Planétová prevodovka s pohonom kolies pre kontajnerové žeriavy

Žeriavy na manipuláciu s kontajnermi predstavujú najobjemnejšie a najviditeľnejšie zariadenia v každom kontajnerovom termináli – a pohon pojazdného podvozku je komponent, ktorý určuje, či si žeriav dokáže udržať svoju menovitú cyklickú frekvenciu počas 20-ročnej životnosti v morskom prostredí so slaným vzduchom. planétová prevodovka pohonu kolies namontované v každom pojazdnom podvozku musia poskytovať presnú reguláciu rýchlosti pre polohovanie portálu, odolávať štrukturálnym rázovým zaťaženiam spôsobeným nerovnými spojmi koľajníc a nerovnosťami povrchu nábrežia a prevádzkovať 8 000 hodín medzi plánovanými údržbárskymi zásahmi v prostredí, kde sú soľná hmla, kondenzácia a dážď hnaný vetrom nepretržité a nie len príležitostné. Spoločnosť Korea Ever-Power dodáva planétové prevodovky montované na náboje pre všetky tri hlavné rodiny kontajnerových žeriavov – STS, RTG a RMG – s výstupnými krútiacimi momentmi od 50 000 Nm do 280 000 Nm a štandardnou ochranou proti korózii pre námorné použitie.

Tri rodiny kontajnerových žeriavov – požiadavky na pohon a rozdiely

Portálové žeriavy pre nakládku a vykládku lodí (STS): Najväčšie a najproduktívnejšie žeriavy v každom termináli s dosahom 50 až 72 metrov a nosnosťou 50 až 100 ton pod rozperným zariadením. Žeriavy STS sa pohybujú na koľajnicových nohách s dvoma pojazdnými podvozkami na nohu – zvyčajne štyri podvozky na žeriav, pričom každý podvozok nesie dve až štyri hnané kolesá. Žeriav sa pohybuje rýchlosťou až 45 m/min (2,7 km/h) pri premiestňovaní portálu medzi lodnými priestormi. Štandardná šírka rozchodu koľajníc je od 15,24 m (50 stôp) do 30,5 m (100 stôp). Zaťaženie kolies na hnané koleso dosahuje 80 až 150 kN v závislosti od triedy žeriavu a stavu zaťaženia. Požadovaný výstupný krútiaci moment prevodovky pohonu podvozku sa pohybuje od 80 000 do 280 000 Nm na hnané koleso.

Portálové žeriavy na pneumatikách (RTG): Žeriavy RTG, dominantný typ dvorových žeriavov vo väčšine moderných kontajnerových terminálov, sa pohybujú na pneumatikách po spevnených povrchoch dvorov – nie po koľajniciach – čo im dáva flexibilitu pri premiestňovaní medzi dvorovými blokmi bez obmedzení infraštruktúry. Žeriavy RTG manipulujú s 20-stopovými a 40-stopovými kontajnermi naskladanými po 4 až 6 kusoch na 6 až 8 radoch kontajnerov. Rýchlosť pojazdu pri premiestňovaní na dvore dosahuje 30 m/min (1,8 km/h). Každé pojazdové koleso je nezávisle poháňané planétovou prevodovkou namontovanou na náboji a striedavým motorom – najbežnejšou konfiguráciou pohonu v moderných termináloch – s výstupnými krútiacimi momentmi 50 000 až 120 000 Nm na poháňané koleso.

Portálové žeriavy montované na koľajnice (RMG): Portálové žeriavy montované na koľajnice slúžia automatizovaným kontajnerovým terminálom a manuálnym terminálom s vysokou hustotou prevádzky, kde je pevná železničná infraštruktúra opodstatnená prevádzkovými výhodami presného polohovania a nižších nákladov na údržbu pneumatík v porovnaní s RTG. Žeriavy RMG jazdia po koľajniciach na úrovni zeme alebo vyvýšených na portálových rámoch z konštrukčnej ocele. Rozchody koľajníc sa pohybujú od 6 m (rozpätia stohovacích žeriavov) do 35 m (rozpätia prekladacích terminálov). Rýchlosti pojazdu dosahujú 150 m/min (9 km/h) v plne automatizovaných termináloch, kde žeriav musí prekonať celú dĺžku bloku za menej ako 40 sekúnd, aby sa udržali cieľové hodnoty priepustnosti. Vyššie rýchlosti pojazdu žeriavov RMG vyžadujú starostlivú pozornosť pri optimalizácii prevodového pomeru – žeriav pohybujúci sa rýchlosťou 9 km/h s priemerom kolesa 630 mm vyžaduje výstupnú rýchlosť prevodovky približne 75 ot./min, čo kladie iné požiadavky na prevodový pomer a výber motora ako aplikácia RTG s pomalšou rýchlosťou.

Námorné prostredie: Nad rámec štandardu IP67

Štandardná ochrana proti vniknutiu IP67 – špecifikácia, ktorá postačuje pre aplikácie vo vnútrozemských prístavoch a na staveniskách – je minimálnou hranicou pre pojazdné podvozky kontajnerových žeriavov, sama o sebe však nie je dostatočnou špecifikáciou. Prostredie námorných prístavov si vyžaduje režimy korózneho napadnutia, ktoré sa kvalitatívne líšia od prostredia so sladkou vodou a prachom, na ktoré bola ochrana IP67 primárne navrhnutá:

Synchronizovaný pohyb viacerých podvozkov: prispôsobenie prevodových pomerov a rozdelenie zaťaženia

Kontajnerový žeriav so štyrmi pojazdnými podvozkami a dvoma poháňanými kolesami na podvozok má osem nezávisle poháňaných zostáv koleso-prevodovka-motor, ktoré pracujú súčasne. Pohyb portálu vyžaduje, aby všetkých osem kolies udržiavalo rovnakú lineárnu rýchlosť v rámci prísnych tolerancií – akýkoľvek nesúlad rýchlosti generuje bočnú axiálnu silu na okolku koľajnice alebo pneumatiku, ktorá spôsobuje zrýchlené opotrebovanie, štrukturálne namáhanie a – v extrémnych prípadoch – skreslenie nohy žeriavu, ktoré spúšťa bezpečnostné blokovania a zastavuje prevádzku.

Tolerancia prevodového pomeru: Pre žeriav s rozchodom koľajníc 15,24 m, svetlou svetlou plochou koľajnice 12 mm a rázvorom podvozku 2,4 m je povolený rozdiel rýchlosti medzi najrýchlejším a najpomalším poháňaným kolesom počas pohybu portálu približne 0,15%. To zodpovedá tolerancii prevodového pomeru ±0,08% vo všetkých ôsmich prevodovkách. Spoločnosť Korea Ever-Power dosahuje túto špecifikáciu vďaka výrobe so zladenými prevodovými pomermi – všetky prevodovky dodávané pre jeden žeriav sú brúsené na spoločnú toleranciu prevodového pomeru ±0,05% s použitím rovnakého nastavenia na odvaľovanie a brúsenie ozubených kolies, pričom pomer sa po montáži overuje presnou skúškou počtu otáčok.

Rozdelenie záťaže medzi podvozky: Na rovnom, dobre udržiavanom povrchu je rozdelenie zaťaženia medzi poháňané podvozky približne rovnaké. V praxi sa na povrchoch nábrežia vytvárajú nerovnosti – trhliny v usadení, schody v spojoch, v prípade RTG vyjazdené koľaje pneumatík – ktoré spôsobujú, že jednotlivé podvozky nesú výrazne viac, ako je ich teoretický podiel na celkovej ťažnej sile. Prevodovky pohonu pojazdu Korea Ever-Power sú dimenzované na 1,5-násobok teoretického priemerného zaťaženia podvozku, aby sa zabezpečila rezerva proti týmto dynamickým zmenám zaťaženia bez toho, aby sa prevádzkovala nad menovitou kapacitou prevodovky.

Požiadavky na automatizovaný terminál: Plne automatizované žeriavy RTG a RMG v automatizovaných kontajnerových termináloch používajú absolútne polohové snímače na hriadeli motora pohonu pojazdu – namontované na vstupe prevodovky – na poskytovanie presnej spätnej väzby o polohe portálu pre operačný systém terminálu. Prevodovky Korea Ever-Power pre automatizované terminálové aplikácie sa dodávajú s vopred opracovanými montážnymi prírubami snímača na vstupnej strane motora, ktoré sú kompatibilné so všetkými hlavnými typmi servo snímačov používaných v automatizačných systémoch žeriavov.

Elektrifikácia a rekuperácia energie: Moderný cestovný pohon RTG

Prechod dieselových žeriavov RTG na elektrický pohon – buď pripojený k sieti pomocou káblového navijaka, alebo hybridný s akumuláciou energie – bol dominantným programom kapitálových investícií v elektrifikácii kontajnerových terminálov za posledné desaťročie. Prevodovka pohonu pojazdu nie je zmenou zdroja energie ovplyvnená, ale požiadavky na rozhranie motora a riadenie sa pri prechode z hydraulického na elektrický pohon výrazne vyvíjajú:

Integrácia meniča frekvencie: Moderné elektrické pohony žeriavov RTG používajú striedavé motory s premenlivou frekvenciou riadené meničmi frekvencie (VFD), ktoré umožňujú plynulú reguláciu rýchlosti od plazivej rýchlosti (pre presné lokalizovanie pod stohmi kontajnerov) až po plnú rýchlosť premiestňovania. Motor s VFD pracuje pri rýchlostiach od 50 do 1 500 ot./min. v celom rozsahu rýchlosti pojazdu, čo si vyžaduje prevodové pomery od 15:1 do 40:1 v závislosti od priemeru kolesa a maximálnej rýchlosti pojazdu. Prevodovky Korea Ever-Power WD pre aplikácie elektrického žeriavového pojazdu sa dodávajú s adaptérovými prírubami motora, ktoré sú vopred prispôsobené špecifikovanej veľkosti rámu motora – normy IEC 200 až IEC 315 pokrývajú celý výkonový rozsah motorov žeriavov RTG od 15 kW do 75 kW na koleso.

Rekuperácia brzdnej energie: Plne zaťažený žeriav RTG spomaľujúci z rýchlosti 30 m/min má k dispozícii značnú kinetickú energiu na rekuperáciu. Pojazdové motory poháňané frekvenčným meničom (VFD) pracujúce v regeneratívnom režime dokážu počas spomaľovania rekuperovať 15 až 251 TP3T energie pojazdu a vrátiť ju do jednosmernej zbernice na okamžité opätovné použitie pohonmi kladkostroja alebo vozíka. Táto regeneračná schopnosť zaťažuje prevodovku pohonu pojazdu spätným krútiacim momentom – prevodovka musí prenášať krútiaci moment z kolesa na motor počas spomaľovania rovnako efektívne ako z motora na koleso počas zrýchľovania. Prevodovky pohonu pojazdu Korea Ever-Power sú dimenzované na rovnaký krútiaci moment vpred aj vzad bez zníženia výkonu.

Protipreklzová kontrola trakcie (RTG): Žeriavy RTG prevádzkované na mokrých alebo znečistených povrchoch dvorov – rozliate palivo, dážď na hladkom betóne, usadeniny gumy z pneumatík – môžu počas zrýchľovania z pokoja na stúpajúcich svahoch zaznamenať preklzovanie kolies. Moderné systémy riadenia terminálov implementujú monitorovanie krútiaceho momentu na každom kolese a protišmykovú reguláciu, čím obmedzujú krútiaci moment jednotlivých kolies, aby sa udržala adhézia. Snímač otáčok vstupného hriadeľa prevodovky pojazdu poskytuje signál detekcie preklzu. Prevodovky pojazdu Korea Ever-Power RTG obsahujú štandardný terč Hallovho snímača na prírube adaptéra motora, ktorý je kompatibilný so všetkými hlavnými systémami protišmykovej regulácie žeriavu.

Stratégia údržby: Maximalizácia dostupnosti vysokovyužívaných žeriavov

Prečo si výrobcovia žeriavov a prevádzkovatelia terminálov vyberajú spoločnosť Korea Ever-Power

Spoločnosť Korea Ever-Power vyrába aj doplnkové planétová prevodovka s pohonom pásov séria používaná v koľajnicových stohovacích žeriavoch a automaticky riadených koľajnicových pohonoch vozidiel v rovnakom terminálovom prostredí – čím sa obstarávacím tímom poskytuje jeden dodávateľ planétových prevodoviek s pohonom kolies aj koľají pre celý vozový park terminálových zariadení.

Bežné poruchové režimy pohonov kontajnerových žeriavov a ako im predchádzať

Upraviť používateľom Cxm