淺談有效延長電動輪汽車大修周期

唐 飛

（江西銅業(yè)集團(tuán)有限公司 德興銅礦，江西 德興 334224）

1 引言

電動輪汽車在德興銅礦使用近40年時間，車型十余種。電動輪的使用壽命普遍在13～15年之間，隨著新電動輪汽車的梯隊引進(jìn)，整車大修次數(shù)也由3次減少到了1次。現(xiàn)以2013年引進(jìn)的2臺中冶MCC400A型電動輪（初始型）為例，淺談有效延長大修周期及2019年的首次大修。

2 電動輪汽車大修條件

2.1 車況條件

衡量一臺電動輪汽車是否進(jìn)行大修因素很多，有外部客觀條件如生產(chǎn)情況、維修能力、備件的供應(yīng)和零整比等［6］。就車況來說達(dá)到以下條件應(yīng)大修：

（1）大梁開裂嚴(yán)重。

（2）多數(shù)總成件技術(shù)狀況惡化。

（3）電氣元件 、液壓閥件、鈑金件等出現(xiàn)老化、泄漏、開裂嚴(yán)重等現(xiàn)象，故障頻發(fā)，存在安全隱患。

（4）現(xiàn)場維修投入的成本過大，經(jīng)濟(jì)效益差［3］。

（5）非可更換件（如結(jié)構(gòu)件、電控系統(tǒng)）損壞到無法修復(fù)的程度。

（6）可開動率大幅下降［2］。

2.2 經(jīng)濟(jì)合理性原則

設(shè)備大修的決策應(yīng)遵循效益與費用比最優(yōu)的原則。

首先，應(yīng)考慮是否進(jìn)行大修，即大修費用不能超過同型電 動輪汽車的重購成本，否則進(jìn)行設(shè)備大修不如購買新電動輪汽車。其中包括:

式中:R為大修費用;kn為重購成本(大修時的價格）;L為舊電動輪汽車殘值。

式中:CR為大修后電動輪汽車單位成本；Cn為相同新電動輪汽車單位成本。

電動輪汽車大修效益與費用比：

其中：C1為由于大修使故障損失可能減少的預(yù)計數(shù)額；C2為由于減少大修可使產(chǎn)量損失降低的預(yù)計數(shù)額；C為電動輪汽車大修的費用，B為最大時，則效益和費用比最優(yōu)。

綜上所述：延長大修周期、減少大修次數(shù)才符合經(jīng)濟(jì)效益原則，選取恰當(dāng)?shù)拇笮扌蘩砩疃炔拍芊闲б婧唾M用的最優(yōu)比［4-5］。

3 車輛運行情況分析

2013年引進(jìn)2臺電動輪現(xiàn)以99#、100#代替；之后又分兩批引進(jìn)9臺設(shè)計改進(jìn)的，以下稱為“改進(jìn)型” 。

3.1 運行時間及里程

運行時間及里程見表1所示。

表1 運行時間及里程

3.2 可開動率

可開動率見圖1（2臺車運行1.5萬～3萬h的可開動率）。

圖1 99#、100#電動輪可開動率

3.3 基本結(jié)構(gòu)件耐用優(yōu)勢

（1）主要結(jié)構(gòu)件包括：車架、平臺及護(hù)欄、后軸箱、車廂、上下橫臂、后軸箱四拉桿、直梯斜體及引擎罩。

（2）車架結(jié)構(gòu)為大型焊接結(jié)構(gòu)，箱型縱梁的頂板、底板及側(cè)板均采用低合金高強度鋼板，根據(jù)載荷不同，縱梁橫截面設(shè)計成變截面整個車架通過前保險杠、前下部橫梁、前上部橫梁、后上部橫梁、大圓弧過渡的后下部橫梁與車架縱梁焊接成一個整體。車架廣泛采用了合理的筋板布置，大圓弧過渡連接設(shè)計的方法，使整個車架更加牢固，應(yīng)力分布更為合理。制造車架所用鋼板均為高強度鋼板擁有較好的塑形和低溫沖擊性，綜合機械性能較優(yōu)，保證車架的使用壽命。

（4）車廂為一個大型焊接結(jié)構(gòu)件，主要由護(hù)板、前板、側(cè)板、底板組成，全部采用低合金高強度鋼制造，確保了車廂綜合機械性能達(dá)到使用要求。

（5）后軸箱為圓桶狀焊接結(jié)構(gòu)件，采用高強度合金鋼板及鍛件焊接而成，機械性能較優(yōu)。

（6）上下橫臂及后軸箱四拉桿采用低合金高強度鋼鍛造，保證了橫臂及拉桿的使用壽命。

3.4 運行中出現(xiàn)的問題

（1）現(xiàn)車型2013年投入運行以來，由于車輛前下部橫梁采用鋼板焊接制造，后側(cè)面筋板在運行10000h后開始出現(xiàn)裂紋。

（2）車輛前上部橫梁后側(cè)在運行20000h后局部位置出現(xiàn)裂紋。

（3）車輛后軸箱上拉桿支座處由于路況較差，道路顛簸，上拉桿處受應(yīng)力情況復(fù)雜，部分位置受力極大，在運行8000h時上拉桿支座兩側(cè)與車廂縱梁焊接處開始出現(xiàn)裂紋。

（4）后軸箱后拉桿受力較大，1 5000h左右，100#后軸箱上拉桿出現(xiàn)裂紋，后懸掛采用四拉桿結(jié)構(gòu)，維修較復(fù)雜，四拉桿通過8個關(guān)節(jié)軸承將車架與后軸箱相連，由于路況較差，運行環(huán)境惡劣，導(dǎo)致關(guān)節(jié)軸承容易碎裂，尤其是下拉桿關(guān)節(jié)軸承，平均使用壽命不到4000h，上下拉桿關(guān)節(jié)軸承更換1個至少需要1個班的工時，下拉桿更換需要2個班工時，上拉桿更換需要3個班的工時，使礦車故障維修時間增加，維護(hù)成本增高。

目前國內(nèi)一些大企業(yè)(如萬達(dá)、恒大、泛?？毓伞⒈坦饒@等)均已到廣西作了深入調(diào)研和考察，對廣西養(yǎng)老產(chǎn)業(yè)市場有較高的投資熱情，廣西應(yīng)該抓住機遇，吸引各方社會資本前來投資。在吸引社會資本進(jìn)入養(yǎng)老服務(wù)領(lǐng)域的方式上，應(yīng)根據(jù)具體情況進(jìn)行選擇，其中可重點考慮PPP模式。為此，應(yīng)設(shè)立廣西健康養(yǎng)老產(chǎn)業(yè)投資基金予以支持，并通過財政手段將中央和廣西的相關(guān)補助資金納入其中，即產(chǎn)業(yè)投資基金由政策性銀行、私募、信托等金融機構(gòu)出資并結(jié)合財政引導(dǎo)資金組成。同時，在社會資本融資貸款方面，應(yīng)出臺相應(yīng)的優(yōu)惠政策予以支持，解決民營企業(yè)貸款難的問題。

（5）液壓油箱安裝于車架中部位置，添加液壓油時，必須將翻斗舉升以便檢修人員有足夠的檢修空間。這樣不僅增加了日常檢修、保養(yǎng)的難度，而且因檢修人員必須進(jìn)入翻斗底部維修，也增加了安全風(fēng)險。

（6）雙柴油箱結(jié)構(gòu)因連接附件多，相對于單柴油箱結(jié)構(gòu)故障率更高。

（7）前輪轂上球頭銷與前輪轂采用的是絲牙配合的方式連接，車輛運行一定時間后，絲牙被水侵蝕，銹死，造成球頭銷無法正常拆卸，極大地增加了檢修難度。

4 改造式大修實施

4.1 本次大修的特殊性

（1）本次大修的目的是主要產(chǎn)品性能的升級，使其在使用性能、備件通用和后面9臺“改進(jìn)型”一致，而不是以往大修目的——恢復(fù)車輛的性能。

（2）設(shè)備損壞情況不同，本設(shè)備運行時間短，預(yù)計3.1萬h大修。設(shè)備主體都未達(dá)到大修標(biāo)準(zhǔn)，且運行穩(wěn)定。以往大修運行時間一般接近4萬h，按設(shè)計壽命6.5萬h（或13年）。其后面的運行周期更長、設(shè)備損壞趨勢不明顯，修理深度不好斷定。

（3）修理側(cè)重點不同，本次大修計劃更換大量基礎(chǔ)備件，更換后系統(tǒng)之間平順對接是本次大修的側(cè)重點，而不是在修理工藝上。

4.2 重點改造內(nèi)容

4.2.1 車架總成及后軸箱改進(jìn)

車架在此車型基礎(chǔ)上做出優(yōu)化改進(jìn)，前下部橫梁在與下橫臂連接處采用鍛造件，運行至今未出現(xiàn)裂紋。改進(jìn)的車架在多處受力較大位置做出了優(yōu)化設(shè)計，車架上增加了鍛件部件的使用量，之后車型至今運行時間均超過11000h，車架主要受力部位，未出現(xiàn)過裂紋。車輛后軸箱更換了2件上拉桿。

改進(jìn)后礦車采用牽引軸承式后懸掛，只有1個牽引軸承和平衡桿兩端2個關(guān)節(jié)軸承，大大減少了軸承數(shù)量，牽引軸承使用中碳耐磨鋼制造，使用壽命長，平衡桿受力沒有四拉桿復(fù)雜，由于安裝在后軸箱上側(cè)，使用環(huán)境大大改善，從而增加了軸承的使用壽命，之后車型至今運行時間均超過11000h，軸承未出現(xiàn)過損壞，從而大大的加少了礦車的維護(hù)時間，降低了維護(hù)成本，減少了工人的勞動強度。取消了后軸箱拉桿，減少了備件量，間接地減少了使用維護(hù)成本。

4.2.2 液壓系統(tǒng)改進(jìn)

采取改變液壓油箱安裝位置的辦法，將其置于車架的左側(cè)，便于維修保養(yǎng)。解決了該車型與改進(jìn)車型液壓系統(tǒng)相關(guān)備件無法互換的問題。將該車型與改進(jìn)車型液壓系統(tǒng)統(tǒng)一后，備件就具備了可互換性，降低了后期備件管理的難度。

4.2.3 柴油箱改進(jìn)

將現(xiàn)車型的雙柴油箱結(jié)構(gòu)，改造成單油箱結(jié)構(gòu)，并安裝于車架的右側(cè)。改造后可以有效降低柴油箱故障的發(fā)生。解決了該車型與改進(jìn)車型柴油箱、及相關(guān)附件無法互換的問題。

4.2.4 前輪轂結(jié)構(gòu)改進(jìn)

改進(jìn)車型的球頭銷采用的是法蘭壓板固定方式，很好地解決了該車型前輪轂上下球頭銷拆裝難度的大的問題，以及與改進(jìn)車型前輪轂備件無法互換的問題。

4.3 根據(jù)預(yù)見的情況制定大修流程

圖2 大修流程

流程說明（見圖2）：

（1）車輛在整車分解前拆卸翻斗，大修或更換鋪設(shè)耐磨襯板后待用；

（2）發(fā)動機、輪馬達(dá)、總成件等可互換總成件大修后可先用于其他周轉(zhuǎn)；

（3）電器系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、鈑金件部分大修側(cè)重耐用性；

（4）整車分解、總成系統(tǒng)修理、架車安裝、系統(tǒng)調(diào)試四部分重點和難點在架車安裝；

（5）最后啟動、調(diào)試后對大修效果進(jìn)行評估。

5 結(jié)論

綜上所述，延長大修周期、減少大修次數(shù)，因為有合理的經(jīng)濟(jì)效益將是今后大修工作的必然趨勢。然而其弊端也顯現(xiàn)出來，就是對主要部件的破壞性的使用。這就要求今后卡車設(shè)計更符合使用條件；運行中操作科學(xué)、日常檢查到位、維護(hù)積極有效。在大修后利用殘值和購買新車比值合理的情況下，在使用中既要避免應(yīng)避免的故障，也不要產(chǎn)生過度修理現(xiàn)象，報廢時殘值用盡；或為提高強度使整車重量增加，降低運輸效益。恰當(dāng)?shù)拇笮薹桨该芮薪Y(jié)合礦山電動輪運輸?shù)膶嶋H情況，根據(jù)前期的運行情況進(jìn)行有針對性的大修，改進(jìn)缺陷、合理加固結(jié)構(gòu)。確保在大修后的運行周期穩(wěn)定、高效地運行［1］。