電動液壓鏟油缸行程限位調整技術研究與應用

王成超，陸榮偉，王圣富

（云南華聯鋅銦股份有限公司，云南文山 663701）

0 引言

電動液壓鏟的工作油缸由電液先導系統控制，調整好限位傳感器與凸輪的位置是實現油缸正常工作的關鍵。限位傳感器與凸輪共同監控油缸的行程，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控制系統，由電液先導控制系統控制相應工作油缸的進出口油流量，實現工作油缸伸縮終了時的減速慢行、平穩工作[1]。

1 電液先導控制系統工作原理

電動液壓鏟的電液先導控制系統是集成伺服控制器、電腦板、電磁閥和各行程傳感器的精細控制系統。電液先導控制系統觸發各工作油缸伸縮、上車回轉、行走驅動，并對其動作進行精細控制。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。電磁閥主要包括調節電磁閥和開關電磁閥，兩電磁閥串聯控制各執行動作，當其中之一損壞，其相應動作將無法執行。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閉，最終實現各運動元件的控制[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，當凸輪接近限位傳感器并保持合適感應距離，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的信號放大處理后，輸出給對應的電磁閥，最終完成相應動作的限位控制。限位傳感器是一種開關型傳感器，即無觸點開關，它既有行程開關、微動開關的特性，同時具有傳感器性能，運作可靠，性能穩定，頻率響應快，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，也可安裝于旋轉支架上。安裝位置與凸輪形狀，根據相應動作需求而定。

2 限位傳感器與凸輪的需求關系

電動液壓鏟工作油缸的行程限位，根據其動作和工作需求，其限位傳感器和凸輪的配備大同小異，但也有所區別。因為電動液壓鏟為大型鏟裝設備，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終了信號，并通過電液先導系統最終完成終了動作控制。行程限位需求關系見表1。

3 技術參數

電動液壓鏟油缸行程限位調整有兩個關鍵參數。

（1）限位傳感器距凸輪感應面的距離d=5 mm。5 mm 的間距為限位傳感器感應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整距離。工作油缸的限位調整距離，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，當小臂油缸完全伸出再縮回L=100 mm，這100 mm 即為限位調整距離。調整距離過小，工作油缸在有限時間內不能得到完全限位，工作中會產生碰撞聲；調整距離過大，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，所以限位距離的調整極為重要。當工作油缸伸出或者縮回相應的調整距離時，凸輪端面要以先后順序接近、遠離限位傳感器，相關技術參數見表2。

表1 行程限位所需設備個

圖1 限位傳感器和凸輪

表2 限位傳感器檢測調整距離 mm

4 調整步驟

電動液壓電鏟各工作油缸的限位調整，方法相同，關鍵參數d 相同，關鍵參數L 根據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運動時，鏟斗有可能碰到履帶裝置，損壞設備，所以根據實際情況調整好合適的油缸行程限位極為重要[4]。

具體調整步驟：①確定調整部位，比如小臂油缸的伸出限位或者小臂油缸的縮回限位；②確認相應部位凸輪是否已安裝，如沒有安裝，應現行安裝；③需要調整的工作油缸做終了動作，并根據技術參數伸出或者縮回相應行程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安裝或者調整限位傳感器與凸輪感應面的距離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系不正常，調整后才可試機；⑥根據試機情況重復調整凸輪位置，使其工作油缸行程限位達到工作運行需求。

5 總結

電動液壓鏟工作強度大，環境惡劣，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，油缸限位行程關鍵參數d 逐漸發生變化，出現故障，如油缸無限位、工作粗暴等。當銷子套子磨損嚴重時，如果不及時更換磨損部件，設備帶病工作，最終將導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生變形或者脫落，失去原有的被感應效果。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，調整好油缸的限位行程極為重要。