進口電動輪礦車輪邊減速器國產化攻關實踐

張繼偉

（河北鋼鐵集團礦業有限公司，唐山 063000）

1 別拉斯75306型電動輪輪邊減速器國產化的研究分析

研山鐵礦主要運輸設備選用別拉斯75306型電動輪。目前，該電動輪使用廣泛，作業率高，但每年進口備件更換費用高昂，故作為備件國產化工作推進的重點設備之一。隨著使用年限的增加，多臺電動輪輪邊減速器發生齒輪點蝕剝落現象，給設備運行帶來了安全隱患，促使國產化攻關并優化改善的需求日益迫切。

1.1 輪邊減速器的應用

目前，礦山裝卸用的大型載重汽車按傳動方式可分為電機驅動和機械傳動（液力傳動）[1]。別拉斯75306型電動輪選用的是電機驅動。電機驅動的工作方式是柴油機帶動發電機發電，驅動后輪輪轂中的電動機。高轉速的輪轂電動機經行星齒輪機構的輪邊減速器降低轉速，驅動后輪前進。在運輸設備中，輪邊減速器是汽車傳動系統中最后一級減速增扭裝置。采用輪邊減速器可滿足在總傳動比相同的條件下，變速器、傳動軸、主減速器、差速器、半軸等部件的載荷減少甚至部件取消，使得傳動系統尺寸變小，并使驅動橋獲得較大的離地間隙[2]。

1.2 國產化的輪邊減速器的結構特征

2017年，各級技術人員結合國內某重型齒輪生產廠家對進口的輪邊減速器進行測繪剖析，并對輪邊減速器進行優化改善，設計制造了一種適用于別拉斯75306型電動輪的國產化輪邊減速器，初步具備了替代進口備件的條件，并于2018年獲得一項實用新型專利。

該輪邊減速器包含驅動電機、聯軸器、扭力軸、一級行星減速機構、二級行星減速機構和后輪轂[3]。驅動電機通過聯軸器與扭力軸連接，扭力軸與一級太陽齒輪連接。一級太陽齒輪、一級行星齒輪、一級行星架和一級內齒圈組成一級行星減速機構；二級太陽齒輪通過齒式聯軸器與一級行星架連接；二級太陽齒輪、二級行星齒輪、二級行星架和二級內齒圈組成二級行星減速機構；一級內齒圈與一級減速器外殼經花鍵連接一結合；二級內齒圈與后輪轂經花鍵連接二結合；一級減速器外殼與后輪轂通過鉸制螺栓、螺栓B、彈簧墊圈B連接；汽車后輪胎安裝在后輪轂上；二級行星架與車身連成一體，裝有用于承受整車承重的后輪轂支撐軸承。所述花鍵連接一一級內齒圈上設有外花鍵，與一級減速器外殼上的內花鍵相連接；花鍵連接二二級內齒圈上設有外花鍵，與后輪轂上的內花鍵相連接[4]。

2 別拉斯75306型電動輪輪邊減速器國產化的效果

2018年2月，研山鐵礦選用2臺總體使用時間相近、車況近似的別拉斯75306型電動輪作為試驗平臺，并使用同樣的潤滑油安排同樣的工礦條件，分別安裝進口原裝減速器和國產化輪邊減速器進行比對，試用期限為一個輪邊減速器使用周期（約12 000 h）。

2.1 別拉斯75306型電動輪輪邊減速器國產化的試用檢測方式及標準

（1）在同樣工礦條件下，使用測溫槍對齒輪外殼溫度進行測量，每200 h取值一次比對溫度；

（2）在同樣工礦條件下，使用同樣的潤滑油（選用盧克伊爾GL-5 85 W/140重負荷車輛齒輪油），每500 h抽取油樣品送到專業油品化驗機構，通過化驗油品進行分析比對；

（3）在同樣工礦條件下，使用同樣的潤滑油（選用盧克伊爾GL-585 W/140重負荷車輛齒輪油），每1 000 h為使用周期，對油品油脂顏色和粘度進行現場觀察、檢測比對；

（4）在同樣工礦條件下，每2 000 h拆機打開國產化輪邊減速器一次，觀察測量齒輪的磨損狀況并進行分析。

2.2 別拉斯75306型電動輪輪邊減速器國產化試用的實驗數據

2.2.1 使用測溫槍對齒輪外殼溫度進行測量

在電動輪使用后即刻用測溫槍對輪邊減速器外殼進行溫度測量，每天進行記錄，分析溫度異常情況。通過溫度記錄情況可得，溫度指標變化呈現以下特點。

（1）冬季齒輪檢測溫度低于夏季檢測溫度10～15 ℃，夏季檢測溫度通常在40 ℃以下，最高不超過50 ℃。兩臺礦車在使用期間檢測溫度基本穩定，情況基本一致。

（2）在使用初期的1 000 h內，因齒輪磨合，齒輪檢測溫度整體高于正常運轉期間5～10 ℃，屬于正常情況，兩臺礦車情況基本一致。

（3）在使用到10 000 h后，進口輪的邊減速器檢測溫度仍保持穩定，國產化的輪邊減速器整體檢測溫度高于進口輪邊減速器10 ℃左右。打開輪邊減速器發現，齒輪已老化，基本到達使用壽命。

（4）在使用到12 000 h后，進口的輪邊減速器檢測溫度開始逐步升高。打開輪邊減速器發現，齒輪已開始老化，基本到達使用壽命。

2.2.2 油品送檢化驗與現場檢測情況

每500 h抽取部分油品郵寄至國際公認的檢驗、鑒定、測試和認證機構（SGS），對油品質量進行化驗檢測并出具檢測報告。在每個油品使用周期（1 000 h），通過觀察、檢測潤滑油的顏色及粘度進行比對。

表1 每2 000 h取樣油品成分對比分析表

通過觀察記錄發現：兩臺電動輪在9 000 h前油品檢測情況均正常，進口與國產備件運行情況基本一致；9 000 h后，國產化的輪邊減速器所用油品已開始出現粘稠度下降、有鐵屑和泡沫、齒輪出現磨損的狀況；10 000 h時，國產化的輪邊減速器所用油品已出現粘稠度明顯下降、鐵屑和泡沫增多以及變色等情況，齒輪已整體老化，磨損嚴重；進口件發生上述狀況的時間點分別是在11 000 h、12 000 h時。

油品中Fe、Cr、Ni、Mo等元素含量在齒輪磨合初期呈小幅上升趨勢，正常運行期間均基本穩定。在國產化輪邊減速器使用時間達到10 000 h、進口的輪邊減速器使用時間達到12 000 h后，元素含量均出現明顯上升情況，齒輪已整體老化，磨損嚴重。

3 結語

通過實踐可知，國產化輪邊減速器的使用周期約為10 000 h，進口輪邊減速器使用周期為12 000～13 000 h。試用期間，該國產化輪邊減速器的運行穩定，試用效果良好，與進口輪邊減速器的使用狀況基本一致，總體滿足實際使用需求。對比兩減速器的價格，一套國產備件使用成本比進口備件每小時節省18.45元。一臺電動輪2套輪邊減速器備件，每小時節省36.90元。

進口電動輪礦車輪邊減速器國產化降低了企業備件采購費用，節約了生產成本，解決了進口備件采購周期過長、采購渠道過窄對生產帶來的負面影響，提高了生產車間、一線職工的技能水平，對企業發展具有積極影響。