電動液壓鏟油缸行程限位調(diào)整技術(shù)研究與應(yīng)用

王成超，陸榮偉，王圣富

（云南華聯(lián)鋅銦股份有限公司，云南文山 663701）

0 引言

電動液壓鏟的工作油缸由電液先導(dǎo)系統(tǒng)控制，調(diào)整好限位傳感器與凸輪的位置是實現(xiàn)油缸正常工作的關(guān)鍵。限位傳感器與凸輪共同監(jiān)控油缸的行程，油缸伸縮即將終了時，凸輪靠近接近傳感器，接近傳感器得到接近信號，并將信號傳遞給電液先導(dǎo)控制系統(tǒng)，由電液先導(dǎo)控制系統(tǒng)控制相應(yīng)工作油缸的進(jìn)出口油流量，實現(xiàn)工作油缸伸縮終了時的減速慢行、平穩(wěn)工作[1]。

1 電液先導(dǎo)控制系統(tǒng)工作原理

電動液壓鏟的電液先導(dǎo)控制系統(tǒng)是集成伺服控制器、電腦板、電磁閥和各行程傳感器的精細(xì)控制系統(tǒng)。電液先導(dǎo)控制系統(tǒng)觸發(fā)各工作油缸伸縮、上車回轉(zhuǎn)、行走驅(qū)動，并對其動作進(jìn)行精細(xì)控制。信號路線為：伺服控制器→電腦板→電磁閥。

伺服控制器主要包括操作手柄、腳踏板、行程傳感器、限位傳感器和凸輪等。電磁閥主要包括調(diào)節(jié)電磁閥和開關(guān)電磁閥，兩電磁閥串聯(lián)控制各執(zhí)行動作，當(dāng)其中之一損壞，其相應(yīng)動作將無法執(zhí)行。電腦板將伺服控制器傳輸過來的電信號放大，以便有足夠的信號強度控制電磁閥打開或者關(guān)閉，最終實現(xiàn)各運動元件的控制[2]。

（1）限位傳感器。限位傳感器是一種無需與運動部件機械接觸的位置開關(guān)，當(dāng)凸輪接近限位傳感器并保持合適感應(yīng)距離，限位傳感器不需要與凸輪接觸或施加任何壓力，便得到相應(yīng)動作即將終了的信號，從而把信號以電流等形式傳輸給電腦板。電腦板把限位傳感器傳輸?shù)男盘柗糯筇幚砗?，輸出給對應(yīng)的電磁閥，最終完成相應(yīng)動作的限位控制。限位傳感器是一種開關(guān)型傳感器，即無觸點開關(guān)，它既有行程開關(guān)、微動開關(guān)的特性，同時具有傳感器性能，運作可靠，性能穩(wěn)定，頻率響應(yīng)快，使用壽命長，抗干擾能力強，并具有防水、防震、耐腐蝕等特點[3]。

（2）凸輪。凸輪是提供限位傳感器感應(yīng)的機械裝置，多為圓弧狀，少部分為直板狀，可固定安裝，也可安裝于旋轉(zhuǎn)支架上。安裝位置與凸輪形狀，根據(jù)相應(yīng)動作需求而定。

2 限位傳感器與凸輪的需求關(guān)系

電動液壓鏟工作油缸的行程限位，根據(jù)其動作和工作需求，其限位傳感器和凸輪的配備大同小異，但也有所區(qū)別。因為電動液壓鏟為大型鏟裝設(shè)備，為了保證工作油缸行程終了時得到及時、安全、平順的行程限位，油缸的每個終了動作均設(shè)有二次限位，即每個終了動作由有先后順序的限位傳感器感應(yīng)終了信號，并通過電液先導(dǎo)系統(tǒng)最終完成終了動作控制。行程限位需求關(guān)系見表1。

3 技術(shù)參數(shù)

電動液壓鏟油缸行程限位調(diào)整有兩個關(guān)鍵參數(shù)。

（1）限位傳感器距凸輪感應(yīng)面的距離d=5 mm。5 mm 的間距為限位傳感器感應(yīng)信號的最合適的距離，即保證信號的強力傳輸，也保證了工作裝置運動時凸輪與限位傳感器的安全距離，保護(hù)了限位傳感器不被凸輪碰壞（圖1）。

（2）工作油缸伸縮終了時開始限位調(diào)整距離。工作油缸的限位調(diào)整距離，為工作油缸完全伸縮后又伸出或者縮回油缸的行程距離，各工作油缸有不同要求，以小臂油缸為例，當(dāng)小臂油缸完全伸出再縮回L=100 mm，這100 mm 即為限位調(diào)整距離。調(diào)整距離過小，工作油缸在有限時間內(nèi)不能得到完全限位，工作中會產(chǎn)生碰撞聲；調(diào)整距離過大，工作油缸伸縮行程受到控制，不能運作完整動作，影響工作效率，所以限位距離的調(diào)整極為重要。當(dāng)工作油缸伸出或者縮回相應(yīng)的調(diào)整距離時，凸輪端面要以先后順序接近、遠(yuǎn)離限位傳感器，相關(guān)技術(shù)參數(shù)見表2。

表1 行程限位所需設(shè)備個

圖1 限位傳感器和凸輪

表2 限位傳感器檢測調(diào)整距離 mm

4 調(diào)整步驟

電動液壓電鏟各工作油缸的限位調(diào)整，方法相同，關(guān)鍵參數(shù)d 相同，關(guān)鍵參數(shù)L 根據(jù)工作油缸的需求有所不同。比如表2 中小臂油缸縮回L=150 mm 或者L=500 mm，150 mm 已經(jīng)滿足小臂油缸縮回限位需求，但是電動液壓鏟在上車做回轉(zhuǎn)運動時，鏟斗有可能碰到履帶裝置，損壞設(shè)備，所以根據(jù)實際情況調(diào)整好合適的油缸行程限位極為重要[4]。

具體調(diào)整步驟：①確定調(diào)整部位，比如小臂油缸的伸出限位或者小臂油缸的縮回限位；②確認(rèn)相應(yīng)部位凸輪是否已安裝，如沒有安裝，應(yīng)現(xiàn)行安裝；③需要調(diào)整的工作油缸做終了動作，并根據(jù)技術(shù)參數(shù)伸出或者縮回相應(yīng)行程L，如果不好判斷伸出或者縮回的行程，工作油缸可輕微運作；④安裝或者調(diào)整限位傳感器與凸輪感應(yīng)面的距離d=5 mm，并且限位傳感器上的LED 燈點亮；⑤如果限位傳感器與凸輪配合關(guān)系不正常，調(diào)整后才可試機；⑥根據(jù)試機情況重復(fù)調(diào)整凸輪位置，使其工作油缸行程限位達(dá)到工作運行需求。

5 總結(jié)

電動液壓鏟工作強度大，環(huán)境惡劣，工作油缸、大臂、小臂、鏟斗等的銷子、套子在使用過程中存在正常磨損，油缸限位行程關(guān)鍵參數(shù)d 逐漸發(fā)生變化，出現(xiàn)故障，如油缸無限位、工作粗暴等。當(dāng)銷子套子磨損嚴(yán)重時，如果不及時更換磨損部件，設(shè)備帶病工作，最終將導(dǎo)致凸輪與限位傳感器相撞，破壞傳感器探頭，損壞傳感器，凸輪也因受到撞擊而發(fā)生變形或者脫落，失去原有的被感應(yīng)效果。銷子套子等零部件在這樣的工作狀況下加劇磨損，出現(xiàn)鏟斗變形、油缸油封損壞等。保證各工作裝置的銷套有良好的潤滑外，調(diào)整好油缸的限位行程極為重要。