物流设备网导读：起重机械核心的部件是卷扬机构、回转机构、变幅机构及行走机构。这些机构大多采用定轴齿轮减速器。这种减速器存在体积大、质量大、效率低和噪声高等缺陷，制约了起重机械向大吨位、高性能、率和高可靠性方向发展。

本文从行星减速器的结构特点及在起重机上的应用角度，探讨研究零部件的轻量化技术，以推广行星减速器的应用，实现起重机械轻量化目标。

一、特点分析

（1）行星减速器优点

行星传动减速器与普通定轴减速器相比，具有体积小、质量小、结构紧凑、承载能力高等优点。其每组行星单元有3～7个行星齿轮，可进行载荷分流；它采用内齿轮传动，径向尺寸小，承载能力高，输入与输出轴共轴线，大大减小了长度尺寸；其齿轮壳体采用内齿圈设计，替代了定轴减速器的庞大箱体。

行星传动有附加运动，能容易地实现较大的传动比，采用对称的分流传动结构，有利于提高传动效率。由于行星齿轮均匀分布，能使惯性力相互平衡，故行星减速器运动平稳，抗冲击和振动能力较强。

（2）行星差速传动减速器

重型起重机减速器一般采用多级行星差速传动减速器。一般行星传动采用多级行星串联传动，靠末级行星传动承担载荷输出。如图1所示，载荷输出由末级行星架与卷筒连接并输出时，末级行星传动的体积会很大。而行星差速传动能将多级行星单元共同传动到齿圈输出，如图2显示的是3级行星齿轮都传递到齿圈共同输出，图3显示的是齿圈与卷筒连接并输出。当行星差速传动减速器与一般行星传动减速器制造和工作条件相同时，行星差速传动减速器质量能减轻20%以上。因此行星差速传动是减速器轻量化的关键技术，其与定轴齿轮减速器参数对比如附表所示。

（3）硬齿面齿轮热处理

采用硬齿面齿轮传动替代软齿面或中硬齿面齿轮传动，在一定范围内可使减速器轻量化。对外齿轮采用**渗碳钢并经渗碳淬火处理，表面硬度可达到58～62 HRC，与调质齿轮比较接触强度成倍增长，而弯曲强度比调质齿轮约增加50%以上。对内齿轮采用高级合金结构钢并经调质、氮化处理后，心部硬度可达270～310 HB，表面硬度可达550～700 HV，齿面接触强度明显提高，能承担更大的载荷。资料介绍，某轧机减速器用硬齿面齿轮替代调质齿轮后质量减轻40%，减速器速度成倍度提高。

（4）齿轮修形

为了减小啮合冲击，改善齿面润滑状态，降低啮合噪声，需对齿轮的齿形和齿向进行修整。如需改善某些高速齿轮啮合质量，还应增大齿轮的齿高系数，以使其弯曲变形会更大。对承载能力高、精度等级高的硬齿面齿轮采用齿轮齿形和齿向修形技术，不仅能提高齿轮接触精度和啮合质量，还能提高许用节圆线速度40%左右。

（5）新材料应用

随着上述硬齿面齿轮的采用，齿轮的材料也发生了较大变化，与常用的20CrMnTi比较，在硬齿面齿轮材料中，20CrMnMo材料抗拉强度、冲击值提高10%，17Cr2Ni4材料抗拉强度、冲击值提高30%，采用42CrMo整体锻造的行星架比铸造或组合的行星架质量减轻30%以上。采用增加淬透性的材料，也有助于提高大模数齿轮的心部硬度，从而提高大模数齿轮的弯曲强度。此外，可采用新型粉末冶金多摩擦片式制动替代尺寸庞大的带式制动或钳盘式制动。

二、技术研究

（1）啮合参数的选择

在行星齿轮计算中啮合角或变位系数的选择，对减速器的承载能力、使用寿命、减小尺寸和减轻质量特别重要，在常用传动形式（NGW）传动中，外啮合的接触强度和弯曲强度低于内啮合。在保证外齿轮啮合重合度及齿顶变尖等条件限制的情况下，合理选择齿轮啮合角和变位系数是减速器轻量化的有效途径。

（2）新型均载结构

行星传动减速器每组行星单元中多个行星齿轮的载荷应均匀分布，方案有二：

一是将每组行星齿轮的齿厚做成一致，并使齿轮齿部达到国家标准的6级精度。此时行星架的行星轴线位置度误差不得大于形位公差国家标准的5级。

二是使每组零部件浮动。减速器中的太阳轮、行星架浮动，可在行星齿轮受力时自动找平衡，使每个行星齿轮的受力均匀，从而实现行星齿轮的载荷分布均匀、运转平稳、承载能力提高。

（3）新型制动器

新型行星减速器采用内置制动器替代结构庞大的带式制动器和钳盘式制动器，因此制动可靠、使用寿命长。内置制动器采用湿式多摩擦片式制动，由多组主动片和从动片组成，主动片采用弹簧钢并经淬火处理，从动片采用铜基或纸基粉末冶金摩擦材料。制动摩擦片通过弹簧、活塞压紧闭合，实现行星减速器的驻车制动。解除制动时，油液压力推动活塞动作，活塞克服弹簧力而使摩擦片分离，行星减速器得以正常运转。

（4）浮封环密封方式

浮封环密封的特点是能承受齿轮箱一定的内部压力，并能阻挡外部的泥水及灰尘，特别适合大型起重机械野外或露天的工作环境。行星减速机的回转结合面采用浮封环密封时，浮封环与两相对回转零件采用O形圈分别压嵌在两相对运动零件的座腔内，形成静密封；浮封环的回转结合面采用1对耐磨合金铸件并经研磨形成非常细密的刃带，实现回转结合面动密封。

（5）内藏式结构

如图1和图3所示，行星减速器可以安装在起重机械卷扬和变幅机构卷筒的内部，也可安装在起重机行走履带链轮或机器的终传动内，从而减小了卷扬机构和行走机构的安装空间，改善了起重机的通过性，并使其易于安装。

（6）双行星减速器驱动

因对大型的起重机的卷扬和变幅机构的扭矩要求较大，必要时可采用双行星减速机驱动，即在同一卷筒的两端各安装1台相同的行星减速器，2台减速器共同驱动卷筒进行工作，如图4所示。这种结构的特点是增大了机构的扭矩，而卷筒直径没有增大。行走机构也可由双驱动改为4个行星减速器驱动，这样可降低总成成本。

（7）零部件改进

早期的行星架一般采用双壁整体式铸造或焊接结构和双壁装配式结构（如图1中的行星架），其结构复杂、尺寸庞大。现在多采用1种单壁式行星架（见图2中的行星架），其采用整体锻造成型，较双壁行星架能减轻质量1/3以上，而且便于装配。

采用齿轮轴输出，简化了行星架加工，去掉了压板、螺栓等零件，而且解除了装配齿轮对轴径和齿数的限制，提高了输出齿轮的强度。

三、工艺方法

（1）硬齿面齿轮热处理

硬齿面齿轮的外齿轮若采用**渗碳钢20CrMnTi、20CrMnMo和17Cr2Ni4材料，锻造后或粗加工后进行正火处理时，要求其正火温度超过渗碳温度，起到细化组织、减少渗碳变形的作用。机械加工后若采用计算机控制的多用炉进行渗碳淬火和回火处理，表面硬度可达到58～62 HRC，心部硬度可达到30～45 HRC，齿部接触强度和弯曲强度都能达到比较理想的状态。

内齿轮若采用高级合金结构钢42CrMo材料，锻造后再进行调质处理时，使用多用炉可保证其调质硬度均匀，氮化时不变形，心部硬度可达270～310 HB。机加工制齿后若采用等离子氮化炉进行氮化处理，

(来源：起重机械网)

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 　　物流设备网导读：作为沿江经济发展的主通道和沿江综合运输体系的主骨架，长江黄金水道在长江经济带建设中发挥着基础性作用。据长江航道局局长熊学斌表示：要发展好长江水运，航道建设及养护是关键。近日，《中华人民共和国航道法(草案)》被通过，这吹响了我国由东向西、由沿海向内地、沿大江大河和陆路交通干线梯度推进的区域发展新号角。

　　绵延宛转2838公里的长江航运干线，流经11个省、自治区和直辖市，其中湖北段所占干线航道长;长江干线25个重要港口中，有9个在湖北。

　　要发展好长江水运，航道建设及养护是关键，4月9日，长江航道局局长熊学斌表示，《中华人民共和国航道法(草案)》明确要依托黄金水道，建设长江经济带，意味着长江经济带建设明确为国家战略，将给长江黄金水道建设带来新的发展机遇。他说，谋划区域发展新格局，就是由东向西、由沿海向内地，沿大江大河和陆路交通干线，推进梯度发展。依托黄金水道，建设长江经济带，形成新的区域经济增长极。

　　长江黄金水道作为沿江经济发展的主通道和沿江综合运输体系的主骨架，在长江经济带建设中发挥着基础性作用。进一步改善长江航道条件，提升长江航道通过能力，成为长江黄金水道建设的重点。

　　近年来，长江航道局按照深下游、畅中游、延上游、通支流的建设思路，以系统整治为重点，努力使长江流域尽快形成干线与支流相沟通的航道网络系统，促进干支、江海直达运输发展。届时，长江干线航道将初步完成系统治理，航道条件改善，通航能力大大提高，航道服务质量和管理水平进一步提升，航道在沿江经济社会和长江水运发展中的地位和作用进一步凸显，成为综合运输体系的骨干、对外开放的通道和优势产业集聚的依托。

　　在谈到长江航道为地方经济发展的作用时，熊学斌认为，从航道整治、航道维护及信息化服务等多方面采取措施，助力武汉航运中心的建设发展，充分发挥它的优势。

　　2月19日湖北省批复的《武汉长江中游航运中心建设战略纲要》为武汉长江中游航运中心勾画出一个清晰未来

　　以武汉为核心，立足长江中游，辐射中西部地区，连接市场，具有功能的江海直达型内河航运中心;是长江中游通航环境的重要枢纽、综合运输的重要枢纽、港口经济的重要枢纽;是集装箱运输基地、船舶制造基地、综合航运服务基地、航运科技与教育基地、物流及贸易基地、信息服务基地。

　　从空间发展布局看，武汉长江中游航运中心将以武汉新港为核心，武汉城市圈为依托，长江中游经济带为支撑，形成一心、一圈、一带的空间布局形态。

　　从功能上看，一个中心，三大枢纽，六大基地的阐述剑指综合枢纽。据介绍，除具备基本的运输集散功能外，武汉长江中游航运中心将充分发挥工业基础、口岸环境、人才资源等方面的综合优势，形成包括航运金融、航运、航运经纪、航运交易、海事仲裁、航运咨询等功能在内的服务产业链，提升航运中心的综合服务功能和服务效率。

　　不仅如此，武汉长江中游航运中心还聚焦于航运价值链高端环节和高附加值领域，将形成以武汉长江航运中心大厦为主要标志，以周边沿江地区为主要载体，提供航运金融衍生品交易、船舶交易鉴证、船舶评估、航运指数发布、法律仲裁、会展、科研、教育培训等功能的高端航运服务集聚区。

　　而随着水运节能环保、通江达海、物流成本低等优势充分发挥，武汉长江中游航运中心的建设对武汉城市圈建设、长江中游经济带和中西部地区经济发展的集聚作用和辐射效应也将凸显。

(来源：港口集装箱网)