MT5500卡车电动轮自主大修理技术改进

卢云峰

（神华准能集团哈尔乌素设备维修中心，内蒙古鄂尔多斯010300）

MT5500卡车电动轮自主大修理技术改进

卢云峰

（神华准能集团哈尔乌素设备维修中心，内蒙古鄂尔多斯010300）

为了降低MT5500卡车电动轮大修理和日常维护成本，提高修理效率，降低安全风险，结合修理设备和维修现场设施，对原大修理技术的不足之处，加以改进。

MT5500卡车；电动轮；维修；技术改进

0 引言

MT5500卡车由TEREX/UnitRig设计生产的交流驱动非公路矿用大型卡车。其总功率2 014 kW，额定载重量326 t，最大爬坡12°，最大运行速度64 km/h。

MT5500卡车由2台交流电动轮总成后置驱动（以下简称“电动轮”）。电动轮主要由驱动电机、减速机构和制动部分3部分组成。其电机额定功率1 044 kW，最大转速3 000 r/min，传动比32.6：1。

1 工作原理

MT5500卡车的工作原理为柴油发动机产生的机械能通过与其连接的交流发电机转换为电能（三相交流电）。三相交流电经过整流器及滤波器转换为直流电。直流电再经过逆变器（变频器）转换为三相交流电驱动矿车，也就是将电能转换为机械能。

电动轮的主要工作原理为逆变器转换输出的三相交流电输入三相异步电机，电机带动与其连接的减速机构实现转速和扭矩的变换，从而驱动轮胎旋转卡车运行。电动轮的主要工作原理如图1。

图1 电动轮的主要工作原理

2 电动轮结构

电动轮主要由驱动电机、减速机构和制动部分3部分组成。其中电机是动力源，减速机构将动力传递，得到所需的转速或转矩，制动部分起到低速制动和驻车制动（手刹）的作用。

电动轮的减速机构是电动轮中的关键部位。由太阳轮、行星轮、齿圈和扭力筒组成2级减速机构。第1级减速齿轮由3个大行星轮（带有1个减速轴太阳轮）组成。这个太阳轮与牵引电机联接，并且驱动一级减速齿轮。一级齿轮有定位记号（3个记号，相邻两记号夹角为120°），以确保有相同的负荷。第2级减速齿轮由3个小行星轮组成，3个小行星轮与一级减速齿轮和1个内齿圈间是过渡配合。内齿圈是力矩输出端，并且直接与固定在轮毂的扭力筒连接实现轮胎的转动。

润滑系统包括储油箱、油道和管道。油道直接把润滑油输送到齿轮啮合处和二级减速小齿轮轴承。

电动轮轴承系统由2个锥形滚柱轴承、3个球面滚柱轴承和3个圆柱滚柱轴承组成。两个锥形滚柱轴承安装在主机架上，支撑轮毂，承受卡车的全部重量。3个行星轮固定在球面滚柱轴承（调心轴承）和圆柱滚柱轴承上。球面轴承支撑第一级减速齿轮，而滚柱轴承支撑第2级行星轮。

3 技术改进

MT5500卡车电动轮与以往修理的630E、730E和830E卡车电动轮有着本质的区别。电动轮使用交流调速电机驱动，由大功率柴油发动机驱动牵引交流发电机给电动轮供电。交流驱动电机安装在电动轮主机架内部、轴承及托架内侧。除电动轮最大的锥形滚柱轴承（轮毂轴承）采用油脂润滑外，其他部位利用飞溅、重力作用润滑齿轮和大部分轴承。同时，润滑系统在主轴上也设置了有许多的凹槽和油道，多方位充分的润滑电动轮部件。由于MT5500卡车电动轮的体积大，利用现有的电动轮修理工艺及辅助工装，存在安全风险，且修理周期大大增长，不能顺利完成电动轮的大修计划。为此，在修理工艺和辅助工装方面进行改进。

3.1 轮毂外弦轴承拆卸工艺改进

630E、730E和830E卡车电动轮轮毂有个向外延伸的喇叭口，在分解轮毂外弦轴承时，只需2个100 t液压千斤顶就能够顺利完成。而MT5500卡车电动轮的轮毂形状为直筒型，拆卸外弦轴承时不宜使用液压千斤顶。

1）原工艺及其缺点。在原装配工艺中，轮毂外弦轴承与主机架是过盈配合。拆卸轴承时，需要利用热胀冷缩原理通过气割枪中性焰（以下简称“火焰”）将轴承室加热到100℃后，然后将轮毂沿轴向垂直吊起，利用主机架自重辅助敲击拆卸外弦轴承。拆卸外弦轴承的关键因素是温度，然而100℃为轴承的极限温度。温度过低则取不下外弦轴承，温度过高导致外弦轴承退火报废（轴承单价约人民币25万元）。难以均匀的控制轴承及轴承位的受热温度，极易引起因受热不均而发生的变形，使电动轮运转异常或外弦轴承的使用寿命缩短。轴承及轴承位温度的不均匀引起变形，从而导致主机架整体的同轴度偏离轴线，破坏主机架与各个轴承室孔的同轴度，严重的变形致使轴承间隙偏差过大、齿轮啮合不平稳，发生运转异常。轻微的变形使外弦轴承的使用寿命缩短。

2）新工艺及优点。针对MT5500卡车电动轮的特殊结构，设计了3个U型外弦轴承取出器，把这3个取出器固定在轮毂双头螺栓上，配合3个5 t油压千斤顶，将外弦轴承拆卸。使用新工艺后，总体上可以提高工作效率，保证修理质量，降低安全风险，节约修理成本。技术上能有效避免外弦轴承与轴承位损坏，保证电动轮主机架整体的同轴度。经济上可节约配件费用和电动轮主机架轴承室外委修理费用。另外，在轴承安装时，采用轴承加热器可避免火焊加热的缺点，保证轴承正常使用寿命。

3.2 牵引电机的拆装工艺改进

1）原工艺及其缺点。原工艺安装电机转子时，需要电机定子水平放置在地面上，需与双钩天吊配合，才能把转子平行的穿入电机定子内。这个过程很容易造成负荷端圆柱轴承的游动间隙增大，降低轴承使用寿命。同时修理工时约2 h。

2）新工艺及优点。设计了1个能使电机垂直放置的辅助工程装备，将电机垫高、固定。将电机定子放置工装平台上，将电机转子垂直装入电机定子内。可避免平穿转子对轴承引起的损坏，保证轴承的正常使用寿命。同时新工艺只需1台单钩天吊配合，1名修理工就能顺利完成，工时缩短到20 min。使用新工艺后，提高了工作效率，降低了劳动强度，保证了修理质量，并避免轴承损坏。

3.3 瓦座拆装工艺改进及工装制作

1）原工艺及其缺点。MT5500卡车电动轮瓦座是固定行星轮内轴承的关键性部件。之前在拆装瓦座时，重约50 kg的瓦座，安装位置距地约1.5 m高，全靠人工拆装。瓦座极易坠落变形（瓦座非标准件，瓦座之间不可互换），使瓦座与调心轴承室同轴度偏离轴线，甚至造成人身伤害。

2）新工艺及优点。利用力学原理，设计制作了倒“U”型吊具。而且在垂直于“U”型吊具底部加装一个长度为600 mm的平衡握杆，调整与主机架的安装位置，顺利完成瓦座的拆装工序。使用新工艺后，总体上可以降低安全风险，提高工作效率，保证修理质量。节约了修理时间，减少误操作导致的配件损坏。

3.4 行星轮装配辅助工装的制作

1）原工艺及其缺点。在装配行星轮时，需要把行星轮垂直吊运靠自重滑入调心轴承室，在装配时难题就是如何保证调心轴承的平行稳定。调心轴承的不平行不稳定会造成调心轴承游动间隙增大；行星轮小齿与环形齿圈啮合间隙过大或过小都会加大齿轮磨损。它们都能导致行星轮及轴承以及环形齿圈使用寿命的降低。

2）新工艺及优点。新工装平台为一个直径150 mm厚度为25 mm的圆盘。在圆盘中心孔焊接吊环，安装在行星轮大齿最顶端，在吊运时能够保证行星轮的垂直状态，再制作调心轴承与行星轮大齿之间楔入3个宽为30 mm，厚度为10 mm的楔块调整调心轴承的平行稳定性。使用辅助工装后能保证行星轮、轴承以及环形齿圈使用寿命，提高修理质量。保证轴承和齿轮的使用寿命，能大幅度节约修理成本。

3.5 行星轮调心轴承室孔加热工艺改进

1）原工艺及其缺点。在原装配工艺中，行星轮调心轴承与轴承室是过盈配合。安装轴承时，需要利用热胀冷缩原理，通过火焰将轴承室加热到80℃后，安装轴承。难以均匀的控制轴承室的受热温度，极易引起轴承室因受热不均而变形，使轴承无法装入或装入后行星轮和环形齿圈的使用寿命缩短。

轴承室温度的不均匀引起变形，会导致3个行星轮轴承室孔位角度偏离主机架轴线，破坏主机架与3个行星轮轴承室孔的同轴度。严重的变形致使轴承无法装入。轻微的变形使行星轮齿与环形齿圈受力不均匀，啮合间隙过大或过小，磨损齿轮，伴有运转异音，缩短行星轮和环形齿圈的使用寿命。

2）新工艺及优点。磁场加热法，可以较均匀的加热轴承室，减少变形量。将加热线圈缠绕在轴承室外部，利用涡流效应将轴承室均匀加热到80℃，将轴承装入。使用新工艺后，总体上可保证修理质量，降低修理成本。技术上能有效减少轴承室变形，保证主机架与3个行星轮轴承室孔的同轴度，增加行星轮和环形齿圈的使用寿命。.

3.6 牵引电机压盖定位销孔改造及定位销制作

1）原定位销的缺点。MT5500卡车电动轮牵引电机压盖定位销是防止牵引电机径向旋转串动。如果没有定位销将会损坏固定牵引电机的螺栓、制动油管、速度传感器以及温度传感器。MT5500卡车电动轮主机架由多个供应商制造，因此牵引电机压盖定位销孔孔径有所不同，共有3种孔径，分别为φ14 mm、φ16 mm、φ19 mm。而维修现场只有1种φ19 mm孔径的定位销。所以将所有主轴的定位销孔和牵引电机压盖定位销孔不是φ19 mm孔径的全部改造。

2）新定位销制作和优点。首先，将MT5500卡车电动轮翻转垂直于水平地面，把电机压盖固定，（因为牵引电机压盖与主机架配套使用，所以销孔尺寸相同，电机压盖销孔尺寸也需要扩为φ19 mm的孔径），再把立式磁力钻固定在电机压盖上端，选配φ19 mm的合金钻头，把φ14 mm和φ16 mm的销孔扩为φ19 mm销孔。最后，用废旧的双头螺栓（12.8级）加工与孔径相同的定位销，加工长为80 mm，φ19 mm的定位销。电动轮牵引电机压盖定位销孔改造和配套定位销的制作，锻炼了职工技术创新能力，加深了“修旧利废”理念的理解。

3.7 减速箱回油孔的改造

1）原因分析。由于MT5500卡车电动轮体积大，结构特殊，设备运行环境恶略，运行时间长等原因，电动轮漏油是较为常见的故障现象。故障现象统计发现齿轮箱部位漏油占比最高，且漏油存在引发火灾的风险。大修时对电动轮彻底分解后，发现电动轮齿轮箱均有不同程度的漏油。通过检查发现减速箱回油孔道和主机架机座回油孔道不在同一条线上。两者是通过两端带螺纹的铁管连接，因此连接铁管螺纹无法全部旋入2个孔道，进而造成漏油。因此，减速箱回油孔漏油是造成齿轮箱漏油的根本症结。另外，卡车运行过程中由于作业路况、作业工艺等会产生巨大的震动，造成回油孔处密封失效，甚至连接铁管松动变形。污染的齿轮油杂质多，造成回油不畅通，都是引起漏油的诱因。

2）漏油的危害。齿轮油是保证电动轮正常运行的基本条件，它对电动轮内部齿轮、轴承及其它零部件起到降温、润滑、清洗、防腐等作用。漏油严重会使电动轮内部轴承、内齿圈、行星轮无法正常润滑导致损坏，严重的会造成机械事故。

3）改造过程。把MT5500电动轮减速箱从主机架上拆卸下来，做好标记。通过车床校正两回油孔与主机架回油孔的同心度。将减速箱放在卧式镗床上，固定在加工台位上并找正两回油孔之间的同心度，加工2个φ40 mm的孔并保证其在同一水平面上。装配减速箱时，用相同大小的两φ38 mm螺纹铁管，缠生料带与主机架进行连接，再加装两根φ40 mm的高压橡胶管与减速箱油孔处密封（涂抹密封胶），用固定卡子把高压橡胶管与减速箱油孔固定。

4）效益分析。回油孔是电动轮机座与齿轮箱的连接过桥，通过此连接过桥来实现齿轮箱与机座间的齿油循环，确保电动轮的正常运行。通过改造后的油路与回油孔未因出现漏油现象而下车，使用效果良好，彻底解决了回油孔与油路漏油的现象。延长了电动轮的使用寿命，消除了安全隐患，减少了环境污染，降低了职工的重复劳动，节约了修理成本，为企业解决了一项技术难题。

4 结语

上述的7项技术改造只是对MT5500卡车电动轮大修理的工艺改造。通过技术改造，锻炼了职工技术创新能力，加深了“修旧利废”理念的理解，实现了提高修理质量、降低修理成本、消除安全隐患的目的。

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【责任编辑：陈毓】

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

卢云峰.MT5500卡车电动轮自主大修理技术改进［J］.露天采矿技术，2017，32（5）：53-55.

2017-03-02

卢云峰（1965—），男，工程硕士，1988年毕业于山西矿业学院电气自动化专业，现任神华准能集团安监局常务副局长，曾长期从事露天煤矿机电设备的维修和管理。