2100BL型挖掘機推壓限位裝置的改進

黃俊亮

摘 要：挖掘機推壓限位裝置以前由行程開關(guān)和蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)等組成，由于采用硬連接傳動，沒有緩沖作用，易損壞，為此采用編碼器和PLC進行限位控制，并改為鋼絲軟傳動。

關(guān)鍵詞：挖掘機；PLC；斗桿限位；觸摸屏限位設(shè)置

前言

江西德興銅礦采礦場共有十四臺挖掘機（俗稱電鏟），擔(dān)負著繁重的礦山采剝?nèi)蝿?wù)。電鏟包括行走機構(gòu)、回轉(zhuǎn)機構(gòu)、提升機構(gòu)以及推壓機構(gòu)，推壓機構(gòu)是電鏟的主要機構(gòu)之一，其作用是使斗桿前伸或回收，配合提升機構(gòu)完成挖掘任務(wù)。斗桿前伸時如沒有限位保護措施，因為慣性作用很容易導(dǎo)致斗桿甩出去，導(dǎo)致重大設(shè)備安全事故；回收時如沒有限位保護措施，也會因為慣性作用導(dǎo)致斗桿回收過度撞擊電鏟懸臂，嚴重影響電鏟的使用壽命，因此，電鏟的推壓限位裝置的作用就顯得尤為重要。

原來電鏟的推壓限位裝置安裝在推壓減速箱右側(cè)的后半部，由推壓二軸帶動蝸輪蝸桿機構(gòu)，再帶動兩個凸輪。當(dāng)齒條運動至事先設(shè)定的位置（由電工和電鏟司機配合設(shè)定）時，凸輪就會頂?shù)絻蓚€行程開關(guān)，分別發(fā)出一級、二級限位信號。

在實際使用中，由于電鏟的推壓機構(gòu)是剛性傳動，沒有任何的緩沖，很容易出現(xiàn)齒條錯齒故障，造成減速箱中的蝸輪蝸桿傳動機構(gòu)錯位卡死，甚至折斷，致使推壓限位裝置失去作用，從而導(dǎo)致重大設(shè)備安全事故的發(fā)生。為此，在大修階段對其中的一臺電鏟（5#鏟）進行了改進。

1 故障

電鏟在實際使用中，由于推壓機構(gòu)是剛性傳動，沒有緩沖作用，會發(fā)生齒條錯齒故障，出現(xiàn)錯齒故障，會較大影響電鏟的懸臂、斗桿、推壓小齒輪和齒條的使用壽命。出現(xiàn)錯齒的主要原因：電鏟鞍形滑動板（護柄套）與斗桿的間隙調(diào)整不合適，間隙過大，造成推壓時抖動過大，從而使減速器中的蝸輪蝸桿傳動錯位卡死，嚴重時折斷。造成限位裝置不起作用，司機操作時過推或過收，使斗桿齒條錯位。限位裝置失效，有可能會導(dǎo)致斗桿在電鏟工作時飛出去，導(dǎo)致重大設(shè)備安全事故的發(fā)生。為此，在大修階段對其中的一臺電鏟（5#鏟）進行了改進。

2 改進方法

方法：去掉以前的推壓限位裝置，采用編碼器和PLC進行推壓結(jié)構(gòu)的推壓及回收的限位控制。改進的推壓限位裝置由絕對值編碼器、轉(zhuǎn)換模塊、西門子200系列PLC CPU224模塊和觸摸屏，原理如圖1所示。

圖1

絕對值編碼器安裝在右推壓引出軸上，采用軟連接，可以實時反映斗桿的位置，再通過轉(zhuǎn)換模塊將斗桿位置信號傳送給西門子PLC模塊并顯示在駕駛室操作臺觸摸屏上。觸摸屏上顯示了實際斗桿位置值，可以設(shè)置推壓限位值和回收限位值。

3 控制流程圖

根據(jù)斗桿限位報警設(shè)計的要求，現(xiàn)繪制控制流程圖如圖2所示。

4 PLC程序T型圖

在斗桿前升和回收的運行過程中，將斗桿實際位置值與回收限位、推壓限位設(shè)定值相比較，達到設(shè)定值時發(fā)出報警，程序T型圖如圖3所示。

圖3 PLC程序T型圖

5 平時維護故障分析

（1）故障現(xiàn)象：運行時，設(shè)置屏上推壓限位值、回收限位值、實際斗桿值都顯示為“#”；原因分析：通訊未連接上。排除方法：a.檢查操作面板與PLC之間的通訊電纜有無脫落。b.CPU224模塊電源線有無脫落。（2）故障現(xiàn)象：設(shè)置屏無顯示。原因分析：設(shè)置屏電源丟失。排除方法：a.檢查控制箱內(nèi)空開是否合上。b.設(shè)置屏電源線有無脫落。c.24V電源模塊損壞。

6 改進后的優(yōu)點

以前2100BL型號的電鏟采用蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)式推壓限位，每次重新卸裝斗桿后都要電工去推壓平臺上重新手動設(shè)置推壓和回收限位，改進后只需要在駕駛室觸摸屏上設(shè)置即可，操作簡單方便，電鏟司機自己就可以操作完成；改進后的推壓限位定位準確，且不容易發(fā)生位置偏移，確保了挖掘的安全性；需要解除/推壓限位時只需要在觸摸屏上點擊解除/恢復(fù)按鍵即可，簡單直觀。

7 結(jié)束語

經(jīng)過在5號鏟的三年多的實際使用，證明改造后的推壓限位裝置完全可以取代原來的限位系統(tǒng)；采用PLC控制技術(shù)，性能更安全可靠，大大提高了推壓小齒輪及斗桿的使用壽命。

參考文獻

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