全合成车辆齿轮油在寒冷地区电铲的应用

刘晓磊

天津日石润滑油脂有限公司

作为露天矿开采中的主要采掘装备，电铲主要用于露天矿山表面物质的剥离、采装等土石方作业。电铲机械系统主要包括推压系统、提升系统、回转系统、行走系统、供气系统及润滑系统六大系统[1]。

目前，国内矿山企业使用的主流润滑油品主要为国外品牌，价格相对昂贵，而国内品牌油品份额处于较低水平。天津日石润滑油脂有限公司依据电铲减速机的工况特点及冬季恶劣的气候环境，开发出了天津日石75W-140 GL-5全合成重负荷车辆齿轮油用于冬季润滑。为帮助客户降本增效，加快设备用油国产化进程，本文采用该全合成重负荷车辆齿轮油在内蒙古某露天矿企业电铲行走减速机上进行了应用试验。

工况调研

设备概况

WK-10B型电铲由我国某重型机械集团有限公司自主研制，最低工作环境温度可达到-40 ℃。其主要参数见表1。

表1 WK-10B电铲主要参数

现用油脂

该企业目前用油分为夏季用油及冬季用油两种，夏季（5月至10月）使用某国外品牌的85W-140 GL-5重负荷车辆齿轮油，冬季（11月至次年4月）使用某国外品牌的75W-140 GL-5全合成重负荷车辆齿轮油。此国外品牌的75W-140 GL-5全合成重负荷车辆齿轮油与天津日石75W-140 GL-5全合成重负荷车辆齿轮油2种油品的理化指标对比见表2。

从表2可见，天津日石产品与国外竞品总体性能相当，且黏度指数和闪点较优。

表2 某国外品牌与天津日石的GL-575W-140车辆齿轮油理化指标对比

应用试验

经过双方沟通协调，制定试验方案，天津日石75W-140 GL-5全合成重负荷车辆齿轮油用于WK-10B电铲的行走减速机润滑，试验跨越整个冬季（11月到第二年5月）。

试验方案概述

◇对试验电铲进行检修，保证设备处于可正常运行状态。做好设备润滑系统的清洗，包括对试验油箱的清洁及滤芯更换。

◇在注油口加注新油，加注至合理位置（启动设备，运转10 min后停止，静置10 min，再次确认润滑油位应处于合理位置）。再次运行30 min，观察油品外观（油品颜色、有无固体颗粒物、絮状物及游离水），如有异常将重复清洗步骤。补足油品后，机械静置20 min再次确认润滑油位处于合理位置。

◇根据现场的实际情况，取样在热机状态下进行，在放油口取样，需要将取样口清理干净，然后放出部分油品进行冲洗，确保样品的代表性；每次取样分为3份，双方各持一份化验分析，封存保留一份；试验周期内共取样4次。此外，应注意取样后观察油位，按需补充油品，避免亏油造成设备损坏。

◇对各样品进行检验分析，根据数据分析判断润滑状态及磨损趋势。

取样

WK-10B电铲行走减速箱冬季试验共取样4次，取样工作时长分别为0 h、500 h、1500 h、2200 h。

评价依据

本次试验油品的评价依据为GB/T 30034—2013《重负荷车辆齿轮油（GL-5）换油指标》，当使用中的重负荷车辆齿轮油各指标有一项指标达到换油指标时应更换新油，具体要求见表3。

表3 GB/T 30034—2013重负荷车辆齿轮油（GL-5）换油指标

应用效果

试验油样检验结果见表4。

从表4可以看出：

表4 WK-10B行走减速箱跟踪取样检验结果

◇最新的GB 13895—2018 《重负荷车辆齿轮油》来看，标准中新增KRL剪切安定性的分析项目，表明黏度的保持对于齿轮的保护有着重要意义。该齿轮油经过长时间的使用后，运动黏度基本上保持不变，未出现较大的变化，表明润滑油膜始终处于合理水平。

◇齿轮油经过长时间的使用后，酸值增加了0.35 mgKOH/g，远低于换油标准要求的1 mgKOH/g，从侧面反映了该齿轮油劣化程度低。

◇正戊烷不溶物含量小于0.1%，远低于1%指标，表明油品仍有较强的溶污性能。

◇水含量为0.05%，仍然处于低水平。

◇铜含量低于10 mg/kg,铁含量为30 mg/kg左右，均远低于换油指标。这表明该车辆齿轮油极压抗磨和承载性能优异，对于电铲行走减速机的齿轮和轴承部件有着极佳的润滑保护效果。

结论

应用试验的结果表明，天津日石75W-140 GL-5全合成重负荷车辆齿轮油具备优异的黏度保持性能、黏温及低温性能和极压承载性能。在整个试验过程中，电铲行走机械运行正常，未出现不良情况，使用效果得到了客户的认可。同时，该应用试验也证明了在严苛的低温环境下，国产车辆齿轮油可以替代国外品牌竞品，为矿山设备用润滑油的国产化替代工作积累了宝贵的经验。