形地貌，因地制宜的进行选址、建设，这就给配套的启闭设施设计和选择带来诸多不便，随着对水利工程管理要求的提高，液压启闭机被广泛应用于现代水利设施中，它在应用选择时应从一下几个方面进行设计选择：
3.1 有环保、节能要求设施的应用选择靠近水源就必须远离污染，农业灌溉还是人畜饮水工程设施都必须以环保为前提。液压启闭机密封性能好、环保、节能，设备在运行过程中避免了润滑油脂与水源的接触。所以，在许多枢纽闸点最初设计和后期改造时都选择使用了液压启闭机。
3.2 要求操作、养护、维修方便的设施的应用选择水利设施普遍存在着无专人看管、无专业人员操作、养护，无专业人员维修的情况，这种状况给设备的正常使用埋下质量隐患，液压启闭机操作简单、养护方便、故障率低正适合于农业灌区及水库枢纽工程放水闸门运行管理，也是目前各灌区和病险水库加固工程中启闭设施改造时设计选择的首要出发点。
3.3 要求实现自动化、远程化控制设施的应用选择现代水利（水电）工程管理要求水闸运行不仅要安全可靠而且便于调度、控制。通过对闸点的液压泵站上加装数显装置以及流量和压力控制装置，通过改造使液压启闭机在设定负荷和速度下远程操控、安全运行，避免了由于惯性、过压、过载损坏设备和设施。依据现代液压技术的发展，对原液压泵站所用的（手动）溢流阀和（手动）调速阀更换成电磁溢流阀和电磁调速阀，经过简单改造后很方便实现水闸远程、自动化安全操控。
3.4 两孔及多孔闸门、联合闸的应用选择取水枢纽闸门、联合闸门多根据地形布置，闸门的平面布局和运行状况相对复杂，如采用螺杆式或卷扬式启闭机就需要多套动力源，不便于操作管理，而液压启闭机的动力传输不受空间限制，一个泵站可同时控制多个液压缸（闸门）并能够使各液压缸相对独立的完成复杂的工况。液压启闭机的应用选择使多孔闸、联合闸，许多运行状况相对复杂的闸点在结构上变得简单，在使用操作上变得方便。
4、液压启闭机的故障处理与日常维护
在说明液压启闭机的常见故障后，介绍液压启闭机的故障处理与日常维护工作。首先应当说明，事故处理永远是被动措施，在安装过程中应细致认真，强调检查试验对于设备运行状况的重要性，重视日常维护，其效果远远好于事故后处理。很多故障是难以修复或者需要大量的时间和金钱才能修复的，而产生的原因却是由于安装过程中的疏忽或者试验不到位、对试验结果中的疑问没有及时得到解决引起的。
4.1 液压启闭机的选择和匹配
液压启闭机的参数是否符合现场实际使用要求，特别是额定负载，即启门力、闭门力、持住力均应符合现场实际要求。油缸、活塞是否符合的要求，密闭材料的性能应有足够的抗撕裂强度、耐高压，并注意其摩擦阻力、有无粘着、老化状况。应检验各电器元件是否有产品合格证，且有无损坏现象。
4.2 液压启闭机运转前的检查
门槽及油缸运行区域内的清洁，以保证闸门及油缸运行不受外界阻碍；液压系统的滤油芯应及时清洗或更换；保证环境温度不低于设计工况的最低温度；充油时应排除空气，管路充满油后，应调整油泵溢流阀，使油泵在其工作压力的50%、75%、100%情况下分别连续运行5 min，检查有无震动、杂音、油温过高以及阀门和管路漏油情况。
参考文献
[1] 张芹，周云镯. 液压式启闭机与卷扬式启闭机性能的比较[J]. 河北水利. 2010（07）
[2] 陈成. 北运河北关拦河闸液压启闭机液压同步系统分析[J]. 北京水务. 2011（04）
关键词：液压启闭机 机电一体化 维护
1、液压启闭机原理结构分析
液压启闭机是将液压系统的压力能转换成直线往复运动形式的机械能。它结构简单，工作可靠，在各种机械的液压系统中得到广泛应用。按结构形式分为活塞式、柱塞式和摆动式；按作用方式可分为单作用液压启闭机和双作用液压启闭机。对于单作用液压启闭机，可以是活塞单相作用，由弹簧使活塞复位，也可以是柱塞单向作用，由外力使柱塞返回；对于双作用液压启闭机，可以是活塞双作用或双柱塞双作用，各有不同。液压启闭机尽管型式不同，但其原理均是利用液体的压强以及受力面的不同，产生强大的拉力。典型液压启闭机主要由缸体组件（缸体、前后端盖）、活塞组件（活塞、活塞杆）、密封装置（密封环、密封圈）、缓冲装置以及排气装置组成。以单活塞单向作用液压启闭机为例，缸体和密封装置构成密闭空间，保证了不同侧液体的压强，活塞组件作为动能传递的媒介。
2、液压启闭机的常见故障
液压系统的工作是在封闭的管道和壳体中进行的，无法从外部观察，因此安装和测量都不够方便，同时其对故障敏感，因此液压传动系统的故障率较高，且出现故障难以查找原因。此外，液压启闭机作为液压系统的组成部分之一，其故障往往与整个系统有关。作为动力元件，液压启闭机产生故障往往对生产的影响较大。本文首先介绍液压启闭机的常见故障及其原因，之后再介绍其解决和日常维护的方法。从故障现象分，液压启闭机故障主要表现为：
2.1 液压启闭机泄露
液压启闭机泄露分为内泄漏和外泄露，其中内泄漏主要影响液压启闭机的技术性能，使其无法达到设计的压强，从而影响工作压力、运动速度以及工作平衡性；外泄漏不僅会污染环境，还容易导致火灾。泄漏都是由密封特性不好产生的，根据泄露部位是否运动，可分为固定部分和滑动部分2种泄漏以及液压启闭机破损所产生的泄漏。
（1）固定部位的泄漏主要是指密封件、焊接点等。如由于密封槽具有毛刺或倒角不合要求，进而在安装时密封件损伤造成泄漏或因密封件散热性能较差、老化导致磨损，都会导致内泄漏的发生；焊接不良导致焊缝出现气孔、假焊等现象，也有可能导致外泄漏的发生。
（2）滑动部分的泄漏是指活塞与缸筒内孔、活塞杆与缸盖密封处发生的泄漏。如果完全控制这些部分的泄漏，会加快摩擦发热，并且使密封件的使用寿命缩短；如果泄漏严重，则会影响液压启闭机的使用性能。滑动部分泄漏的主要原因是由于密封件的磨损。
（3） 液压启闭机破损多发生在作用力或压力超出设计值的情况下，其原因包括重载或高速的活塞运动中突然停止、缓冲作用过度或不起作用，其主要表现为缸筒内孔壁拉伤、缸筒胀大和裂纹破漏、活塞杆产生纵向弯曲、沟槽拉断和螺纹剪切破坏、焊接部位破漏、螺栓断裂等。
2.2 动作不灵
液压启闭机动作不灵表现为不能动作，动作速度达不到规定值，爬行、运行中不正常响动和缓冲作用不好等。对于不能动作和速度达不到规定值，如果缸内压力不达标，则原因为内泄漏过大或液压回路存在故障，若压力符合规定，则原因主要是设计结构的问题。爬行现象是液压启闭机最常见的故障之一。爬行现象即液压启闭机运动时出现跳跃式的时停时走的运动状态，这种现象在低速运动时最容易发生。产生爬行的主要原因是缸内存有空气，液压启闭机工作前必须充分排除缸内空气。不正常响声主要是由于相对运动的表面摩擦产生，金属面的润滑油面破坏或者接触压力过高都会产生摩擦声。此外，缓冲作用不好也会在缓冲过程中产生爬行。缓冲作用不好还表现为缓冲过度和缓冲失效。
3、液压启闭机的应用选择
水利设施在设计和建设时都是根据地形地貌，因地制宜的进行选址、建设，这就给配套的启闭设施设计和选择带来诸多不便，随着对水利工程管理要求的提高，液压启闭机被广泛应用于现代水利设施中，它在应用选择时应从一下几个方面进行设计选择：
3.1 有环保、节能要求设施的应用选择靠近水源就必须远离污染，农业灌溉还是人畜饮水工程设施都必须以环保为前提。液压启闭机密封性能好、环保、节能，设备在运行过程中避免了润滑油脂与水源的接触。所以，在许多枢纽闸点最初设计和后期改造时都选择使用了液压启闭机。
3.2 要求操作、养护、维修方便的设施的应用选择水利设施普遍存在着无专人看管、无专业人员操作、养护，无专业人员维修的情况，这种状况给设备的正常使用埋下质量隐患，液压启闭机操作简单、养护方便、故障率低正适合于农业灌区及水库枢纽工程放水闸门运行管理，也是目前各灌区和病险水库加固工程中启闭设施改造时设计选择的首要出发点。
3.3 要求实现自动化、远程化控制设施的应用选择现代水利（水电）工程管理要求水闸运行不仅要安全可靠而且便于调度、控制。通过对闸点的液压泵站上加装数显装置以及流量和压力控制装置，通过改造使液压启闭机在设定负荷和速度下远程操控、安全运行，避免了由于惯性、过压、过载损坏设备和设施。依据现代液压技术的发展，对原液压泵站所用的（手动）溢流阀和（手动）调速阀更换成电磁溢流阀和电磁调速阀，经过简单改造后很方便实现水闸远程、自动化安全操控。
3.4 两孔及多孔闸门、联合闸的应用选择取水枢纽闸门、联合闸门多根据地形布置，闸门的平面布局和运行状况相对复杂，如采用螺杆式或卷扬式启闭机就需要多套动力源，不便于操作管理，而液压启闭机的动力传输不受空间限制，一个泵站可同时控制多个液压缸（闸门）并能够使各液压缸相对独立的完成复杂的工况。液压启闭机的应用选择使多孔闸、联合闸，许多运行状况相对复杂的闸点在结构上变得简单，在使用操作上变得方便。
4、液压启闭机的故障处理与日常维护
在说明液压启闭机的常见故障后，介绍液压启闭机的故障处理与日常维护工作。首先应当说明，事故处理永远是被动措施，在安装过程中应细致认真，强调检查试验对于设备运行状况的重要性，重视日常维护，其效果远远好于事故后处理。很多故障是难以修复或者需要大量的时间和金钱才能修复的，而产生的原因却是由于安装过程中的疏忽或者试验不到位、对试验结果中的疑问没有及时得到解决引起的。
4.1 液压启闭机的选择和匹配
液压启闭机的参数是否符合现场实际使用要求，特别是额定负载，即启门力、闭门力、持住力均应符合现场实际要求。油缸、活塞是否符合的要求，密闭材料的性能应有足够的抗撕裂强度、耐高压，并注意其摩擦阻力、有无粘着、老化状况。应检验各电器元件是否有产品合格证，且有无损坏现象。
4.2 液压启闭机运转前的检查
门槽及油缸运行区域内的清洁，以保证闸门及油缸运行不受外界阻碍；液压系统的滤油芯应及时清洗或更换；保证环境温度不低于设计工况的最低温度；充油时应排除空气，管路充满油后，应调整油泵溢流阀，使油泵在其工作压力的50%、75%、100%情况下分别连续运行5 min，检查有无震动、杂音、油温过高以及阀门和管路漏油情况。
参考文献
[1] 张芹，周云镯. 液压式启闭机与卷扬式启闭机性能的比较[J]. 河北水利. 2010（07）
[2] 陈成. 北运河北关拦河闸液压启闭机液压同步系统分析[J]. 北京水务. 2011（04）