盧云峰

（神華準(zhǔn)能集團(tuán)哈爾烏素設(shè)備維修中心，內(nèi)蒙古鄂爾多斯010300）

MT5500卡車電動(dòng)輪自主大修理技術(shù)改進(jìn)

盧云峰

（神華準(zhǔn)能集團(tuán)哈爾烏素設(shè)備維修中心，內(nèi)蒙古鄂爾多斯010300）

為了降低MT5500卡車電動(dòng)輪大修理和日常維護(hù)成本，提高修理效率，降低安全風(fēng)險(xiǎn)，結(jié)合修理設(shè)備和維修現(xiàn)場設(shè)施，對(duì)原大修理技術(shù)的不足之處，加以改進(jìn)。

MT5500卡車；電動(dòng)輪；維修；技術(shù)改進(jìn)

0 引言

MT5500卡車由TEREX/UnitRig設(shè)計(jì)生產(chǎn)的交流驅(qū)動(dòng)非公路礦用大型卡車。其總功率2 014 kW，額定載重量326 t，最大爬坡12°，最大運(yùn)行速度64 km/h。

MT5500卡車由2臺(tái)交流電動(dòng)輪總成后置驅(qū)動(dòng)（以下簡稱“電動(dòng)輪”）。電動(dòng)輪主要由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速機(jī)構(gòu)和制動(dòng)部分3部分組成。其電機(jī)額定功率1 044 kW，最大轉(zhuǎn)速3 000 r/min，傳動(dòng)比32.6：1。

1 工作原理

MT5500卡車的工作原理為柴油發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械能通過與其連接的交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)換為電能（三相交流電）。三相交流電經(jīng)過整流器及濾波器轉(zhuǎn)換為直流電。直流電再經(jīng)過逆變器（變頻器）轉(zhuǎn)換為三相交流電驅(qū)動(dòng)礦車，也就是將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能。

電動(dòng)輪的主要工作原理為逆變器轉(zhuǎn)換輸出的三相交流電輸入三相異步電機(jī)，電機(jī)帶動(dòng)與其連接的減速機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速和扭矩的變換，從而驅(qū)動(dòng)輪胎旋轉(zhuǎn)卡車運(yùn)行。電動(dòng)輪的主要工作原理如圖1。

圖1 電動(dòng)輪的主要工作原理

2 電動(dòng)輪結(jié)構(gòu)

電動(dòng)輪主要由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、減速機(jī)構(gòu)和制動(dòng)部分3部分組成。其中電機(jī)是動(dòng)力源，減速機(jī)構(gòu)將動(dòng)力傳遞，得到所需的轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)矩，制動(dòng)部分起到低速制動(dòng)和駐車制動(dòng)（手剎）的作用。

電動(dòng)輪的減速機(jī)構(gòu)是電動(dòng)輪中的關(guān)鍵部位。由太陽輪、行星輪、齒圈和扭力筒組成2級(jí)減速機(jī)構(gòu)。第1級(jí)減速齒輪由3個(gè)大行星輪（帶有1個(gè)減速軸太陽輪）組成。這個(gè)太陽輪與牽引電機(jī)聯(lián)接，并且驅(qū)動(dòng)一級(jí)減速齒輪。一級(jí)齒輪有定位記號(hào)（3個(gè)記號(hào)，相鄰兩記號(hào)夾角為120°），以確保有相同的負(fù)荷。第2級(jí)減速齒輪由3個(gè)小行星輪組成，3個(gè)小行星輪與一級(jí)減速齒輪和1個(gè)內(nèi)齒圈間是過渡配合。內(nèi)齒圈是力矩輸出端，并且直接與固定在輪轂的扭力筒連接實(shí)現(xiàn)輪胎的轉(zhuǎn)動(dòng)。

潤滑系統(tǒng)包括儲(chǔ)油箱、油道和管道。油道直接把潤滑油輸送到齒輪嚙合處和二級(jí)減速小齒輪軸承。

電動(dòng)輪軸承系統(tǒng)由2個(gè)錐形滾柱軸承、3個(gè)球面滾柱軸承和3個(gè)圓柱滾柱軸承組成。兩個(gè)錐形滾柱軸承安裝在主機(jī)架上，支撐輪轂，承受卡車的全部重量。3個(gè)行星輪固定在球面滾柱軸承（調(diào)心軸承）和圓柱滾柱軸承上。球面軸承支撐第一級(jí)減速齒輪，而滾柱軸承支撐第2級(jí)行星輪。

3 技術(shù)改進(jìn)

MT5500卡車電動(dòng)輪與以往修理的630E、730E和830E卡車電動(dòng)輪有著本質(zhì)的區(qū)別。電動(dòng)輪使用交流調(diào)速電機(jī)驅(qū)動(dòng)，由大功率柴油發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)牽引交流發(fā)電機(jī)給電動(dòng)輪供電。交流驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝在電動(dòng)輪主機(jī)架內(nèi)部、軸承及托架內(nèi)側(cè)。除電動(dòng)輪最大的錐形滾柱軸承（輪轂軸承）采用油脂潤滑外，其他部位利用飛濺、重力作用潤滑齒輪和大部分軸承。同時(shí)，潤滑系統(tǒng)在主軸上也設(shè)置了有許多的凹槽和油道，多方位充分的潤滑電動(dòng)輪部件。由于MT5500卡車電動(dòng)輪的體積大，利用現(xiàn)有的電動(dòng)輪修理工藝及輔助工裝，存在安全風(fēng)險(xiǎn)，且修理周期大大增長，不能順利完成電動(dòng)輪的大修計(jì)劃。為此，在修理工藝和輔助工裝方面進(jìn)行改進(jìn)。

3.1 輪轂外弦軸承拆卸工藝改進(jìn)

630E、730E和830E卡車電動(dòng)輪輪轂有個(gè)向外延伸的喇叭口，在分解輪轂外弦軸承時(shí)，只需2個(gè)100 t液壓千斤頂就能夠順利完成。而MT5500卡車電動(dòng)輪的輪轂形狀為直筒型，拆卸外弦軸承時(shí)不宜使用液壓千斤頂。

1）原工藝及其缺點(diǎn)。在原裝配工藝中，輪轂外弦軸承與主機(jī)架是過盈配合。拆卸軸承時(shí)，需要利用熱脹冷縮原理通過氣割槍中性焰（以下簡稱“火焰”）將軸承室加熱到100℃后，然后將輪轂沿軸向垂直吊起，利用主機(jī)架自重輔助敲擊拆卸外弦軸承。拆卸外弦軸承的關(guān)鍵因素是溫度，然而100℃為軸承的極限溫度。溫度過低則取不下外弦軸承，溫度過高導(dǎo)致外弦軸承退火報(bào)廢（軸承單價(jià)約人民幣25萬元）。難以均勻的控制軸承及軸承位的受熱溫度，極易引起因受熱不均而發(fā)生的變形，使電動(dòng)輪運(yùn)轉(zhuǎn)異常或外弦軸承的使用壽命縮短。軸承及軸承位溫度的不均勻引起變形，從而導(dǎo)致主機(jī)架整體的同軸度偏離軸線，破壞主機(jī)架與各個(gè)軸承室孔的同軸度，嚴(yán)重的變形致使軸承間隙偏差過大、齒輪嚙合不平穩(wěn)，發(fā)生運(yùn)轉(zhuǎn)異常。輕微的變形使外弦軸承的使用壽命縮短。

2）新工藝及優(yōu)點(diǎn)。針對(duì)MT5500卡車電動(dòng)輪的特殊結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了3個(gè)U型外弦軸承取出器，把這3個(gè)取出器固定在輪轂雙頭螺栓上，配合3個(gè)5 t油壓千斤頂，將外弦軸承拆卸。使用新工藝后，總體上可以提高工作效率，保證修理質(zhì)量，降低安全風(fēng)險(xiǎn)，節(jié)約修理成本。技術(shù)上能有效避免外弦軸承與軸承位損壞，保證電動(dòng)輪主機(jī)架整體的同軸度。經(jīng)濟(jì)上可節(jié)約配件費(fèi)用和電動(dòng)輪主機(jī)架軸承室外委修理費(fèi)用。另外，在軸承安裝時(shí)，采用軸承加熱器可避免火焊加熱的缺點(diǎn)，保證軸承正常使用壽命。

3.2 牽引電機(jī)的拆裝工藝改進(jìn)

1）原工藝及其缺點(diǎn)。原工藝安裝電機(jī)轉(zhuǎn)子時(shí)，需要電機(jī)定子水平放置在地面上，需與雙鉤天吊配合，才能把轉(zhuǎn)子平行的穿入電機(jī)定子內(nèi)。這個(gè)過程很容易造成負(fù)荷端圓柱軸承的游動(dòng)間隙增大，降低軸承使用壽命。同時(shí)修理工時(shí)約2 h。

2）新工藝及優(yōu)點(diǎn)。設(shè)計(jì)了1個(gè)能使電機(jī)垂直放置的輔助工程裝備，將電機(jī)墊高、固定。將電機(jī)定子放置工裝平臺(tái)上，將電機(jī)轉(zhuǎn)子垂直裝入電機(jī)定子內(nèi)?？杀苊馄酱┺D(zhuǎn)子對(duì)軸承引起的損壞，保證軸承的正常使用壽命。同時(shí)新工藝只需1臺(tái)單鉤天吊配合，1名修理工就能順利完成，工時(shí)縮短到20 min。使用新工藝后，提高了工作效率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，保證了修理質(zhì)量，并避免軸承損壞。

3.3 瓦座拆裝工藝改進(jìn)及工裝制作

1）原工藝及其缺點(diǎn)。MT5500卡車電動(dòng)輪瓦座是固定行星輪內(nèi)軸承的關(guān)鍵性部件。之前在拆裝瓦座時(shí)，重約50 kg的瓦座，安裝位置距地約1.5 m高，全靠人工拆裝。瓦座極易墜落變形（瓦座非標(biāo)準(zhǔn)件，瓦座之間不可互換），使瓦座與調(diào)心軸承室同軸度偏離軸線，甚至造成人身傷害。

2）新工藝及優(yōu)點(diǎn)。利用力學(xué)原理，設(shè)計(jì)制作了倒“U”型吊具。而且在垂直于“U”型吊具底部加裝一個(gè)長度為600 mm的平衡握桿，調(diào)整與主機(jī)架的安裝位置，順利完成瓦座的拆裝工序。使用新工藝后，總體上可以降低安全風(fēng)險(xiǎn)，提高工作效率，保證修理質(zhì)量。節(jié)約了修理時(shí)間，減少誤操作導(dǎo)致的配件損壞。

3.4 行星輪裝配輔助工裝的制作

1）原工藝及其缺點(diǎn)。在裝配行星輪時(shí)，需要把行星輪垂直吊運(yùn)靠自重滑入調(diào)心軸承室，在裝配時(shí)難題就是如何保證調(diào)心軸承的平行穩(wěn)定。調(diào)心軸承的不平行不穩(wěn)定會(huì)造成調(diào)心軸承游動(dòng)間隙增大；行星輪小齒與環(huán)形齒圈嚙合間隙過大或過小都會(huì)加大齒輪磨損。它們都能導(dǎo)致行星輪及軸承以及環(huán)形齒圈使用壽命的降低。

2）新工藝及優(yōu)點(diǎn)。新工裝平臺(tái)為一個(gè)直徑150 mm厚度為25 mm的圓盤。在圓盤中心孔焊接吊環(huán)，安裝在行星輪大齒最頂端，在吊運(yùn)時(shí)能夠保證行星輪的垂直狀態(tài)，再制作調(diào)心軸承與行星輪大齒之間楔入3個(gè)寬為30 mm，厚度為10 mm的楔塊調(diào)整調(diào)心軸承的平行穩(wěn)定性。使用輔助工裝后能保證行星輪、軸承以及環(huán)形齒圈使用壽命，提高修理質(zhì)量。保證軸承和齒輪的使用壽命，能大幅度節(jié)約修理成本。

3.5 行星輪調(diào)心軸承室孔加熱工藝改進(jìn)

1）原工藝及其缺點(diǎn)。在原裝配工藝中，行星輪調(diào)心軸承與軸承室是過盈配合。安裝軸承時(shí)，需要利用熱脹冷縮原理，通過火焰將軸承室加熱到80℃后，安裝軸承。難以均勻的控制軸承室的受熱溫度，極易引起軸承室因受熱不均而變形，使軸承無法裝入或裝入后行星輪和環(huán)形齒圈的使用壽命縮短。

軸承室溫度的不均勻引起變形，會(huì)導(dǎo)致3個(gè)行星輪軸承室孔位角度偏離主機(jī)架軸線，破壞主機(jī)架與3個(gè)行星輪軸承室孔的同軸度。嚴(yán)重的變形致使軸承無法裝入。輕微的變形使行星輪齒與環(huán)形齒圈受力不均勻，嚙合間隙過大或過小，磨損齒輪，伴有運(yùn)轉(zhuǎn)異音，縮短行星輪和環(huán)形齒圈的使用壽命。

2）新工藝及優(yōu)點(diǎn)。磁場加熱法，可以較均勻的加熱軸承室，減少變形量。將加熱線圈纏繞在軸承室外部，利用渦流效應(yīng)將軸承室均勻加熱到80℃，將軸承裝入。使用新工藝后，總體上可保證修理質(zhì)量，降低修理成本。技術(shù)上能有效減少軸承室變形，保證主機(jī)架與3個(gè)行星輪軸承室孔的同軸度，增加行星輪和環(huán)形齒圈的使用壽命。.

3.6 牽引電機(jī)壓蓋定位銷孔改造及定位銷制作

1）原定位銷的缺點(diǎn)。MT5500卡車電動(dòng)輪牽引電機(jī)壓蓋定位銷是防止?fàn)恳姍C(jī)徑向旋轉(zhuǎn)串動(dòng)。如果沒有定位銷將會(huì)損壞固定牽引電機(jī)的螺栓、制動(dòng)油管、速度傳感器以及溫度傳感器。MT5500卡車電動(dòng)輪主機(jī)架由多個(gè)供應(yīng)商制造，因此牽引電機(jī)壓蓋定位銷孔孔徑有所不同，共有3種孔徑，分別為φ14 mm、φ16 mm、φ19 mm。而維修現(xiàn)場只有1種φ19 mm孔徑的定位銷。所以將所有主軸的定位銷孔和牽引電機(jī)壓蓋定位銷孔不是φ19 mm孔徑的全部改造。

2）新定位銷制作和優(yōu)點(diǎn)。首先，將MT5500卡車電動(dòng)輪翻轉(zhuǎn)垂直于水平地面，把電機(jī)壓蓋固定，（因?yàn)闋恳姍C(jī)壓蓋與主機(jī)架配套使用，所以銷孔尺寸相同，電機(jī)壓蓋銷孔尺寸也需要擴(kuò)為φ19 mm的孔徑），再把立式磁力鉆固定在電機(jī)壓蓋上端，選配φ19 mm的合金鉆頭，把φ14 mm和φ16 mm的銷孔擴(kuò)為φ19 mm銷孔。最后，用廢舊的雙頭螺栓（12.8級(jí)）加工與孔徑相同的定位銷，加工長為80 mm，φ19 mm的定位銷。電動(dòng)輪牽引電機(jī)壓蓋定位銷孔改造和配套定位銷的制作，鍛煉了職工技術(shù)創(chuàng)新能力，加深了“修舊利廢”理念的理解。

3.7 減速箱回油孔的改造

1）原因分析。由于MT5500卡車電動(dòng)輪體積大，結(jié)構(gòu)特殊，設(shè)備運(yùn)行環(huán)境惡略，運(yùn)行時(shí)間長等原因，電動(dòng)輪漏油是較為常見的故障現(xiàn)象。故障現(xiàn)象統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)齒輪箱部位漏油占比最高，且漏油存在引發(fā)火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)。大修時(shí)對(duì)電動(dòng)輪徹底分解后，發(fā)現(xiàn)電動(dòng)輪齒輪箱均有不同程度的漏油。通過檢查發(fā)現(xiàn)減速箱回油孔道和主機(jī)架機(jī)座回油孔道不在同一條線上。兩者是通過兩端帶螺紋的鐵管連接，因此連接鐵管螺紋無法全部旋入2個(gè)孔道，進(jìn)而造成漏油。因此，減速箱回油孔漏油是造成齒輪箱漏油的根本癥結(jié)。另外，卡車運(yùn)行過程中由于作業(yè)路況、作業(yè)工藝等會(huì)產(chǎn)生巨大的震動(dòng)，造成回油孔處密封失效，甚至連接鐵管松動(dòng)變形。污染的齒輪油雜質(zhì)多，造成回油不暢通，都是引起漏油的誘因。

2）漏油的危害。齒輪油是保證電動(dòng)輪正常運(yùn)行的基本條件，它對(duì)電動(dòng)輪內(nèi)部齒輪、軸承及其它零部件起到降溫、潤滑、清洗、防腐等作用。漏油嚴(yán)重會(huì)使電動(dòng)輪內(nèi)部軸承、內(nèi)齒圈、行星輪無法正常潤滑導(dǎo)致?lián)p壞，嚴(yán)重的會(huì)造成機(jī)械事故。

3）改造過程。把MT5500電動(dòng)輪減速箱從主機(jī)架上拆卸下來，做好標(biāo)記。通過車床校正兩回油孔與主機(jī)架回油孔的同心度。將減速箱放在臥式鏜床上，固定在加工臺(tái)位上并找正兩回油孔之間的同心度，加工2個(gè)φ40 mm的孔并保證其在同一水平面上。裝配減速箱時(shí)，用相同大小的兩φ38 mm螺紋鐵管，纏生料帶與主機(jī)架進(jìn)行連接，再加裝兩根φ40 mm的高壓橡膠管與減速箱油孔處密封（涂抹密封膠），用固定卡子把高壓橡膠管與減速箱油孔固定。

4）效益分析?；赜涂资请妱?dòng)輪機(jī)座與齒輪箱的連接過橋，通過此連接過橋來實(shí)現(xiàn)齒輪箱與機(jī)座間的齒油循環(huán)，確保電動(dòng)輪的正常運(yùn)行。通過改造后的油路與回油孔未因出現(xiàn)漏油現(xiàn)象而下車，使用效果良好，徹底解決了回油孔與油路漏油的現(xiàn)象。延長了電動(dòng)輪的使用壽命，消除了安全隱患，減少了環(huán)境污染，降低了職工的重復(fù)勞動(dòng)，節(jié)約了修理成本，為企業(yè)解決了一項(xiàng)技術(shù)難題。

4 結(jié)語

上述的7項(xiàng)技術(shù)改造只是對(duì)MT5500卡車電動(dòng)輪大修理的工藝改造。通過技術(shù)改造，鍛煉了職工技術(shù)創(chuàng)新能力，加深了“修舊利廢”理念的理解，實(shí)現(xiàn)了提高修理質(zhì)量、降低修理成本、消除安全隱患的目的。

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【責(zé)任編輯：陳毓】

MT5500 trucks electric wheel independent repair technology improvement

LU Yunfeng
(Equipment Repair Center,Shenhua Group Zhungeer Energy Co.,Ltd.,Ordos 010300,China)

In order to reduce MT5500 truck electric wheel repair and daily maintenance costs,improve the efficiency of repair and reduce the safety risk,the article combined with repair equipment and field facilities,and improved the deficiency of the original repair technology.

MT5500 truck;electric wheel;repair;technical improvement

U472

B

1671-9816（2017）05-0053-04

10.13235/j.cnki.ltcm.2017.05.015

盧云峰.MT5500卡車電動(dòng)輪自主大修理技術(shù)改進(jìn)［J］.露天采礦技術(shù)，2017，32（5）：53-55.

2017-03-02

盧云峰（1965—），男，工程碩士，1988年畢業(yè)于山西礦業(yè)學(xué)院電氣自動(dòng)化專業(yè)，現(xiàn)任神華準(zhǔn)能集團(tuán)安監(jiān)局常務(wù)副局長，曾長期從事露天煤礦機(jī)電設(shè)備的維修和管理。