内蒙古包头市包钢钢联股份有限公司巴润矿业分公司 内蒙古包头市 014080
1 前言
巴润矿业公司是一个大型的露天矿床生产基地。它的采剥总量一亿一千二百五十万吨，矿石一千五百万吨，自公司建矿以来先后引进了由我国太原重型机械厂生产的WK-10C型电铲、WK-20型电铲及德国ER9350型利勃海尔电铲，2012年4月引进了太重新开发的WK-27A型电动电铲。这种电铲可与载重为154t-240t的矿用自卸车相配套，年产量可达到1000万吨-2000万吨，可完成巴润公司自有设备全年总产量的20%-30%左右，由此可见，提高WK-27A型矿用电铲的设备利用率就显得尤为重要。
2 设备简介
（1）机械部分：WK-27A型电铲的推压机构采用的齿轮齿条推压方式，铲斗采用铸焊结构，斗杆采用双梁、变截面板厚或高强度斗杆、推压齿条采用高锰钢铸造齿条，提升机构采用硬齿面圆柱齿轮传动装置，提升钢丝绳采用单卷筒双钢丝绳缠绕方式，回转机构立式同轴硬齿面圆柱齿轮传动装置，回转立轴采用简支梁支承结构，辊盘的辊子采用圆锥形结构，履带行走装置采用多支点支承式，驱动方式采用左右履带单独驱动，行走减速及采用硬齿面圆柱齿轮传动，驱动轮、张紧轮、支重轮采用合金钢、高锰钢铸件、锻件，履带板采用高锰钢铸件。
（2）润滑系统：WK-27A型电铲润滑系统采用分散油池独立循环系统，油脂润滑采用定量、定时自动集中供油和喷射润滑系统。
（3）电气系统：WK-27A型电铲电气系统为“上位综合监控系统+PLC+基础变频传动”组成的三级控制系统检测和显示电铲的运行状态，PLC实现整机运行的时序逻辑控制，变频传动驱动各机构协调动作实现可控运行。
3 行程减速箱工作原理
减速箱一般用于低转速大扭矩的传动设备，把电动机、内燃机或其它高速运转的动力通过减速箱的输入轴上的齿数少的齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的，普通的减速箱也会有几对相同原理齿轮达到理想的减速效果，大小齿轮的齿数之比，就是传动比。
WK-27A型电铲采用的是行星减速箱，行星减速箱其优点是结构比较紧凑，回程间隙小、精度较高，使用寿命很长，额定输出扭矩可以做的很大，但价格略贵。其行程减速箱实体如图1所示。
.png)
图1 WK-27A行程减速箱实体
齿轮减速箱具有体积小，传递扭矩大的特点。齿轮减速箱在模块组合体系基础上设计制造，有极多的电机组合、安装形式和结构方案，传动比分级细密，满足不同的使用工况，实现机电一体化。齿轮减速箱传动效率高，耗能低，性能优越。摆线针轮减速箱是一种采用摆线针齿啮合行星传动原理的传动机型，是一种理想的传动装置，具有许多优点，用途广泛，并可正反运转。
行星减速箱是由一个内齿环紧密结合於齿箱壳体上，环齿中心有一个自外部动力所驱动之太阳齿轮，介於两者之间有一组由三颗齿轮等分组合於托盘上之行星齿轮组该组行星齿轮依靠著出力轴、内齿环及太阳齿支撑浮游於期间；行星减速箱当入力侧动力驱动太阳齿时，可带动行星齿轮自转，并依循著内齿环之轨迹沿著中心公转，游星之旋转带动连结於托盘之出力轴输出动力。
行星减速箱主要传动结构为：行星轮，太阳轮，内齿圈。WK-27A行程减速箱原理结构如图2所示。
.png)
.png)
图2 WK-27A行程减速箱原理结构图
其中影响行程减速箱的重要参数如下：
（1）减速比：输入转速与输出转速之比；
（2）级数：行星齿轮的套数。一般最大可以达到三级，效率会有所降低；
（3）满载效率：在最大负载情况下（故障停止输出扭矩），减速箱的传递效率； 工作寿命：减速箱在额定负载下，额定输入转速时的累计工作时间；
（4）额定扭矩：是额定寿命允许的长时间运转的扭矩。当输出转速为100转/分，减速箱的寿命为平均寿命，超过此值时减速箱的平均寿命会减少。当输出扭矩超过两倍时减速箱故障；
（5）噪音：单位分贝dB（A），此数值实在输入转速3000转/分，不带负载，距离减速箱1米距离时测量值；
（6）回差：将输入端固定，是输出端顺时针和逆时针方向旋转，当输出端承受正负2%额定扭矩时，减速箱输出端由一个微小的角位移，此角位移即为回程间隙。单位是“分”，即一度的1/60。
WK-27A行程减速箱输入轴和输出轴不在同一轴线上，也不在同一平面上。但是一般体积较大，传动效率不高，精度不高。谐波减速箱的谐波传动是利用柔性元件可控的弹性变形来传递运动和动力的，体积不大、精度很高，但缺点是柔轮寿命有限、不耐冲击，刚性与金属件相比较差。输入转速不能太高。
由于减速箱运行环境恶劣，常会出现磨损、渗漏等故障，最主要的几种是：
（1）减速箱轴承室磨损，其中又包括壳体轴承箱、箱体内孔轴承室、变速箱轴承室的磨损；
（2）减速箱齿轮轴轴径磨损，主要磨损部位在轴头、键槽等；
（3）减速箱传动轴轴承位磨损；
（4）减速箱结合面渗漏。
针对磨损问题，传统解决办法是补焊或刷镀后机加工修复，但两者均存在一定弊端：补焊高温产生的热应力无法完全消除，易造成材质损伤，导致部件出现弯曲或断裂；而电刷镀受涂层厚度限制，容易剥落，且以上两种方法都是用金属修复金属，无法改变“硬对硬”的配合关系，在各力综合作用下，仍会造成再次磨损。对一些大的轴承企业更是无法现场解决，多要依赖外协修复。当代西方国家针对以上问题多使用高分子复合材料的修复方法，其具有超强的粘着力，优异的抗压强度等综合性能。应用高分子材料修复，可免拆卸免机加工既无补焊热应力影响，修复厚度也不受限制，同时产品所具有的金属材料不具备的退让性，可吸收设备的冲击震动，避免再次磨损的可能，并大大延长设备部件的使用寿命，为企业节省大量的停机时间，创造巨大的经济价值。
而针对渗漏问题，传统方法需要拆卸并打开减速箱后，更换密封垫片或涂抹密封胶，不仅费时费力，而且难以确保密封效果，在运行中还会再次出现泄漏。高分子材料可现场治理渗漏，材料具备的优越的粘着力、耐油性及350%的拉伸度，克服减速箱振动造成的影响，很好地为企业解决了减速箱渗漏问题。
4结语
WK-27A电铲减速箱应从原理了解，充分研究其设计、性能、维护、操作，从而减少或防止机械设备故障的发生，保证设备正常工作，为企业创造更好的社会效益与经济效益。