三峡升船机。记者 刘建维 摄
进入三峡升船机承船厢内的轮船。记者 刘建维 摄
荆楚网消息（记者 刘建维）作为三峡工程的收官之作，三峡升船机这样一座高达100多米的“超级电梯”是如何运行并保障安全的呢？近日，记者随“中国制造2025”调研团亲身体验升船机，探其背后隐藏的高科技。
“举重若轻”的三峡升船机
起初，三峡升船机采用的是钢丝绳卷扬机提升方案，原理类似于楼宇中的电梯，利用卷扬机绞动钢丝绳，提拉承船厢实现上升和下降。此方案后被证实无法保持承船厢平衡，容易导致船只倾覆。于是，三峡集团改用齿轮齿条爬升方案，通过平衡系统来平衡承船厢的重量，负责承船厢升降的齿轮只需克服摩擦做功。
升船机的平衡重组示意图。
承船厢满载水时总重15500吨。当船只驶入承船厢，系统会排出与船只同等重量的水，承船厢总重依旧保持15500吨。因此，只需设置总重15500吨平衡重组来平衡承船厢的重力即可。
16组平衡重组均匀分布在两侧塔柱内，每组平衡重组由16根钢丝绳绕过塔柱顶端的滑轮组，与承船厢相连。这就确保了承船厢在任意高度都与平衡重组保持平衡。
连接承船厢平衡重组的钢丝绳。记者 刘建维 摄。
驱动机构升降承船厢时，只需给予承船厢400吨左右的力量克服阻力和加速运动，不需要为了承担15500吨重量而耗费大量电能。
承船厢通过齿轮爬行实现升降
升船机升降示意图。
齿轮在齿条上“爬行”，实现承船厢的升降。记者 刘建维 摄
在三峡升船机内部，承船厢的两侧各有两组巨大的齿条，它们从承船厢运行的最低高程延伸到最高高程。在承船厢两边对应的位置各有两组动力系统。动力系统带动四组小齿轮同步旋转，在四组齿条上爬升或下降，从而带动承船厢沿着齿条升降。
四组螺旋锁定装置防止承船厢跌落或冲顶
三峡升船机承船厢15500吨的自重是通过同等重量的平衡重组来平衡着的，若是没有安全系统，升船机出现意外，其严重后果可不仅是跌落。一旦承船厢水漏光，它就会在平衡重组重力的影响下而快速冲顶。
因此，为了保障安全，三峡升船机采用了专家认为最安全的方案——螺旋锁定装置，利用对称安装的柱状螺母与短螺杆相旋合来实现承船厢锁定和运行。其中，柱状螺母的长度从塔顶一直延续到底部，而承船厢两侧对应位置的两组短螺杆则嵌套在螺母柱中。
升船机的安全系统示意图。
升船机的安全系统，短螺杆在螺母柱里旋转上下。记者 刘建维 摄。
承船厢升降时，短螺杆同步自转，并在螺母柱里旋转上下，但与螺母柱保持60毫米的间隙，不发生摩擦。当承船厢不平衡或重量发生异常，就会立即停止驱动系统。不平衡载荷持续增加超过液气弹簧的预紧值时，液气弹簧动作，短螺杆与螺母柱之间的间隙逐渐消失，和螺母柱贴合，用摩擦力及时将承船厢锁定在布置在塔柱结构的螺母柱上。
升船机运行时平稳，硬币一直屹立不倒。记者 刘建维 摄。
多种科技加持的三峡升船机，运行时的感觉如何呢？参与调研的记者做了个试验，在承船厢上立起一枚一元硬币，借以检验升船机运行时的平稳性。经过观察，升船机运作的整个过程中，硬币一直屹立不倒，由此可见三峡升船机的安全平稳。三峡升船机也经过建设者多次试验，证明其系统安全高效，保险系数极高。所以，大家无须担心一旦升船机遇到异常情况时，承船厢会坠底或者冲顶。
（作者： 编辑：余军）
