交流传动电动轮自卸车结构与设计
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前言

非公路电动轮自卸车是大型露天矿的主要运输工具,它结构复杂、吨位大、使用条件苛刻、技术含量高,与牙轮钻机、电铲并称矿山三大标志性装备。

目前,交流传动电动轮自卸车结构和设计技术主要掌握在卡特彼勒/尤尼特瑞格、小松、利勃海尔、日立建机、别拉斯等几家国外矿车巨头手中,其中的核心交流电传动技术几乎全部为通用电气和西门子所垄断。出于市场竞争和技术封锁的需要,并考虑到可能应用于军用大型车辆,任何相关的电动轮自卸车技术都被严格保密。基于此,我国矿山使用的电动轮自卸车绝大部分仍需依赖进口,国内的整车制造商则不同程度存在着核心技术依赖国外和产品利润率低等问题。造成这种不利局面的一个最主要原因是一直以来我国尚未完全掌握电动轮自卸车最核心的关键技术——交流电传动技术。

为适合装备制造产业结构调整,发展我国大型电动轮自卸车产业,2009年国务院《装备制造业调整和振兴规划》中明确要求将大型矿用电动轮自卸车国产化作为振兴我国装备制造业的任务之一。为此,作为全球最大的轨道交通装备制造商,中国北车股份有限公司(简称北车,CNR)充分利用高速铁路机车技术,在国内首先自主开发出电动轮自卸车直流电传动系统,随后又成功开发出交流电传动系统。在此基础上,2012年北车又自主研制成功EQ190AC型交流传动电动轮自卸车,同时获得了北京市科学技术委员会对大型电动轮自卸车产业化和国产化的资金支持,这标志着中国北车成为目前世界上首家拥有交流电传动技术完全自主知识产权的整车制造商。

与国外50多年电动轮自卸车研制的历史相比,我国的相关设计、研究工作起步较晚。本书的主要目的是力求打破国外的技术垄断和封锁,探索推动我国大型电动轮自卸车技术的快速发展,尝试满足国内相关设计、科研、制造、使用和维修等方面的迫切需求,努力促进交流电传动等关键技术在矿山机械、铁路、汽车、坦克和轮式装甲车辆、舰船等领域的工程应用。

作者力图将该领域国内外最新的研究成果和中国北车研发团队的研制成果,全面、系统地奉献给读者,期望从中有所裨益和帮助。由于一些研制工作尚未结束,加之核心参考文献相对较少,全书内容以交流传动电动轮自卸车结构介绍为主,兼顾设计技术。

本书具有“新”、“信”、“多”三个特点:“新”指主要内容均是所能获得的国内外最新研究成果,和作者最新的研究结论,一些关键设计公式系首次给出;“信”指每章内容均经过结构设计、图纸生成、施工评审、试制生产和工业运行试验考核验证;“多”则指阐述电动轮自卸车结构的插图较多。

本书是作者在设计研制新型电动轮自卸车基础上,并参阅一些专家、学者的有关著作、论文及研究成果撰写的,部分插图引自卡特彼勒、小松、利勃海尔、日立建机、尤尼特瑞格、别拉斯、通用电气、康明斯公司的产品资料和北京科技大学,谨致谢忱。

本书各章的主要分工如下:第1章由赵波执笔;第2章由赵波、赵彦平、李婧撰写;第3章由任伯涛、王宁、王春柳、赵彦平撰写;第4章由李伟、赵波、张利芳、李晓群、孙博、王春柳撰写;第5章由刘少权、孙冰慧、吴勇、董伯男、李晓琨撰写;第6章由金俊权、唐倩、崔志英、赵波撰写;第7章由王家兵执笔;第8章由段立军、张显锋、李婧、李晓琨、赵彦平撰写;第9章由贾雯雅执笔;第10章由赵彦平、王宁撰写;第11章由袁阳、崔志英、唐倩撰写;第12章由陈娜娜执笔。全书由赵波主持编著并统稿。

本书的问世首先应该感谢北京科技大学张文明教授的悉心指导和热情帮助。感谢中国航天科工集团于本水院士、北京理工大学副校长孙逢春教授、北京交通大学姚燕安教授对全书进行评阅和提出的宝贵意见。中国北车股份有限公司工程机械研发中心戴明高工、王冠英高工、吴敬勋高工、邢茂高工和北京二七轨道交通装备有限责任公司王文胜高工审阅了部分或全部书稿,在此一并致谢。本书撰写过程中,还得到中国北车股份有限公司北京二七轨道交通装备有限责任公司领导杨永林教授、马建勋高工、乔红波高工以及中国北车股份有限公司工程机械研发中心封全保高工、孙青高工的有力支持和热情鼓励。感谢北京市科学技术委员会的关怀和中国汽车工程学会矿用汽车分会、中国工程机械工业协会工程运输机械分会的指导帮助。最后,承蒙铁路科技图书出版基金的资助、中国铁道出版社的帮助和评审委员会专家的辛勤评议,谨致谢忱。特殊鸣谢中国铁道出版社王风雨主任和责任编辑黄璐在本书出版过程中的努力和付出。

本书的编著出版,是我们的一种大胆尝试,由于作者学术水平有限,难免有不当之处甚至错误,衷心期望能得到读者的批评指正。

作 者

二〇一三年十二月