全合成車輛齒輪油在寒冷地區電鏟的應用

劉曉磊

天津日石潤滑油脂有限公司

作為露天礦開采中的主要采掘裝備，電鏟主要用于露天礦山表面物質的剝離、采裝等土石方作業。電鏟機械系統主要包括推壓系統、提升系統、回轉系統、行走系統、供氣系統及潤滑系統六大系統[1]。

目前，國內礦山企業使用的主流潤滑油品主要為國外品牌，價格相對昂貴，而國內品牌油品份額處于較低水平。天津日石潤滑油脂有限公司依據電鏟減速機的工況特點及冬季惡劣的氣候環境，開發出了天津日石75W-140 GL-5全合成重負荷車輛齒輪油用于冬季潤滑。為幫助客戶降本增效，加快設備用油國產化進程，本文采用該全合成重負荷車輛齒輪油在內蒙古某露天礦企業電鏟行走減速機上進行了應用試驗。

工況調研

設備概況

WK-10B型電鏟由我國某重型機械集團有限公司自主研制，最低工作環境溫度可達到-40 ℃。其主要參數見表1。

表1 WK-10B電鏟主要參數

現用油脂

該企業目前用油分為夏季用油及冬季用油兩種，夏季（5月至10月）使用某國外品牌的85W-140 GL-5重負荷車輛齒輪油，冬季（11月至次年4月）使用某國外品牌的75W-140 GL-5全合成重負荷車輛齒輪油。此國外品牌的75W-140 GL-5全合成重負荷車輛齒輪油與天津日石75W-140 GL-5全合成重負荷車輛齒輪油2種油品的理化指標對比見表2。

從表2可見，天津日石產品與國外競品總體性能相當，且黏度指數和閃點較優。

表2 某國外品牌與天津日石的GL-575W-140車輛齒輪油理化指標對比

應用試驗

經過雙方溝通協調，制定試驗方案，天津日石75W-140 GL-5全合成重負荷車輛齒輪油用于WK-10B電鏟的行走減速機潤滑，試驗跨越整個冬季（11月到第二年5月）。

試驗方案概述

◇對試驗電鏟進行檢修，保證設備處于可正常運行狀態。做好設備潤滑系統的清洗，包括對試驗油箱的清潔及濾芯更換。

◇在注油口加注新油，加注至合理位置（啟動設備，運轉10 min后停止，靜置10 min，再次確認潤滑油位應處于合理位置）。再次運行30 min，觀察油品外觀（油品顏色、有無固體顆粒物、絮狀物及游離水），如有異常將重復清洗步驟。補足油品后，機械靜置20 min再次確認潤滑油位處于合理位置。

◇根據現場的實際情況，取樣在熱機狀態下進行，在放油口取樣，需要將取樣口清理干凈，然后放出部分油品進行沖洗，確保樣品的代表性；每次取樣分為3份，雙方各持一份化驗分析，封存保留一份；試驗周期內共取樣4次。此外，應注意取樣后觀察油位，按需補充油品，避免虧油造成設備損壞。

◇對各樣品進行檢驗分析，根據數據分析判斷潤滑狀態及磨損趨勢。

取樣

WK-10B電鏟行走減速箱冬季試驗共取樣4次，取樣工作時長分別為0 h、500 h、1500 h、2200 h。

評價依據

本次試驗油品的評價依據為GB/T 30034—2013《重負荷車輛齒輪油（GL-5）換油指標》，當使用中的重負荷車輛齒輪油各指標有一項指標達到換油指標時應更換新油，具體要求見表3。

表3 GB/T 30034—2013重負荷車輛齒輪油（GL-5）換油指標

應用效果

試驗油樣檢驗結果見表4。

從表4可以看出：

表4 WK-10B行走減速箱跟蹤取樣檢驗結果

◇最新的GB 13895—2018 《重負荷車輛齒輪油》來看，標準中新增KRL剪切安定性的分析項目，表明黏度的保持對于齒輪的保護有著重要意義。該齒輪油經過長時間的使用后，運動黏度基本上保持不變，未出現較大的變化，表明潤滑油膜始終處于合理水平。

◇齒輪油經過長時間的使用后，酸值增加了0.35 mgKOH/g，遠低于換油標準要求的1 mgKOH/g，從側面反映了該齒輪油劣化程度低。

◇正戊烷不溶物含量小于0.1%，遠低于1%指標，表明油品仍有較強的溶污性能。

◇水含量為0.05%，仍然處于低水平。

◇銅含量低于10 mg/kg,鐵含量為30 mg/kg左右，均遠低于換油指標。這表明該車輛齒輪油極壓抗磨和承載性能優異，對于電鏟行走減速機的齒輪和軸承部件有著極佳的潤滑保護效果。

結論

應用試驗的結果表明，天津日石75W-140 GL-5全合成重負荷車輛齒輪油具備優異的黏度保持性能、黏溫及低溫性能和極壓承載性能。在整個試驗過程中，電鏟行走機械運行正常，未出現不良情況，使用效果得到了客戶的認可。同時，該應用試驗也證明了在嚴苛的低溫環境下，國產車輛齒輪油可以替代國外品牌競品，為礦山設備用潤滑油的國產化替代工作積累了寶貴的經驗。