在桥梁建设装备向大型化、智能化、绿色化转型的背景下,传统步履式架桥机驱动与传动系统存在的能耗高、传动效率低、工况适配性弱等问题愈发突出。传统柴油发电机组驱动模式在间歇性作业中能源浪费率高达30%-40%,且机械传动结构复杂、磨损严重,难以匹配千吨级重载与极端工况的作业需求。新型高效驱动与传动系统通过新能源动力集成、精密传动结构优化及智能协同控制,实现了动力输出与作业需求的精准匹配,成为提升架桥机作业效能、降低能耗的核心技术支撑。

新型高效驱动系统以新能源混合动力为核心,构建了“绿色动力+智能调控”的创新架构。其中,以“应龙号”为代表的千吨级架桥机率先采用“增程器+动力电池”双动力驱动模式,突破了传统单一柴油驱动的局限。大容量磷酸铁锂电池组可支持纯电模式下连续完成2片千吨箱梁架设,实现零排放、低噪声作业,显著改善施工环境;当电量降至阈值时,智能增程器自动启动并维持高效发电工况,为电池充电的同时辅助动力输出,杜绝怠速能耗浪费。更具创新性的是,系统集成了重力势能回收功能,在重载落梁过程中,起升电机切换为发电机状态,将梁体下降的动能转化为电能回馈至电池,单片梁下落可回收5-7度电能,进一步提升能源利用效率。此外,针对不同工况的动力需求,系统可通过可编程逻辑控制器(PLC)实现驱动模式的无缝切换,兼顾重载作业的动力输出与轻载移动的节能需求。
高效传动系统通过结构优化与精准控制,实现了动力的高效传递与作业的平稳精准。在行走传动环节,摒弃传统单一机械传动方式,采用“液压马达+行星齿轮减速机”的集成传动结构,液压马达提供无级调速能力,适配0.1-3.0m/min的多档位作业速度需求,行星齿轮减速机则以紧凑结构实现高传动效率,减少动力损耗。针对步履式支腿的升降与转向传动,创新采用电液比例控制的闭式液压回路,配合均衡油缸实现各走行轮组的受力均衡补偿,确保在不平顺路基或曲线工况下的稳定传动,同时降低液压系统的能量损耗。在起重传动环节,采用双卷扬双制动的精密传动设计,通过内藏式行星齿轮卷扬机与均衡滑轮组协同工作,将四吊点起吊转化为三吊点均衡受力,实现千吨级载荷的平稳升降,传动精度提升至毫米级,保障落梁定位的准确性。
该系统的工程应用价值已在多个重大项目中得到验证,“应龙号”在珠肇高铁应用中综合节油率超过40%,年减碳排放近百吨,作业效率提升20%以上。同时,高效传动结构的优化减少了部件磨损,降低了运维成本,配合模块化设计,使传动系统各部件可独立拆装调试,提升了现场维护效率。未来,随着数字孪生技术与传动系统的深度融合,将实现传动状态的实时监测与故障预警,进一步推动驱动与传动系统向“全工况自适应、全生命周期高效”方向升级,为超级桥梁工程提供更可靠的动力传动保障。