用于集装箱起重机的轮式行星齿轮箱

集装箱起重机是任何集装箱码头中作业量最大、最引人注目的设备——而行走转向架驱动装置则是决定起重机能否在盐雾侵蚀的海洋环境中，在长达20年的使用寿命内保持额定循环频率的关键部件。 轮驱动行星齿轮箱 安装在每辆行走转向架上的齿轮箱必须能够精确控制龙门架的定位速度，承受不平整的钢轨接头和码头地面不平整带来的结构冲击载荷，并在盐雾、冷凝和风雨持续不断的恶劣环境下，在两次计划维护之间运行8000小时。韩国永力动力为所有三大集装箱起重机系列——岸桥起重机（STS）、轮胎式龙门起重机（RTG）和轨道式龙门起重机（RMG）——提供轮毂安装式行星齿轮箱，输出扭矩从50000牛米到280000牛米不等，并标配船用级防腐蚀保护。

三大集装箱起重机系列——驱动要求及区别

岸桥式起重机（STS）： 这些起重机是码头中最大、效率最高的起重机，作业跨距为 50 至 72 米，吊具起重能力为 50 至 100 吨。岸桥起重机采用轨道式支腿，每条支腿配备两个行走转向架——通常每台起重机共有四个转向架，每个转向架承载两到四个驱动轮。起重机在船舶泊位之间进行龙门架重新定位时，运行速度可达 45 米/分钟（2.7 公里/小时）。标准轨距为 15.24 米（50 英尺）至 30.5 米（100 英尺）。每个驱动轮的轮载为 80 至 150 千牛，具体取决于起重机等级和负载情况。转向架驱动齿轮箱的输出扭矩要求为每个驱动轮 80,000 至 280,000 牛米。

轮胎式龙门起重机（RTG）： 轮胎式龙门起重机（RTG）是大多数现代化集装箱码头的主要堆场起重机类型。它依靠充气轮胎在铺设好的堆场地面上行驶，而非轨道上，这使其能够在不受基础设施限制的情况下灵活地在不同堆场区域之间重新定位。RTG起重机可处理20英尺和40英尺的集装箱，这些集装箱可堆叠4至6层，分布在6至8排集装箱上。其在堆场内重新定位的行驶速度可达30米/分钟（1.8公里/小时）。每个行走轮均由轮毂安装的行星齿轮箱和交流电机独立驱动——这是现代码头中最常见的驱动配置——每个驱动轮的输出扭矩为50,000至120,000牛米。

轨道式龙门起重机（RMG）： 轨道式龙门起重机服务于自动化集装箱码头和高密度人工码头，在这些码头，与轮胎式龙门起重机（RTG）相比，其精准定位和更低的轮胎维护成本等运营优势使其固定轨道基础设施更具优势。轨道式龙门起重机可在地面轨道上运行，也可架设在钢结构门式框架上。轨道轨距范围从6米（堆垛起重机跨度）到35米（转运码头跨度）。在全自动码头中，为了达到吞吐量目标，起重机必须在40秒内完成整个堆场长度的作业，因此其运行速度可达150米/分钟（9公里/小时）。轨道式龙门起重机的高速运行需要格外注意齿轮比的优化——一台以9公里/小时的速度运行、车轮直径为630毫米的起重机，其变速箱输出转速约为75转/分钟，这与低速的轮胎式龙门起重机（RTG）应用相比，对齿轮比和电机的选择提出了不同的要求。

海洋环境工程：超越IP67标准

IP67防护等级标准——足以满足内陆港口和建筑工地应用的需求——只是集装箱起重机行走轮的最低要求，本身并非充分的防护等级。海港环境的腐蚀模式与IP67主要针对的淡水和粉尘环境有着本质区别：

同步多转向架运行：比例匹配和载荷分配

一台配备四个行走转向架、每个转向架有两个驱动轮的集装箱起重机，其八个独立驱动的轮-齿轮箱-电机组件同时运行。龙门架的运行要求所有八个车轮在严格的公差范围内保持相同的线速度——任何速度偏差都会在钢轨轮缘或轮胎上产生侧向推力，导致加速磨损、结构应力，在极端情况下，甚至会导致起重机支腿倾斜，从而触发安全联锁装置并停止作业。

齿轮比公差： 对于轨距为 15.24 米、轨缘间隙为 12 毫米、转向架轴距为 2.4 米的起重机，其龙门架运行过程中最快和最慢驱动轮之间的允许速度差约为 0.15%。这对应于所有八个齿轮箱的齿轮比公差为 ±0.08%。韩国永力动力公司通过匹配齿轮比制造工艺实现了这一规格——同一台起重机的所有齿轮箱均使用相同的滚齿和磨削装置进行研磨，使其齿轮比公差达到 ±0.05%，并在装配后通过精密旋转计数测试验证齿轮比。

转向架间载荷分配： 在平整、维护良好的码头地面上，各转向架之间的载荷分配大致相等。然而，在实际应用中，码头地面会存在各种不平整之处，例如沉降裂缝、接缝台阶以及轮胎车辙（例如轮胎式龙门起重机上的车辙），这些都会导致单个转向架实际承受的牵引力远超其理论份额。韩国永力（Korea Ever-Power）行走驱动齿轮箱的额定载荷是理论平均转向架载荷的1.5倍，从而在不超出齿轮箱额定容量的情况下，为应对这些动态载荷变化提供足够的裕量。

自动化终端要求： 全自动RTG和RMG起重机在自动化集装箱码头中使用安装在变速箱输入端的行走驱动电机轴上的绝对位置编码器，以便向码头操作系统提供精确的龙门位置反馈。韩国Ever-Power公司为自动化码头应用提供的变速箱，其电机输入端面预装了编码器安装法兰，兼容起重机自动化系统中使用的所有主流伺服编码器类型。

电气化与能量回收：现代RTG行走驱动装置

过去十年，将柴油动力轮胎式龙门起重机改造为电力驱动（无论是通过电缆卷筒并网还是采用带储能的混合动力）一直是集装箱码头电气化改造的主要资本升级项目。行走驱动齿轮箱不受动力源变化的影响，但从液压驱动过渡到电力驱动后，电机接口和控制要求会发生显著变化：

变频驱动集成： 现代电动RTG行走驱动装置采用由VFD驱动器控制的变频交流电机，可实现从蠕行速度（用于在集装箱堆垛下进行精确定位）到全速移动的无级调速。VFD电机在整个行走速度范围内以50至1500 rpm的转速运行，根据车轮直径和最大行走速度的不同，所需的齿轮箱速比为15:1至40:1。韩国Ever-Power WD系列电动起重机行走齿轮箱配备预先匹配电机机架尺寸的电机适配器法兰——IEC 200至IEC 315涵盖了RTG行走电机从每轮15 kW到75 kW的整个功率范围。

再生制动能量回收： 满载的轮胎式龙门起重机以 30 米/分钟的行走速度减速时，会积累大量的动能用于能量回收。采用变频器驱动的行走电机在能量回收模式下，可在减速过程中回收 15 至 25% 的行走能量，并将其返回直流母线，供起升机构或小车驱动装置立即使用。这种能量回收能力会对行走驱动齿轮箱施加反向扭矩负载——齿轮箱必须在减速过程中以与加速过程中相同的效率将扭矩从车轮传递到电机。韩国 Ever-Power 行走驱动齿轮箱的额定功率足以承受相同的正反向扭矩，无需降额。

防滑牵引力控制（RTG）： 在潮湿或受污染的场地表面（例如燃油泄漏、雨水落在光滑混凝土上、轮胎橡胶沉积物）上作业的RTG起重机，在上坡加速过程中可能会出现车轮打滑现象。现代码头管理系统采用逐轮扭矩监测和防滑控制，通过限制单个车轮的扭矩来保持抓地力。行走驱动齿轮箱输入轴转速传感器提供打滑检测信号。韩国Ever-Power RTG行走驱动齿轮箱在电机适配器法兰上标配霍尔效应传感器，可与所有主流起重机防滑控制系统兼容。

维护策略：最大限度地提高高利用率起重机的可用性

为什么起重机制造商和码头运营商选择韩国永动力？

韩国永力公司也生产配套产品。 履带驱动行星齿轮箱 该系列产品用于同一码头环境中的轨道式堆垛起重机和自动导引车轨道驱动装置——为采购团队提供单一供应商，可满足整个码头设备车队的轮式驱动和轨道式驱动行星齿轮箱的需求。

集装箱起重机行走驱动装置的常见故障模式及预防方法

由 Cxm 编辑