При этом была решена актуальная задача унификации гидроприводов и их элементной и приборной базы и сформулирована концепция построения унифицированных гидроприводов и гидроаппаратуры. В соответствии с этой концепцией разработана конструкторская документация и налажено серийное производство различных типоразмеров аппаратуры на расходы до 1500 л/мин и давление до 42 МПа. При разработке унифицированной аппаратуры особое внимание было уделено унификации размеров основных элементов, ведущей к унификации уплотнений и к сокращению номенклатуры средств технологического обеспечения. У деталей, близких по своему назначению, унифицированы возможные значения диаметров и линейные размеры. Из технологического цикла исключены подгоночные операции. Унификация применяемых материалов позволила свести к минимуму номенклатуру применяемых сталей.

Созданная элементная база была внедрена в практику проектирования гидроприводов. Сроки разработки гидросистем для новых изделий значительно сократились. Возникли все условия для реализации «бездоводочного» проектирования. На серийных заводах применение унифицированных гидроэлементов и модулей позволило резко увеличить производительность, ввести типовые испытательные стенды и значительно повысить качество изделий.

В результате проведенных работ созданы элементы и приборы, которые нашли применение в самоходных пусковых установках ракетных комплексов, машинах антенно-фидерных устройств, гидрообъемных передачах танков, приводах постоянной частоты вращения генератора переменного тока, манипуляторных устройствах глубоководных аппаратов, проходческих щитах и во многих других машинах и агрегатах военного и гражданского назначения.

В 2011-2012 годах ОАО «ЦНИИАГ» провело исследования существующих приводов механизмов маневрирования затворами шлюзов канала имени Москвы, которые представляют собой уникальные судоходные гидротехнические сооружения. Многие шлюзы были построены и введены в эксплуатацию в начале ХХ века, а многие здания шлюзов относятся к памятникам архитектуры.

Шлюз предназначен для осуществления пропуска судов и представляет собой железобетонное сооружение докового типа. Общая длина шлюза между наружными гранями устоев достигает 700 м. Длина камер шлюза – до 300 м. Ширина камеры шлюза – до 30 м. Общий вид шлюза и основные типы затворов представлены на рис.1.

Шлюз в верхнем и нижнем бьефах закрывается затворами, как правило, поворотного типа, а в нижнем бьефе часто устанавливают затвор в виде двустворчатых ворот.

Наполнение судоходной камеры производится либо из-под поворотного затвора, либо по водопроводным галереям через плоские затворы основного и вспомогательного наполнения. Опорожнение судоходной камеры производится через плоские затворы водопроводных галерей в обход двустворчатых ворот.

На канале им. Москвы нашли применение в качестве основного три типа затворов: клапанный, сегментный и сегментный уравновешенный.

Клапанный затвор применяется в шлюзах Рыбинского гидроузла. Большинство шлюзов канала им. Москвы в качестве основного рабочего затвора верхней головы шлюза используют сегментный двухконсольный затвор с ригелями, опирающимися на две ноги переменного двутаврового сечения. Шлюзы гидроузлов юга московского региона оснащены сегментными уравновешенными затворами.

В настоящее время износ оборудования судоходных гидротехнических сооружений канала не дает возможности говорить о каких-либо допустимых сроках эксплуатации. Многие механизмы и сооружения были изготовлены по индивидуальным заказам и в настоящее время не производятся.

В результате исследований было предложено при реконструкции шлюзов гидроузлов использовать в механизмах маневрирования затворами всего три типоразмера унифицированных систем гидроприводов, адаптированных к техническим требованиям канала. Внедрение передовых технологий при реконструкции механизмов маневрирования затворами шлюзов повышает надежность и безопасность судоходных гидротехнических сооружений. Унификация позволяет сократить номенклатуру применяемого оборудования, оптимизировать объем ЗИП, улучшить качество технического обслуживания за счет однотипности действий, уменьшить время восстановления работоспособности механизма в случае отказа.

Уникальность силового гидравлического привода состоит в том, что он позволяет развивать максимальные моменты и длительно удерживать нагрузку на нулевых скоростях. Это его свойство дает возможность оптимизировать режимы работы и уменьшить установленную мощность оборудования. В состав силового гидропривода входят силовой агрегат, прибор управления, комплект кабелей и ЗИП.

Силовой агрегат представляет собой единую сборку (рис. 2 и 3). Технические параметры, габаритные размеры и масса основных типоразмеров силовых агрегатов приведены в таблице 1. Гидросистема агрегата выполнена по схеме, герметично отделенной от атмосферы, с избыточным внутренним давлением.

В качестве источника гидравлической энергии применяется регулируемый насос, который обеспечивает регулирование в широком диапазоне частот вращения выходного вала.

В процессе эксплуатации силового гидравлического привода требуется минимальный объем технического обслуживания, минимум времени на определение технического состояния и проведение регламентных работ.

Система управления привода работает с четырьмя силовыми агрегатами по два с каждой стороны затвора, из них два силовых агрегата работают в активном режиме, а два находятся в резерве.

Приборная реализация системы управления основана на применении датчиков информации со стандартными аналоговыми выходами в виде напряжения или тока, релейными выходами в виде слаботочных сигналов, а также цифровыми выходами. Поступающая с датчиков аналоговая информация через блок сбора информации и управления приходит на модули согласования, установленные в компьютере (контроллере) и обрабатывается системным блоком (процессором) по заданному алгоритму. Информация с датчиков с релейными выходами поступает в компьютер (контроллер) через блок релейных коммутаций и модули согласования, где также идет ее обработка.

Для обеспечения равномерности хода с обеих сторон направляющих затвора должны быть установлены датчики положения затвора, цифровая информация с которых поступает в компьютер (контроллер) по каналу информационного обмена с системой управления шлюза, где также используется для обеспечения работы привода по заданному алгоритму.

Система управления силового гидравлического привода позволяет оператору понятно и доступно вести диалог с системой управления гидротехническим сооружением – имеет дружественный интерфейс. Режим отладки, изменения параметров алгоритма управления, циклограммы и т.д. имеют кодированный доступ (только для определенной категории операторов). При сбоях в системе электропитания и отказе приборов команды, выдаваемые в функциональные подсистемы, снимаются, и движение механизмов под действием весовых нагрузок блокируется. При этом выдается информационное сообщение оператору с указанием возможной причины останова и выдаются рекомендации по устранению отказа.

Предлагаемая ОАО «ЦНИИАГ» разработка дает возможность получить, помимо технических данных, приведенных в таблице 1, следующие параметры и условия эксплуатации:

— угловое рассогласование валов силовых агрегатов привода (синхронность) не превышает одного градуса;

— по условиям воздействия климатических факторов внешней среды силовой гидравлический привод соответствует климатическому исполнению «У» категории размещения 1 по ГОСТ 15150-69 с температурой окружающего воздуха от минус 45 до плюс 40°С;

— назначенный срок службы 25 лет;

— предусмотрена возможность нахождения под водой (паводок) на глубине до 8 м в течение двух недель 1 раз в год.

Россия, 127018, г. Москва,

ул. Советской Армии, 5

Тел.: +7 (495) 631-2944

Факс: +7 (495) 681-9534

cniiag@cniiag.ru