輪胎式龍門起重機起升卷筒直齒式聯(lián)軸節(jié)改造及應用

許升元

輪胎式龍門起重機（rubber-tyred gantry crane，RTG）是集裝箱碼頭堆場的主要裝卸設備。RTG起升機構(gòu)中的起升卷筒聯(lián)軸節(jié)作為起升減速箱與起升卷筒的連接裝置，是吊具上升和下降時傳遞轉(zhuǎn)矩、承受載荷的重要部件。起升卷筒齒式聯(lián)軸節(jié)技術(shù)開發(fā)較早。2000年以前生產(chǎn)的RTG起升卷筒聯(lián)軸節(jié)普遍采用直齒式，連接部位固定。隨著設備使用時間和作業(yè)箱量的增加，聯(lián)軸節(jié)磨損加重且承載能力降低，加之日常維修檢查難以直觀確定聯(lián)軸節(jié)磨損程度，從而容易形成摔箱隱患，難以保障作業(yè)人員及財產(chǎn)安全。隨著港口設備制造技術(shù)的發(fā)展，2000年以后生產(chǎn)的RTG起升卷筒聯(lián)軸節(jié)多為帶磨損標尺的鼓齒式，連接部位可根據(jù)起升卷筒的工況而變化，從而減輕聯(lián)軸節(jié)磨損，并且便于日常檢修、拆卸和安裝。鑒于此，有必要將直齒式聯(lián)軸節(jié)改造為帶磨損標尺的鼓齒式聯(lián)軸節(jié)，以達到提高設備運行安全性和效率的目的。

1 RTG起升卷筒直齒式聯(lián)軸節(jié)損壞原因

隨著RTG運行時間的延長，起升卷筒聯(lián)軸節(jié)發(fā)生疲勞磨損，由此產(chǎn)生的鐵屑堆積在聯(lián)軸節(jié)齒側(cè)間隙和油路內(nèi)，致使油路受阻，造成潤滑脂無法作用在花鍵齒上，從而導致花鍵齒嚴重銹蝕。直齒式聯(lián)軸節(jié)齒側(cè)間隙較小且外齒花鍵軸及內(nèi)齒法蘭套的軸向長度較長，難以將潤滑脂充分、均勻地擠入每對嚙合花鍵齒側(cè)間隙，從而無法在內(nèi)齒及外齒表面形成保護油膜，久而久之就會導致部分內(nèi)外齒表面銹蝕（見圖1）。

受聯(lián)軸節(jié)疲勞磨損影響，花鍵軸與內(nèi)齒法蘭套形成的存油腔密封結(jié)構(gòu)失效，油質(zhì)通過聯(lián)軸節(jié)前端滲入滾筒內(nèi)部;與此同時，滾筒旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力使油質(zhì)飛濺在滾筒壁內(nèi)表面（見圖2）。由此可見，長期得不到有效潤滑是導致花鍵齒銹蝕的主要原因。

在RTG吊箱作業(yè)過程中，隨著長期反復空重載作用力的變化，花鍵齒表面會出現(xiàn)壓潰變形和疲勞磨損，具體表現(xiàn)為：花鍵齒母材厚度變小或變形;疲勞磨損產(chǎn)生的鐵屑堆積在齒側(cè)間隙內(nèi)（見圖3）。

2 RTG起升卷筒直齒式聯(lián)軸節(jié)改造內(nèi)容及技術(shù)要求

2.1 主要施工內(nèi)容

（1）拆除起升卷筒及起升減速機輸出軸和輸出級齒輪（包括起升鋼絲繩、起升電機罩殼、減速器箱蓋等相關部件）。

（2）更換起升卷筒側(cè)壁、聯(lián)軸器、減速機輸出軸，吊裝新改型的起升卷筒和減速機輸出軸部件總成。

（3）更換齒輪油。

（4）調(diào)試運行起升機構(gòu)。

2.2 技術(shù)標準要求

本項目設計、制造、安裝、調(diào)試符合GB/T 3811―2008 《起重機設計規(guī)范》和GB/T 6067.5―2014《起重機械安全規(guī)程第5部分：橋式和門式起重機》以及其他相關國家標準、規(guī)范和技術(shù)要求。轂式滾筒聯(lián)軸節(jié)采用寧波偉隆傳動機械有限公司生產(chǎn)的DC系列起升卷筒鼓齒式聯(lián)軸器。減速箱輸出軸滿足原有三星RTG起升機構(gòu)裝配圖紙的所有設計要求。輸出軸選用知名進口軸承品牌。

焊接技術(shù)要求如下：焊縫平滑，不得有氣孔、夾渣等焊接缺陷，發(fā)現(xiàn)缺陷及時修補;采用斷續(xù)焊時，焊縫長度及間隔應均勻一致;焊縫位置經(jīng)打磨處理后須進行100%超聲波在線檢測和磁粉探傷檢測，確保焊縫無缺陷。

RTG起升卷筒改造設計如圖4所示。改造后，起升卷筒與減速箱之間采用鼓齒式聯(lián)軸節(jié)，安全系數(shù)不小于2，并設有聯(lián)軸節(jié)磨損標尺。改造完成的鼓齒式聯(lián)軸節(jié)在上機裝配前須進行靜平衡試驗，安裝須按照寧波偉隆傳動機械有限公司標準執(zhí)行。

聯(lián)軸節(jié)與減速器輸出軸以及新改型輸出軸與輸出級齒輪間為過盈配合，應進行解體加熱套裝，具體安裝要求如下。

（1）安裝前，檢查所有零件的配合表面，去除毛刺，清洗防銹油脂，擦凈油污。

（2）首選冷裝方式，經(jīng)碼頭方允許后方可選擇熱裝方式;如果需要加熱，應采用緩慢均勻的油浴加熱方式，并確保油溫不超過130℃。

（3）保證起升卷筒端面與減速器之間角向跳動不超過0.50 mm，卷筒與減速器輸出軸徑向位移不超過0.30 mm，聯(lián)軸節(jié)與卷筒連接及端蓋緊固應采用強度性能等級為8.8級及以上的螺栓，扭緊力矩。

安裝完畢后，對起升卷筒和減速箱輸出軸實施同軸度檢測，并以起升卷筒軸線為基準，對起升卷筒端面實施垂直度檢測，同時進行100%載荷的靜力載荷測試。測試結(jié)果顯示：新改型的鼓齒式聯(lián)軸節(jié)在RTG運行過程中未出現(xiàn)松動或損壞，且相關部件未發(fā)生開裂、永久變形或油漆脫落等問題。

3 結(jié)束語

RTG起升卷筒直齒式聯(lián)軸節(jié)改造成帶磨損標尺的鼓齒式聯(lián)軸節(jié)后，應用效果顯著：一方面，起升卷筒與起升減速箱連接部位可根據(jù)工況的變化而變化，從而有效減輕聯(lián)軸節(jié)磨損;另一方面，鼓齒式聯(lián)軸節(jié)結(jié)構(gòu)便于維保人員實施檢查、拆卸、安裝等日常維保操作，有助于保障RTG作業(yè)安全。

（編輯：曹莉瓊 收稿日期：2019-05-24）