龍門吊大車齒輪箱鏈輪改造與分析

張茂捷

摘要：廈門集裝箱碼頭集團有限公司海天分公司的L42/43/44/45四臺龍門吊運行超過19年，大車驅(qū)動齒輪箱在使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)齒輪和傳動軸磨損、傳動異響、齒輪箱滲漏嚴(yán)重等問題，損壞后維修成本及時間成本較高，嚴(yán)重影響設(shè)備的完好率及保障率。為提高設(shè)備的工作效率，對齒輪箱的升級改造尤為重要。

關(guān)鍵詞：齒輪箱;鏈輪;成本;環(huán)保

1? 概述

廈門集裝箱碼頭集團有限公司輪胎吊L42-L45是由大連大起集團有限責(zé)任公司2001年制造完成的，至今已有19年時間。其中大車驅(qū)動齒輪箱是SEW的，最近幾年在使用過程中經(jīng)常出現(xiàn)傳動異響，齒輪箱輸出軸端漏油，甚至齒輪軸斷齒及斷軸等嚴(yán)重等問題，損壞后維修周期較長，需長時間停機，嚴(yán)重影響設(shè)備的完好率、保障率及公司的環(huán)保要求，需進(jìn)行改造提升其穩(wěn)定性。

2? 存在問題及原處理方法

我司這四臺龍門吊使用年限已達(dá)19 年，在作業(yè)過程中大車齒輪箱經(jīng)常出現(xiàn)齒輪和傳動軸磨損、傳動異響、齒輪箱滲漏嚴(yán)重等問題。

2.1 齒輪箱漏油嚴(yán)重原因（見表1）

齒輪箱漏油（如圖1）問題不符合公司的環(huán)保要求，同時也會損害齒輪箱內(nèi)部齒輪。

2.2 大車傳動異響，無法正常運行原因（如表2、圖2和圖3）

齒輪箱維修費用高，每次更換齒輪或傳動軸的維修及安裝成本（單個齒輪箱）都超過一萬塊錢。據(jù)統(tǒng)計近兩年內(nèi)損壞周期在三到六個月之間，維修停機時間都超過20天。如更換全新一套齒輪箱（兩個）成本需超過17萬（L43現(xiàn)已更換全新齒輪箱）。

3? 現(xiàn)改造方案簡述

為了解決此問題，通過計算，我們發(fā)現(xiàn)最初的設(shè)計大車驅(qū)動機構(gòu)的傳動比分配不是很合理。存在齒輪箱傳動比過大，鏈輪驅(qū)動傳動比較小。這樣的選型使齒輪箱齒輪和傳動軸的受力較大，會影響齒輪箱的壽命。由于采購更換新的齒輪箱交期太久，成本過高;齒輪箱維修周期也較長，維修成本也較高。考慮到大車驅(qū)動系統(tǒng)里鏈輪副的安全余量較大，經(jīng)技術(shù)討論商量，可通過把齒輪箱鏈輪的齒數(shù)減少來增加大車驅(qū)動總傳動比，大車驅(qū)動的速度將會降低，可以大大改善齒輪和傳動軸的受力。由于原設(shè)計L42-L45龍門吊速度過快，應(yīng)進(jìn)行限速，所以降低大車速度不會影響正常作業(yè)。

3.1 本項目改造分為如下

將L42-L45龍門吊的原來的大車驅(qū)動機構(gòu)的小鏈輪由原來的Z=27齒改為Z=17齒，并減少大車驅(qū)動的鏈條。（L42已改造試機中）圖4和圖5分別為鏈輪改造前后對照圖。

3.2 改造的主要零部件清單 （見表3）

3.3 改造費用（表4）

平均每臺（兩個）費用11000元。

3.4 改造前后技術(shù)參數(shù)對照 （見表5）

①大車齒輪箱鏈輪安裝完畢后進(jìn)行了必要的試車驗收，如表6所示。

②大車行走及加減速時電流檢查：

1）改造前的起步電流范圍在（60-210A）;勻速加速到最快期間電流在（60-230A）之間跳動厲害，范圍也較大。

2）改造后的起步電流范圍在（40-130A）;勻速加速到最快期間電流在（40-100A）峰值降低，電流也相對平穩(wěn)很多。

4? 結(jié)語

隨著港口生產(chǎn)日益繁忙，龍門吊在港口的已是必不可少的設(shè)備。大車行走是其核心機構(gòu)。在經(jīng)過對其鏈輪的改造完成并經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)試完畢后，設(shè)備投入生產(chǎn)運行，經(jīng)過一段時間的跟蹤觀察，改造效果達(dá)到預(yù)期。

優(yōu)點：

①齒輪箱輸出扭矩M=9550*P/n*i （P為電機功率原功率為（97.95kW），改造后為（76.42kW），n為電機轉(zhuǎn)速（相同1465rpm），i為齒輪箱的傳動比（相同29.22））算出結(jié)果為14559N.m相比改造前18660N.m減少了22%，大大改善齒輪和傳動軸的受力。

②運行時電流峰值降低40%，且平穩(wěn)很多。

③改造成本相比維修及拆裝成本減低很多，再以長期的經(jīng)濟性來說，成本節(jié)約顯而易見。

④減少齒輪和傳動軸的受力同時也可改善齒輪箱輸出軸磨損，減少漏油情況，符合公司的環(huán)保要求。

缺點：大車驅(qū)動的速度將會降低，大車空載速度V=n/i1/i2*D*3.14/1000（n為額定轉(zhuǎn)速（1465rpm），i1為減速箱速比（29.22），i2鏈傳動速比（2.94），D為輪胎直徑（1460mm））算出結(jié)果為79m/min相比改造前下降37%。但原設(shè)計L42-L45龍門吊出廠速度125m/min過快，都進(jìn)行限速減速25%（至100m/min）。現(xiàn)公司節(jié)能減排進(jìn)行了油改電改造所鋪設(shè)的滑觸線要求（每段長度平均200米）大車行走范圍的要求及安全因素考慮，大車的行走速度再次降低，全速控制在80-85m/min。同時也與操作部多次測試，對工作效率無影響，所以降低大車速度不會影響正常作業(yè)。

L42已改造運行近一年時間，齒輪箱無損壞事件出現(xiàn)，運行效果良好，操作部反饋無影響工作效率。L44、L45也陸續(xù)改造完成。（備注：L43已更換全新齒輪箱）

使用環(huán)境條件：沿海戶外使用環(huán)境，氣溫在0-+50℃;最大相對濕度100%，年平均相對濕度80%，24小時有凝露;工作狀態(tài)下最大風(fēng)速：20m/s;非工作狀態(tài)下最大風(fēng)速：64.2m/s。

執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)：GB3811-2008《起重機設(shè)計規(guī)范》;GB6057-2010《起重機安全規(guī)程》;GB/T 5905-86《起重機試驗規(guī)范和程序》;GB/T14783-2009《輪胎式集裝箱門式起重機技術(shù)條件》;IEC 國際電工技術(shù)委員標(biāo)準(zhǔn)。

參考文獻(xiàn)：

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