当前正值全国防洪度汛关键期，各大水利工程的启闭机如同防汛前线的“闸门卫士”，其稳定运行直接关系到洪水调度的精准度与时效性。在电建水电开发公司甲米河水电站，一台由实体建模与3D打印技术打造的钢丝绳绳渣清理装置，让启闭机在汛期高频运转中始终保持最佳状态，为防洪度汛筑牢安全防线。
传统水电站启闭机钢丝绳的清理依赖人工，不仅效率低下、劳动强度大，还难以彻底清除缝隙中的残渣，长期积累易加速钢丝绳磨损，威胁设备安全运行。公司依托成立的“绿能青峰”创新工作室，组织研发团队进行攻关。一次偶然的机会，研发团队从玩具“飞天仙子”旋转飞行的原理中获得启发：能否利用物体自身运动驱动清理结构，实现高效自动清渣?
这一想法很快落地为研发行动。团队以2024年下半年甲米河水电站启闭机钢丝绳工作状况为基础数据，收集了钢丝绳规格及绳渣情况等数据，将实体建模与3D打印技术作为核心支撑，开启了创新研发之路。
实体建模技术成为装置精准设计的关键。研发人员借助SOLIDWORKS软件，通过参数化建模将清理齿的角度、钢丝绳螺旋节距和绳槽深度实现精准匹配。这种基于基础几何元素组合变形的建模方式，完整呈现了装置的体、面、边、顶点等信息，为后续结构优化提供了精准的数字基础。
3D打印技术则让设计快速落地。与传统制造的“减法加工”不同，这项“加法制造”技术以PLA材料为原料，仅用27分37秒就打印出重量11.15克的核心部件，单克成本仅0.3元，不仅大幅降低了研发成本，更实现了复杂齿廓结构的快速迭代。团队通过力学分析和运动仿真反复优化，最终确定了套筒式加分瓣的创新结构：分瓣设计便于卡扣式安装，螺栓与钢箍固定确保连接稳固，预设的弹性压力既能高效清渣，又能避免损伤绳体。
实际应用中，该装置通过支架固定在启闭机卷筒下方，借助钢丝绳自身移动驱动装置滑移刮削，能有效清除钢丝绳表面90%以上的绳渣油泥。在安全层面，装置有效减少了残渣对钢丝绳的磨损，显著延长了钢丝绳使用寿命，在汛期设备高负荷运转时更显关键，为启闭设备稳定运行筑牢了安全防线。经济层面，机械清理替代传统人工，汛期无需再安排人员冒雨频繁清理，将重复劳累的工作转化为高效自动化操作，在人员精简的当下，大幅降低了人力成本，提高了工作效率。
更值得关注的是其广泛适用性。通过调整建模参数，装置可适配不同规格的螺旋缠绕钢丝绳，为各类起重、启闭设备提供了通用解决方案。(来源：电建水电开发公司作者：敬雍骥 李娟)
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