岸边桥式起重机起升减速箱安装问题研究

刘 鹏 王兴军

（上海振华重工（集团）股份有限公司，上海 200125）

在实际安装中，起升减速箱经常存在安装面达不到要求精度、安装尺寸误差超差等问题，这将会导致减速箱的传动性能降低，寿命缩短。严重地，减速箱箱体变形使得内部齿轮啮合间隙变化，从而对减速箱内部传动零件造成严重伤害，使得减速箱不能工作，许多项目发生过类似问题。安装后，如果不仔细检验或者放宽检验标准，而不加以纠正，则安装误差引起的质量隐患将潜伏在减速箱内部，导致减速箱内部的齿轮啮合间隙超差，齿测间隙、轴向游隙都将可能超差。

马来西亚马士基项目的起升减速箱安装曾经出现质量问题。按照图纸要求，安装基础底座是通过机械加工的，几个接触面的平行度误差为0.1mm。但是，实际情况做不到，工厂没有这么大的加工设备，也没有设计特殊的加工设备，而是通过改变制作工艺的方法去加工制作。本来是焊接完工后统一进行机械加工，改变制作工艺后，变成先对单个接触底板进行机械加工，然后焊接在底座上。焊接后的接触底板不能保证相互之间0.1mm的平行度。这样在安装时每个接触底板不在一个平面上，在螺栓紧固减速箱底座时，两者就会存在一定夹角，在这样的状况下，安装的减速箱不仅不牢固，还会在工作中发生明显震动。如果通过螺栓紧固力消除了夹角，则说明有强制变形发生。变形量越大，对减速箱危害越大。后来，这个项目的起升减速箱在保质期没到就出现噪音过大等现象，最后打开减速箱后发现，有些齿轮的轮齿已经严重磨损，到了报废的地步。

1 桥吊减速箱安装质量问题的原因

1.1 安装基础的接触底板制作形位公差精度不够

一是制作工艺不按照图纸要求；二是设计图纸向实际加工能力妥协，改变了正确的工艺顺序；三是为了调整减速箱的整体高度，增加垫板导致不规范安装。

1.2 安装基础接触底板的厚度和强度远远超过减速箱安装接触块的强度

一是安装基础底座材料强度高；二是安装底座厚度比减速箱安装接触块明显厚。

1.3 调整减速箱与其连接部件的相对位置关系时出现问题

一是调整与驱动电机相互位置关系时出现问题；二是调整与卷筒相对位置关系时出现的问题。

1.4 减速箱自身出厂时的安装基准面不准确

在减速箱的适当位置往往都有一个机械加工的基准面，它是安装时的基础参考面。如果这个参考面不精确或者在原厂家加工时不正确，后续安装会出现质量问题。

2 减速箱安装质量问题的不良后果

2.1 起升减速箱安装质量问题会导致使用状态不良

安装减速箱如果存在安装质量问题，首先会降低减速箱的正常能效发挥。减速箱安装质量很容易引起内部传动结构之间的间隙变化，使得齿轮之间的啮合情况发生不良变化，导致噪音超标、润滑油污染严重、更换润滑油的周期缩短等问题。

2.2 起升减速箱安装质量问题会降低减速箱的使用寿命

安装减速箱质量问题，如箱体变形等，导致减速箱内部的啮合关系发生突变，很容易造成对轮齿和轴承造成伤害。由于装配间隙受到箱体变形的影响，轴承与之相邻的隔套等间隙变化，轴承端面与轴线之间的垂直度发生不良变化，使得轴在转动时阻力增大。一方面，阻力来自轴承与轴之间，会缩短轴承的寿命。另一方面，阻力来自轴上齿轮之间的传动阻力，轮齿的啮合面啮合痕迹稍有变化，将导致传动阻力增加，损害轮齿面，久而久之，齿面点蚀磨损等问题会积聚，从而降低整个减速箱的寿命。

2.3 起升减速箱安装质量问题会影响码头生产效率

减速箱安装质量问题如果不能在工厂及时发现并纠正，问题将会带到码头使用现场。在使用过程中，经常会出现技术质量问题，需要不断停产停工来检修减速箱设备。这将严重影响码头现场的正常作业，影响码头生产的正常效益。

2.4 起升减速箱安装质量问题是潜在的安全隐患

减速箱安装质量问题出现后，如果不能及时纠正，在将来的使用过程中又不及时维护保养，会导致断齿、断轴、轴承卡死等现象，不利于码头的安全生产。

3 减速箱安装质量问题的分析

3.1 减速箱安装时基础底座形位精度不够

减速箱的安装基础底板本来要求焊接后通过机械加工保证，实际往往先加工单个底板，然后焊接。制作工序改变后，就不能保证加工精度，因为焊接变形量很大，安装基准底板通过焊接后很容易产生1mm的误差，但是形位公差的要求只有0.1mm左右，根本无法保证精度，在安装减速箱时势必不能保证两个接触面自然贴合。

3.2 减速箱自身的强度没有基础底座强度高

在紧固的过程中，减速箱的底座强度如果没有基础底座的强度高，通过高强螺栓进行紧固。第一种情况就是把两个本来不能贴合的面强行压紧贴合，使得强度弱的一方发生变形，如果减速箱发生变形，将改变其内部的各种精确项目配合。第二种情况是螺栓的扭力有限，减速箱和安装基础底座的强度过高，则通过螺栓压紧，没有完全消除原来接触面之间的自然夹角，会出现安装间隙，导致接触贴紧面有限，出现减速箱过量震动等情况。

3.3 减速箱自身的安装找正面、参考面有误差

如果在安装时没有发现这种问题，那么以这个面为基准安装的减速箱也会出现较大的偏差。这种安装误差只会导致减速箱整体偏斜，不会使得减速箱变形，也不会直接导致减速箱内部齿轮的啮合等问题。但是，它会影响与之配套的驱动电机和卷筒的安装，反过来影响减速箱。

4 减速箱安装质量问题的处理

一是针对减速箱基础底座底板精度问题，人们应该严格按照先焊接再机械加工的工艺流程来制作。目前，存在的问题是没合适的机械加工设备，在巨大的机房底座上进行加工。考虑工作数量多，问题严重，有必要订购或者自行改装特殊的移动式机械加工设备，从而保证基础底座的形位公差要求。

二是设计时减速箱底部的强度要高于减速箱底座基础的强度，安装底座的强度要保障减速箱在各种工况下能够正常运行。为了在分摊变形量时保护减速箱，不要把底座基础强度设计得太高，在满足各种工况使用的前提下尽量降低其强度。

三是在成本增加不大的前提下，应尽量提高减速箱底部的强度和整个箱体的外部强度。桥吊起升减速箱属于封闭式的精密机械设备，因此保证内部构件不受外界因素影响非常关键，这就对其正常运行的环境——箱体的稳定不变形有很高的要求。所以，人们应尽量降低成本，提高减速箱箱体的强度和稳定性。

5 结语

桥吊起升减速箱安装出现质量问题是非常常见的，国内项目的售后维修成本较低，但是桥吊产品的国外销量远比国内多，售后维修成本很高，因此解决桥吊起升减速箱的安装质量问题非常重要。人们可以通过减速箱全过程的质量控制，包括减速箱的进货开箱检验、中间过程的安装前准备、各种检测工具的校对、安装基础底座的技术参数测量和安装注意事项的通告等措施，来降低减速箱的安装故障率。

其中，减速箱开箱检验除了检验常规事项外，还可以检查减速箱的安装基准面是否遗漏。安装接触面尺寸报告需检查。在安装前需要检查检测设备是否在矫正期内、检查安装基础面的形位尺寸是否正确等。另外，调整减速箱整体高度涉及垫板问题，垫板的选材与尺寸都非常关键，在高强螺栓紧固的过程中要按照规范来操作，以免扭力过小或者过大等问题出现。总之，通过对安装前后多个环节的严格把控，可以减少桥吊起升减速箱的质量问题，从根本上逐步提升减速箱的安装质量，改善公司岸桥整机的工作性能，这对公司的产品形象以及用户码头的生产都具有重大意义。

[1]张烨.基于UG的减速器三维实体模型和运动仿真[J].内蒙古工业大学学报（自然科学版），2003，22（2）：153-156．

[2]张展.减速器选用手册[M].上海：上海科学技术出版社，2002：16.

[3]蔡春源.机械设计：齿轮传动[M].4版.北京：机械工业出版社，2007：65-66.

[4]胡小康.UG Nx4运动分析培训教程[M].北京：清华大学出版社，2005：29-31.

[5]郑津洋，董其伍，桑芝富.过程设备设计[M].北京：化学工业出版社，2001：3.

[6]候镇冰.机械设计制图手册[M].上海：同济大学出版社，1990：6.