01　港機減速裝置的失效形式（shì）
　　減速裝置是（shì）港口機械Z常（cháng）用的傳動（dòng）部件，在目前技術狀況下，所有（yǒu）的工作機構均需通過減速裝置以實（shí）現運動（dòng）速度和扭（niǔ）矩的正常傳遞。根據機（jī）構（gòu）工作要求不同，港口（kǒu）機械常采用臥式平（píng）行軸、立式行星和“三合一”傳（chuán）動等減速（sù）裝置。 　　雖然（rán）減速（sù）裝（zhuāng）置原理、構造簡單，但是在港機實際使（shǐ）用中，還是經常出現以下的典型失效形式。
　　傳動軸變形
　　主要發生在減速裝置的（de）高速軸。特別是變頻（pín）調速的傳動（dòng）係統（tǒng），經（jīng）常采用電機超頻（pín）特性以提高工作速度，在基頻或（huò）低頻狀態下，減（jiǎn）速裝置傳動軸運轉正常，當（dāng）電機超頻輸入高速度時，容易造（zào）成高（gāo）速傳動（dòng）軸變形而出現徑向（xiàng）擺動，甚至與透蓋擦碰打火等（děng）失效形（xíng）式，該現（xiàn）象且不（bú）受滿（mǎn）載或空載的影（yǐng）響。 　　傳動軸（zhóu）斷裂
　　港機（jī）減速裝置（zhì）斷軸已成為Z為常見的失效形式，對於小慣量機構，如：起升機構等，斷軸主要出現在高速級；對於大慣量機構，如：門座起重機的回轉機構、大車運行機構（gòu）等，斷軸主要出現在低速級。 　　齒輪（lún）粘合和斷齒
　　港機減速裝置齒輪粘（zhān）合（hé）和斷齒也是（shì）比較典型的失（shī）效形式。
　　齒輪粘合比較（jiào）多（duō）出現在減速裝置（zhì）承受單向齒輪（lún）齧合力（lì）的場合，像（xiàng）具有位能性載荷的起升機構。
　　斷齒主要有疲勞斷齒和衝擊斷齒，疲勞斷齒可能發（fā）生在任何一級傳動齒（chǐ）輪（lún），衝擊斷齒主要發生在（zài）低速級。 　　軸（zhóu）承失效
　　港機減（jiǎn）速（sù）裝置軸承失效主要表現為滾動體與滾道（dào）膠合，保持架碎爛（làn），其中高速級容易（yì）出現（xiàn）過熱和保持架碎爛，低速級容易出現潤滑（huá）不（bú）良至滾（gǔn）道膠合。 　　02　港機減速裝置的（de）失效機理
　　1.港口機械的特征
　　要分析港口機械減速裝置（zhì）的失效機理，應先（xiān）了解港口機械與其他起重機械相比所具有的特征。
　　工作特征
　　1）重複短時循環作業
　　工作過程中機（jī）電設備循環性的啟（qǐ）動、製動，正反方向運行；
　　2）快速高效作業
　　單位時間工作循環次數多，作業時間長；
　　3）多機（jī）構聯合作業
　　每一次作業任（rèn）務的完成需要（yào）多個機構協同工作。
　　抓（zhuā）鬥（dòu）門機作業循環如下圖： 　　受力特征
　　1）承受相對複（fù）雜的動載荷
　　由於港口機械重複短時循環（huán），頻繁的正反（fǎn）方向啟、製動，傳動係統不斷的加速、減速運動變換，造成由慣性載荷派生出的動載荷、衝擊載荷（hé）特性尤（yóu）其突出，且動載荷的變化幅度大，作用頻繁。
　　2）承（chéng）受大小變化的（de）位能性載荷
　　港（gǎng）口機械的起升機構是典型的位能性載荷，其作業方式、作用頻次和載荷大小還具有很大的不（bú）確定性和可變（biàn）性。
　　3）承受反複作用的循環載荷（hé）
　　循環載荷作用是港機的一個典（diǎn）型受力特征，重複短時反複作用，載荷曆程呈周期性，具有（yǒu）疲勞載荷的典型特性。
　　慣性特征
　　港口機械工作機構之間具有很大的慣性差異（yì），且在工作過程中均頻（pín）繁的起（qǐ）製動，頻繁加、減（jiǎn）速（sù）運行，造（zào）成其慣性載荷比較突出，且隨機作用，隨機變化。
　　2.起升減速裝置（zhì）失效分析
　　起升機構是起（qǐ）重機工作級別Z高的機構，承受位能性載荷，工作（zuò）速度變化範圍大，小慣量機構，減速裝置的失效主要為高速軸變形和斷裂，輪齒疲勞失效等。
　　高速軸變形和（hé）斷裂原（yuán）因
　　1）聯軸器不對中
　　附（fù）加徑向力： 　　綜合位移不對（duì）中示（shì）意圖： 　　2）製動輪質量偏心
　　附加離心力： 　　3）高速軸製（zhì）動慣性力矩
　　附加慣性（xìng）力矩： 　　這三種工況下的附加力的（de）大小均與速度（dù）密切相關，當減速裝置的（de）輸入（rù）轉速增加時，附加載荷將成平方關係增（zēng）加，當達到一定（dìng）程度時會造（zào）成輸入軸變形跳轉，甚（shèn）至斷裂。因（yīn）此采用4級電機並具有超頻調速工（gōng）況時，應控製輸（shū）入轉速小於2000r/min。
　　齒輪疲勞失效原因
　　1）抓鬥工況開閉機超載
　　抓鬥作業工況下，開閉繩（shéng）載荷不均勻係數有兩種選取（qǔ）方法，按老的教（jiāo）科書推薦取值為0.66，按《起重機設計規範-2008》推（tuī）薦，在變頻調速控製下，當抓鬥閉合時可檢測控製支持繩和開閉繩載（zǎi）荷均衡，係數可（kě）取值為0.55。但是在絕大多數情況下，抓鬥閉合時支持繩和開閉繩載荷並不能有效控（kòng）製在均衡狀態，從而造成（chéng）抓鬥開閉機傳動係統過載，致使減速裝置早（zǎo）期疲勞失效。
　　2）減速裝置使（shǐ）用係數的取值
　　減速裝（zhuāng）置使用（yòng）係數是將包括工作（zuò）級別、動載荷、衝擊、機構慣量、載荷性質、工作環境（jìng）等影（yǐng）響因素進行綜合考慮而取的一個安全係數，但實際上選型者對各個因素（sù）的認識差異，很難準確（què）把握各個因素的影響程度，從而造成使用係數取值（zhí）過大（dà）或過小，影響減速裝置（zhì）使（shǐ）用壽命。
　　3.回轉減速裝（zhuāng）置（zhì）失效分析
　　回轉機構是港口（kǒu）臂（bì）架起重機中的（de）重要工作機構，承受雙向回轉載荷作用，大速比、大慣量（liàng）。減速（sù）裝置（zhì）多采用立式行星（xīng）傳動，其失效主要為高速軸斷裂（liè），行星架損（sǔn）壞，低速軸（zhóu）斷裂，小齒輪斷齒等。在（zài）起重機所有的工作機構中，回轉傳動的故障出現Z多。
　　斷軸失效分析（xī）
　　1）高速軸斷軸原因
　　行星傳（chuán）動高速（sù）級斷軸主要是電機過載力矩所引起。在（zài）采用繞線電機驅動，切電阻調速的情況下，當機構啟動加速時（shí）間（jiān）過短，電機短時過載力矩很大，極限力矩聯軸器（qì）失效時，可能造成輸入軸（zhóu）斷裂。另外傳動係中聯軸器不對中也會增加斷軸影響。
　　2）低速軸（zhóu）斷軸原因
　　行星傳動低速級斷軸主要是由係統慣性力和衝擊載荷所引起，與電機正（zhèng）向傳動沒有關係。極限力矩聯軸器在反向傳動中對係統沒有任何（hé）保護作用，一方麵是由於慣性、衝（chōng）擊載荷作用時間短，可以迅速在係統低速級產生破壞；另外由於係統具有彈性，速比又較大，所以慣性、衝擊載荷還來不及（jí）傳到聯軸器（qì），低速級的某些（xiē）部件可能早（zǎo）已經損壞（huài）了。
　　齒輪及行星（xīng）架（jià）失效分析
　　1）輸出軸小齒輪斷齒原因
　　行星傳動輸出小齒輪（lún）與大齒圈齧合的齒側間隙過大或過小時（shí），會（huì）造成回轉衝擊（jī）或齒（chǐ）輪咬合，特別是正反向反複（fù）作用時（shí）從而造成小齒（chǐ）輪斷齒失效，外（wài）載荷來源主要是慣性力。
　　2）傳動齒輪及行星架（jià）失效（xiào）原（yuán）因
　　行星傳動有中心齒（chǐ）輪（lún）、行星齒輪和行星架。港機使用的行星減（jiǎn）速裝置（zhì）中心齒輪、行星齒輪（lún）和行星架的失效基（jī）本與低速軸的失效同行，受反向傳動載荷影響比（bǐ）較大。相對於中心齒輪（lún），行（háng）星（xīng）齒輪和行星架更弱一些，總是Z先損壞。
　　關於極限力矩聯軸器的保（bǎo）護作用
　　極限力矩聯（lián）軸器是（shì）為了保護回轉傳動係統在事故性超載狀態下不發生破壞，通常安裝在傳統動係統的高速端，計算極限摩擦力矩為1.1Mmax(電機Z大驅動力矩）。從港口起重機的實際使用情況看，極限力矩聯軸（zhóu）器隻能對（duì）電機正向輸入力矩起到限製作用（yòng），從而保護減速傳動裝置的高速級。對於造成減速傳動裝（zhuāng）置主要失效的（de）的製動慣性力，衝擊力（lì），事實上起不到保護作用，因此，可以考慮對於變頻（pín）調速的驅動係統取消（xiāo）回轉極（jí）限（xiàn）力矩限製器（變頻電機的輸出（chū）力矩可由變（biàn）頻器控製）。
　　4.“三合一”傳動裝置（zhì）失效分（fèn）析
　　三合一傳動大量使用在港口機（jī）械的運行機構中，通過多台套進行（háng）分別驅動，也經常出現斷軸失效。
　　由於運行不同步造成（chéng）的斷軸
　　港機大車運行不（bú）同步（bù）總是存在的，如果（guǒ）傳動裝置的載荷長期處於分配不均勻狀態，容易造成驅動單元損壞，特別是大跨度的軌（guǐ）道龍門吊。
　　由於（yú）安裝方式不正確造成的斷軸
　　對於具有（yǒu）回轉慣性衝擊載荷的門座起重機，“三合一（yī）”傳動的大車驅動單元若采取底座式（shì）安（ān）裝，由於不能吸收回轉振動（dòng）和衝擊（jī），補償沿軌道方向的運動，將會造成減速裝置（zhì）漏油、斷軸等損壞。所（suǒ）以大車“三合一”傳動必須（xū）采用浮動安裝，並（bìng）具有吸收振（zhèn）動衝擊的措施。
　　03　港機減速裝置的選型與安全應（yīng）用
　　1、減速裝置的（de）選型
　　選型方法
　　減速裝置的選型參數：高速軸輸入轉（zhuǎn）速、輸入功率和傳動比；
　　驗算參數（shù）：輸（shū）出軸的徑（jìng）向力。
　　通常是根據輸入轉速、傳動比選取許用輸（shū）入功（gōng）率，再（zài）考慮一個使用係數使其大於計算功率。
　　使（shǐ）用係數的取值
　　1）通用設計取值原則
　　使用（yòng）係數是減（jiǎn）速裝置選型中可變（biàn）性比較大的參數，它（tā）包含（hán）三個影響因素，即工作時間、起製動頻數和慣性增加係數（所有（yǒu）外部轉動（dòng）慣量與電機轉動慣量之比），將各自的影響按權重大小取值獲得Z終的使用係數值。這些都是從通用設計原則來（lái）考利的，對任何機械都適用。
　　2）針對港口機械的適（shì）用性（xìng）取值
　　減速傳（chuán）動裝置沒有港機專（zhuān）用的設（shè）備，針對港口機械的（de）構造、作業和受力特征，應考量其實用性取值。除遵循通用設計取值原（yuán）則外，還應（yīng）該考（kǎo）慮：使用環境（jìng）（溫度條（tiáo）件）、載荷（hé）狀態（散貨抓鬥、集裝箱、件雜貨作業）、載荷性質（位能性、平移性）、運行方（fāng）向（單向、雙（shuāng）向），充分了解和準確把握對（duì）象機型的使用工況（kuàng）條件和特點，做到（dào）盡可能合理選擇。如門座起重機，起升、回轉機構的使用係（xì）數要（yào）取到1.5~2左右，變幅在1.2~1.4、大車運行1.1~1.3之間。
　　減速（sù）器各級傳動應該是（shì）按等（děng）強（qiáng）度原理設計，但實（shí）際考利到係列成組有（yǒu）一個覆蓋原則，從而造成減速箱不同級的強度富餘量的差異，故在相（xiàng）同的使用條（tiáo）件下，有些傳動部件出現提前失效情況，選型時應考（kǎo）慮到。
　　2、減速傳動（dòng）裝置的安全使用
　　減速傳動裝置作為港口起重（chóng）機的Z基礎部件，其狀態對整機的正常工作和安全都會帶來直接的影響，從目前發（fā）生失效的案列看，除了設計選型等方麵的問題外，安全（quán）使用（yòng）也是一個很重要的方麵。
　　（1）起重負荷的檢測與控製
　　超負荷（hé）限（xiàn）製器（qì）是（shì）檢（jiǎn）測和控製起重機工作（zuò）載荷的保護裝（zhuāng）置，應該保持要求的精度和正確的檢測方法。抓鬥起重機（jī）起升繩和開閉（bì）繩的負荷應（yīng）獨立檢測和（hé）分別統計，嚴格控製開閉繩的（de）超（chāo）負荷。超負荷限製器也要正確判斷動載峰值和（hé）工作超載荷，做到合理（lǐ）避峰和限製超載（zǎi）荷。
　　（2）傳動速度的檢測與控製
　　減速裝置輸入、輸出速度的穩定（dìng）和正確，是影響傳動係統及（jí）減速裝置（zhì）工作安全的重要因素。對減速裝置輸入、輸出速度應進行有效實時監（jiān）測（cè）和控製，對4級變頻電機（jī）超頻的調速範圍應嚴（yán）格控製（zhì），如超過2000r/min必須采取包括動平衡試驗等相應（yīng）措施。位能性（xìng）工作機構（gòu）超速是Z危（wēi）險的事故，應（yīng）嚴格控製（zhì）和（hé）避免。對係統輸出速度的檢測應獨立（lì）於輸入端的檢測，並進行各自獨立（lì）的控製。
　　（3）動載（zǎi）荷峰值（zhí）的檢測與控製
　　動載荷峰（fēng）值主要出現在工作機構的啟動和製動階段，對於大慣量機構動載荷的峰值應該采取控製措（cuò）施。
　　如港（gǎng）口門座起重機的回轉機構，有變頻調速，有切電（diàn）阻調速控製（zhì）方式。啟動時可通過控製啟動加速時間和電機（jī）的輸出扭矩有效削減（jiǎn）動（dòng）載荷峰（fēng）值，但製動時主（zhǔ）要（yào）是通過製（zhì）動裝置消耗係統的能量，製動時間由司機控製所以難免會出（chū）現動載峰值（zhí）過大造成傳動（dòng）部件受損。所以對門機回轉機構應盡量采用變頻調速控製，變頻變力製動。
　　若在進行製動（dòng）操作時能檢測係統的運行速度，結合係統質量，在設定的製動時間範圍內給以合適的製動（dòng）操（cāo）作力，從而實（shí）現智能製動，將會有效（xiào）的防止係統過載，保護（hù）傳動裝置免受損壞。