QCC40.5t集装箱装卸桥小车驱动系统改造

QCC40.5t集装箱装卸桥小车驱动系统改造
广州港黄埔集装箱公司（510730）杨冰霜
摘要本文对一台装卸桥（原西德生产）小车驱动系统的改造情况进行了介绍和分析，着重论述改造方案的可行性及其筛选、改造后的使用情况。

关键词装卸桥驱动系统减速器联轴器改造
广州港黄埔集装箱公司一台原西德生产的QCC40.5t集装箱岸边装卸桥，自1989年投产使用至今，其小车驱动系统已严重老化，技术性能大幅度下降，尤其是小车减速器经常崩齿，原装的齿轮备件因厂家停产原因无法提供，而在国内修配的齿轮又不能满足使用要求，致使该设备的小车机构在改造前很长一段时间里一直处于非正常运行状态，可靠性低。

另外，由于原来设计方面的缺陷，使维修保养工作存在着很大的安全问题，这些都严重地影响了该机的安全运行，日常保修和装卸效率，所以，对其改造是十分必要的。

为了使改造工作得以顺利开展并取得圆满成功，该司的工程技术人员对该驱动系统存在的问题进行了分析，也研究确定了有效的改造方案并对其可行性进行了论证，而后按计划实施改造，取得了显著的成效。

一、原小车驱动系统存在的问题
该装卸桥的小车驱动系统，其组成与排装方式见图1和图2，它有两个主要特点：一是车轮轴与减速器输出轴为共同体；二是驱动中心线以电机为中心呈“八”字形布置。

整个系统由左右各1台电机、1只制动器、2只减速器、2条传动轴及其相应的万向连轴节构成，经过对其进行认真细致的分析，得出该系统主要存在如下四个问题：
⑴小车减速器故障率特高，修复工作量大。

该减速器为直交轴装悬挂立式减速器，（见图1和照片3），对齿轮的加工及安装要求比一般的减速器要高。

其第一级齿轮付因疲劳损坏后，由于装配调整要求过高和产品的质量问题，虽屡经修配，但仍多次出现崩齿现象，并且其频率逐步加快（仅1999年就出现10次），周期越来越短。

而从第一级齿轮崩裂出来的小铁块因其立式结构的原因极易掉落到下面各级齿轮付，使其也同样遭受破坏，严重时还可能造成整个减速器报废，这大大地增加了维修量和修复难度。

⑵零部件损坏后修配困难。

如该减速器配件损坏后，因德国原厂家已经停止生产这类减速器，需要特别定造，价格昂贵供货期长，而且其技术性能也很难保证。

该司曾尝试过在国内专门定做弧形齿，价格也不低，由于一些关键的技术参数不清楚和生产工艺等原因的影响，使定做出来的弧形齿难以满足使用要求。

可以说以前尝试过国内几家工厂制造的配件都是不成功的。

⑶结构设计不合理（见图2和照片3）。

如所有减速器都悬空安装在平台和护栏之外，整个减速器的重量基本上是靠其输出轴来承担，不方便设备的使用、检修和保养，而且也存在着较大的安全问题；再如车轮轴与减速器输出轴为共轴联体形式，这样不但增加了设备在维修保养方面的工作量，而且当减速器出现故障时也无法提供应急性的装卸作业要求。

⑷传动轴与转动件悬空安装并且极易松脱，这存在着高空坠物的安全隐患。

根据这台设备在使用过程中所表露出来的故障现象及上述的论述分析，该司认为此小车驱动系统改造势在必行。

因此，该司拟定了如下三个改造方案并逐一论证其可行性，从中筛选出最佳方案，予以改造。

二、改造方案选定及其可行性分析
根据对原小车驱动系统存在问题的分析，该司在选择改造方案时首先确定其改造方向：选取当今装卸桥小车驱动系统较流行的排装形式，而且其零部件立足于采用国内优质产品。

按照所确
定的方向，他们再具体细化成改造的主要内容和方案，具体的内容及方案如下：1．改造的主要内容
⑴加装驱动平台及其栏杆；
⑵选用新的小车减速器，将减速器形式由直交悬挂立式改为直交卧式，直接安装于平台上；
⑶将减速器的输出轴与车轮轴分开，中间用齿轮联轴节连接。

2．改造方案
该司根据此小车驱动系统的各项有关技术参数、既定的改造内容，制定出以下三个改造方案，下面就这三个方案的优缺点及其可行性进行比较论证：
【方案一】总成配换，即按照原来的安装尺寸重新设计并更换所有的小车减速器，其他部位保持不动。

本方案具有工艺简单，工作量和投资费用少等优点，但只能解决减速器修配难的问题，不能彻底地改善整个驱动系统的技术性能，故并非理想方案。

【方案二】驱动电机座适量放低，驱动轴心线与小车中心线距离保持不变。

具体做法是：将四台立式减速器换成卧式减速器，并将驱动电机的轴心线放低150mm，以减少传动轴的倾斜坡度，同时相应地将动力输出传动轴穿过机器房的悬挂梁（另外开孔）与减速器连接，另外在每个减速器的下方搭做支撑平台。

该方案有如下五个特点：①工作量少；②驱动轴心线以电机为中心仍呈“八”字形布置；③传动轴心线与小车中心线的距离保持不变；④驱动平台为分段形式，焊装容易；⑤机器房的悬挂梁受损需加固。

经分析，该方案在技术上较【方案一】好，但费用高些，而且存在一个不容忽视的缺点，即机器房的主要承载构件——悬挂梁及其最重要的加筋板需动手术，就算加强后也会削弱该悬挂梁的承载能力；此外，电机底座的放低，其焊割工作大部分是在小车的主梁上进行，这使主梁在割焊后可能产生变形，严重时将会使小车在运行过程中产生啃轨现象。

【方案三】驱动轴心线相对于小车中心线向外移出545mm，并使电机的轴心线与减速器输入轴的轴心线在同一水平面上成一直线。

具体做法是：仍将四台立式减速器换成卧式减速器，，并将小车的驱动中心线外移（545mm）到悬挂梁的外侧，而且使电机的轴心线与减速器输入轴的轴心线在同一水平面上成一直线，设置联体的驱动平台，另外用拆装方便的齿轮联轴器将电机与减速器、减速器与车轮轴连接起来。

该方案的费用与【方案二】差不多，它将小车的驱动轴心线布置改为“一”字形并外移到悬挂梁的外侧，这样即可完全避开小车主梁和机器房悬挂梁这两大主要承载构件，最大限度地避免象【方案二】那样所带来的负面影响，而且原来小车电机座可以保持不变并作为驱动平台的承载件。

通过对上述三个方案的分析论证，该司认为【方案三】在技术上是比较可行的，它风险小、基本不存在什么改造缺陷，而且就其使用的材料和配件情况来看，也是较为经济的。

因此，他们选定了【方案三】作为最终的改造方案。

三、改造效果
该装卸桥的小车驱动系统按照【方案三】改造后，就其使用情况来看，动力传递均匀、驱动制动平稳、可控性好，而且也彻底地解决了该系统原来存在的问题，基本实现了改善技术状态，提高装卸效率等改造目的。

其改造后具体的使用效果，归纳起来有以下三点：
⑴大幅度提高了该系统的技术性能，降低该部位的故障率
改造前，该系统在设计方面存在一些不足，并且其主要零部件已到疲劳损坏阶段，故障率特高，这严重影响了该小车机构的结构稳定性、运行特性和保修效率，使之一直存在着行走振动大、小车电机经常过热（严重时会出现小车过流）、事故隐患多等问题。

改造后，由于采用了型号为QCC—00的卧式减速器及在减速器的输入、输出端加装拆装方便的联轴器（见照片4，上海港机
厂生产），并对其他相关的部位进行了改进，圆满地解决了上述问题，而且也使小车的运行速度基本恢复到原设计的整定值140m/min。

⑵消除了该系统原有的安全隐患，使该机的装卸作业和维修保养的安全性大大提高
该系统在改造前，由于其减速器均安装在平台及护栏之外并处于悬空状态（见图2和照片3），这给检修和保养工作带来很大的不便，也严重地威胁着检修保养人员的人身安全；另外，该驱动系统的传动轴心线采用以电机为中心呈“八”字形布置的排装方式（见图1、图2或照片1），使其对连接螺栓的强度和上紧力要求较高，并且传动轴等件在自重和转动离心力的共同作用下极易返松，而其正下方又是悬空，高空坠物随时都可能发生（这已曾经出现过几次，幸好没伤到任何人、货、车）。

所有这些都说明了改造前该系统在使用和检修过程中都存在着较大的安全隐患。

改造后，由于该系统采用了“一”字形的排装方式和安装平台（见图3和照片2），所有维修和保养工作都是在平台上完成，这样既快捷安全，也减少了维修人员的体力消耗（原驱动系统为落差较大的阶梯式分布，检修时需爬上爬下）。

经过实际的使用证明：由于动力传递采用这种“一”字形的排装方式并由相应的平台承托，已基本杜绝了该系统高空坠物等现象的发生，也大大地提高了该系统在装卸作业和维修保养方面的安全性。

⑶随着该系统技术状态的全面改善，使该装卸桥的装卸箱效率得到明显的提高
由于该系统改造后，其原来存在的小车经常过流等问题得到了彻底的解决，技术性能提高显著，而且其运行速度也恢复到原设计的整定值，这大大提高了该设备的使用效率和装卸箱效率，尤其是装卸箱效率，由原来平均18TEU/h提高到20TEU/h。

四、结束语
通过对改造方案的论证及改造效果的分析介绍，我们不难得出：良好的改造效果，主要取决于改造方案的选定。

所以，在确定改造方案时必须切实做好如下两点：一是改造内容的确定应该具有较强的针对性，这样才能有的放矢地解决好关键问题，确保改造质量；二是改造方案的选取要从技术和经济的角度去论证，择优改进。

只有这样，才能选定出生产急需、可行性好、效益又高的改造方案，使改造后的设备具有良好的技术状态和使用性能，满足生产的需要。