聚氨酯緩沖裝置在場橋小車運行機構中的應用

徐露露

（連云港新東方國際貨柜碼頭有限公司，江蘇連云港 222000）

0 引言

場橋是港口行業的俗稱，準確的名稱是輪胎式集裝箱門式起重機，輪胎式集裝箱門式起重機（Rubber Tyre Gantry，RTG）簡稱集裝箱輪胎吊，是集裝箱碼頭堆場生產作業中重要的裝卸設備。由于輪胎吊具有靈活獨立的行走方式、不受場地軌道等因數限制、可以自由轉場、前期投入資金少等特點，被廣泛應用在眾多集裝箱碼頭及貨場。

場橋小車的運行工況強度較高，頻繁的啟動、制動、加速、減速，往往給小車變速箱連接軸帶來巨大的磨損于沖擊。長時間工作使連接軸套與螺栓之間產生較大形變，導致運行過程中多余沖擊力，可造成的小車電機防雨罩損壞、電機連接處斷裂、變速箱固定絲孔損壞等故障，直接影響到設備與生產安全。并且后期的維修工作較為復雜且成本較高。針對這一系列問題，變速箱連接軸改造方案亟待解決。

因此，在原有基礎上加長了小車與變速箱連接的力矩，在連接件中增加緩沖材料，以此來實現減小連接件受力，降低變速箱擺動幅度的目的。改造后的連接件更換簡單，并使維修成本大幅降低。

1 工作原理

場橋小車在作業過程中工作原理為：電機通過變速箱帶動行走輪沿軌道移動，從而達到集裝箱裝卸的制定位置。

圖1 小車與變速箱連接

連接件的作用在于變速箱的固定與力的傳導（圖1）。小車啟動或停止時所產生的力最終均會通過變速箱傳遞至連接軸處，所以小車變速箱連接機構的好壞，直接影響小車的運行狀態。

2 故障點分析和改造方案

2.1 變速箱力臂力分析與改造

當小車工作時，變速箱連接軸處的受力可以通過杠桿原理來分析：動力動力臂越阻力阻力臂。工作狀態下，在動力與動力臂不變的情況下，通過增加阻力臂長度，可以有效減小阻力，從而減小連接軸處受力、減小磨損（圖2）。

電機額定扭矩T=9549P/n。電機額定功率15 000 W，小車最大轉速1 760 r/min。所以，啟動力F啟動=9 54915 0001760=81 383 N。

圖2 變速箱連接機構改造前后示意

當小車減速時，速比i=額定轉速/輸出轉速，即輸出轉速越57.11 r/min，則終止力F終止=250 805 N。

改造后，變速箱連接的力臂長度從377.65 mm 增加到709.8 mm，通過計算可以得出，改造后的變速箱連接軸處受力可以減少47。

2.2 變速箱連接軸改造

改造前的變速箱連接方式采用連接板、球形軸承與螺栓硬連接（圖3）。通過改變其連接方式，在原來的連接件之間增加緩沖襯套（圖4），實現連接方式軟硬結合，可極大減輕各部件之間的碰撞與磨損。

襯套是對設備進行保護的部件。襯套不僅能減少軸承和軸座之間的磨損，還可以避免軸和孔之間的間隙增大、防腐蝕等作用,方便機械設備的維修、簡化設備的結構。

圖3 原變速箱連接機構示意

圖4 改造后變速箱連接機構示意

襯套的材質多是軟質的金屬、橡膠、尼龍及非金屬聚合物等，質地相對較軟、價格成本較低。在各種惡劣的工作環境中襯套可承受振動、摩擦和腐蝕來保護襯套中的部件，而襯套本身在損壞后易更換、成本低，不僅降低了后期的維修難度同時還降低了維修成本。

2.3 襯套緩沖材料性質分析及選取

襯套的使用范圍大，種類也比較多，選擇合適的襯套就必須考慮它的使用目的。襯套選型中主要考慮的條件是襯套需承受的壓力、速度、壓力速度乘積及載荷性質。另外，襯套的潤滑狀態也決定了它的使用效果和壽命。

3 種常見材料的性能對比見表1。

表1 3 種常見材料的性能對比見

綜合考慮改造后小車變速箱連接機構的工作環境，選擇聚氨酯作為連接軸處緩沖材料為最佳方案。

2.4 改造后維護與維修

原變速箱連接件使用年限為4年，更換時需對連接板至固定吊耳端整體進行更換。更換中需對其進行氣割、焊接等特種作業，作業中存在一定的安全隱患，費時、費力，且配件更換成本高。改造后的變速箱連接機構，只需定期檢查緩沖墊的使用情況，必要時更換緩沖墊即可，快速便捷。其余部件均無需更換，可實現永久使用，大大降低配件成本，省時省力。

3 結論

場橋小車變速箱連接機構改造后，從其實際使用情況來看，完全解決了因受力過大變速箱或連接件損壞等問題。改造后的連接機構在技術性能、維修保養及維護成本等方面都明顯優于改造前。該裝置改造后，整個系統直觀簡單，小車定位精準、迅速，系統故障率明顯降低。聚氨酯緩沖材料的應用，大大降低了維修人員的工作難度和強度，確保了部件出現問題時可第一時間發現，提高設備關鍵部位的安全性，保證了場橋的完好率，為集裝箱裝卸作業提供了良好的設備保障。