差動減速箱在福州港輕型岸橋上的應用

莊志忠，鄒澤昌

（福建船政交通職業學院機械工程系，福建福州 350007）

0 引言

岸邊集裝箱裝卸橋（以下簡稱岸橋）主要有起升、小車、俯仰、大車四大工作機構。其中，起升機構的作用是實現吊具與集裝箱升降運動[1]，由電機驅動經定軸圓柱齒輪減速箱降低轉速、增大扭矩，通過鋼絲繩卷筒進行卷揚動作。小車機構通常有牽引式驅動機構、自行式驅動機構與載重式驅動機構三種，以前二種方式比較普遍，牽引式驅動機構設在機器房下由電機驅動，經定軸圓柱齒輪減速箱驅動鋼絲繩卷筒，再經過小車鋼絲繩纏繞系統，由卷筒來牽引小車沿著大梁軌道作平移運動，自行式驅動機構設在小車上，由電機驅動經定軸圓柱齒輪減速箱直接驅動小車車輪，從而使小車沿著大梁軌道作平移運動[2-3]。就差動減速箱在某港輕型岸邊集裝箱裝卸橋上的運行原理及應用進行詳細分析，以便港口設備管理者了解掌握差動減速箱的運行疊加原理，更好地使用維護港口裝卸設備。

1 差動減速箱結構

振華3000 型岸橋采用的差動減速箱結構如圖1 所示，驅動端的輸入軸與起升或小車電機相聯，通過傳動齒輪軸與行星齒輪系的外齒圈嚙合，驅動行星齒輪，輸出軸1、輸出軸2 帶動2 個卷筒；驅動端的輸入軸2 與小車或起升電機相聯，通過傳動齒輪、太陽輪軸，驅動行星輪系的行星輪，輸出軸1、輸出軸2 帶動2 個卷筒，與此兩驅動端輸入軸相聯接的是起升還是小車電機與減速箱輸出端兩卷筒上鋼絲繩的繞向有關。當它們同時以各自所需地輸入不同的轉速時，行星輪系就將它們按一定的速比進行疊加，并在2 個卷筒上輸出相應的轉速和扭矩。

2 差動減速箱在福州港輕型岸橋上的應用原理

福州港青州碼頭輕型岸橋起升與小車運行鋼絲繩纏繞如圖2 所示，即2 組鋼絲繩分別從各自的卷筒1、2 的下端引出（此2組鋼絲繩引出方向與圖1 差動減速箱的輸入軸1 與輸入軸2 相聯的電機相關），經過導向滑輪，繞過小車滑輪和吊具上架滑輪后，再回到小車并固定系結。

當起升電機轉動時，卷筒1、2 的a 或b 旋向，起升或下降運動；當小車電機轉動時，卷筒1、2 的c 或d 旋向，小車前進或后退運動。當起升與小車電機同時轉動時，起升的同時小車向前運動（a+c）或向后運動（a+d），下降的同時小車向前運動（b+c）或向后運動（b+d），通過差動減速箱對運動的疊加，使吊具做升降運動的同時做水平運動。

圖1 差動減速箱結構

圖2 起升與小車運行鋼絲繩纏繞原理

3 差動減速箱的應用情況和效果

岸橋的起升、小車、俯仰、大車驅動機構是相互獨立的，為中大型岸橋上的各機構驅動型式。為了適應中小港口裝卸船的需要，在某港某泊位碼頭的1 臺輕型岸橋上采用了1 個有2 個自由度的差動減速箱代替了原起升、小車驅動機構中的定軸圓柱齒輪減速箱，起升與小車機構共用1 個差動減速箱，用疊加原理，把起升與小車運動疊加起來，使機構更加簡化。取消了常規岸橋專為小車運行的鋼絲繩纏繞系統、滑輪組和鋼絲繩液壓張緊系統等，節省了1 套小車驅動機構，不僅降低了成本，也大大減輕了對岸橋的維護保養工作量。福州可門華電儲運碼頭、福建可門物流碼頭及各火電廠碼頭的橋式抓斗卸船機，也大多采用差動減速箱進行機械差動替代了復雜電控調速系統的電差動，把起升、抓斗開閉與小車運動機械疊加起來，大大簡化了卸船機的機構。

4 差動減速箱的維護保養和應用前景

差動減速箱的關鍵部位是行星輪系，對制造質量、安裝及維護保養要求比較高，它將直接影響到減速箱在工作時運動的平穩性、散熱、噪音及嚙合時的接觸性能等一系列重要指標。在使用過程中，要有專門的強制性潤滑裝置，以保證它在工作當中能得到良好的潤滑和散熱。

隨著集裝箱航運的發展，一些原本以件雜貨和散貨為主的碼頭，逐步改為集裝箱多用途碼頭。內河集裝箱碼頭上的輕型岸橋越來越多，這些岸橋還可配備抓斗與吊鉤，利用差動減速箱可以減少常規牽引小車的鋼絲繩用量和滑輪組用量。繞繩系統簡潔，機構重量也有所減輕，其應用前景是巨大的。要充分熟悉差動減速箱的結構組成及工作原理，才能夠管好、用好、養好和修好機械設備。