630E卡车举升限位的并联改造

摘要： 美国GE公司为小松德莱赛公司生产的电动自卸卡车630E卡车由于长时间满负荷运行，大斗销基孔、主销轴等都已发生过度磨损及变形现象，这样造成卡车大斗在使用过程中，由于车斗货物装载不平衡而发生前后、左右的位移串动，造成举升限位开关的间隙不受控制失效，极容易造成举升缸拔缸事故。发生拔缸后，有时还会砸坏设备上的电器元件，发动机等。本文针对上述问题，对630E卡车举升限位进行技术改造。经过改造后的卡车试验运行良好，改造后没有出现拔缸问题。目前本改造方法已在630E卡车上广泛普及，使用性能良好。

Abstract： Electric dump truck 630E， produced by General Electric Co. for Komatsu Dresser， is experiencing excessive wear and distortion of basal orifice and main pin shaft result from long-time full load operating. Therefore， when the truck operate， if the load is not balanced， the truck hopper would shift from left to right， front to rear. Thus， the switch interval of hoist limited position will out of control， which can easily result in lifting cylinder related accidents. If that happen， it may destroy electrical components， engine and so on. This article is about technology transformation of hoist limited position concerning above problems. After transformation， the experimental truck operates well with no such problems. At present， the transformation has been popularized in 630E dump trucks， and the trucks operate well.

关键词： 举升限位；并联；限位开关

Key words： hoist limited position；parallel；switch of limited position

中图分类号：U469.4 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）32-0055-02

0 引言

小松德莱赛公司生产的630E型154t电动自卸卡车被广泛使用在我国的大中型露天矿中，因其生产效率高，稳定性、可靠性好诸多优点，得到了业内的广泛认可。但近些年来，由于设备的老化，某些设计上的缺陷也逐渐暴露出来。经常由于卡车大斗定位销孔间隙磨损、变形等原因，造成载货设备在举升时，货物的不平衡导致箱斗摆动量比较大，致使举升限位开关间隙或位置无法保证导致不限位。由此造成卡车拔缸，直接影响卡车的出动率和生产量。

1 630E举升限位改造原因

小松德莱赛公司生产的电动自卸卡车630E型载重卡车从组装运行至今已经运行15年左右了。在运行中由于设备运行路面比较颠簸、坡度起伏、坡度大等使用环境影响；设备部件的老化程度比较严重，系统工作不良造成设备部位不良；满载运行的设备，大斗销基孔及其定位销磨损或变形严重，这样造成卡车大斗在使用过程中因货物装载不平衡发生前后、左右的位移窜动，造成举升限位的间隙过大或偏移而失效，造成举升缸拔缸。拔缸后会导致一些电气部件、发动机、液压管被砸断或砸坏，有时甚至容易造成人员伤害。所造成的维修成本比较高，工作人员维修强度大，而且严重影响到设备的出动率。

2 630E举升限位设计分析

630E卡车怎么能从根本上解决或控制背斗和拔缸的现象是目前主要解决的问题。首先从电路控制改造方向入手，结合液压系统控制原理。实施一套对原磁力开关并联行程开关的并联改造方案。磁力开关通过钥匙门控制电源通断，而行程开关使用电瓶直接供电。在动作顺序上设计为一前一后，首先起作用的是举升限位磁力开关，当磁力开关动作3-5秒后行程开关起作用。行程开关在设计上会达到与磁力开关同样控制举升限位电磁阀的作用，功能上实现两级保护从而最大限度地控制拔缸的发生。

当驾驶员关闭钥匙开关操作举升手柄时，磁力开关会断电处于失效状态。举升缸继续动作约3秒行程角铁与行程开关延长干接触动作使开关闭合，行程开关导通后使举升限位电磁阀得电切断举升油路。从而保护举升缸，防止司机误操作。

3 具体分析及控制原理

当卡车大斗发生左右较大量窜动时，这样会导致角铁与磁力开关偏移。这样就会使磁力开关与角铁的距离增加或减少，增大会导致磁力不够开关无法动作使限位失效；而减小会使角铁直接与磁力开关撞击损坏磁力开关，此时磁力开关可能失效或损坏。这样运行设备极易发生拔缸故障。结合限位控制电路和液压控制，在限位电路中加装了一套二级管保护电路。当一级限位发生故障后的3-5秒钟后二级保护行程开关会自动投入，实现举升限位的作用。

液压举升原理：首先由液压泵直接给举升阀供油，举升阀是一个四位三通阀，“H”型中位卸荷机能，分别有举升、保持、浮动和迫降四个位置，它由一个举升控制阀控制它的位置，举升控制阀用290PSI的先导压力推动举升阀分别实现举升、保持、迫降和浮动位置（举升控制阀的液压油来自转向系统）。当举升时，转向泵的压力油在保持转向系统压力达到2500PSI后为举升供油。当举升压力达到2500PSI时，举升阀中的液压油流到油箱，当举升缸上升到预定高度时磁力开关或行程开关动作举升限位电磁阀导通切断先导油路，举升缸停止上升。

结合液压和电气控制如图1所示，在举升限位电路并联设计中使用的开关设计成双电源控制形式，一级限位开关是通过钥匙开关控制712线；二级开关使用电源11号线加装保险15A后将11L线做电源线。通过钥匙开关控制一级磁力开关闭合电路的供电，关闭钥匙则一级磁力开关就不起作用。而二级行程保护开关是由电瓶直接供电，只要电瓶开关不关斷二级保护电路便不会失效；也就是说当关闭钥匙开关后二级磁力保护开关任然通电，也就保证了二级保护电路不受驾驶员操作控制，这样就避免了操作人员误操作发生拔缸现象。在这并联控制电路中，有效的控制每个电源给同一电磁阀不同的供电需求，在控制电路中加装1个二极管，当一级磁力开关动作后，电流不会因为行程开关失效而反送到整车电路中引起其他的电气故障的发生，这就是二级管保护电路的功能。

4 举升限位装置的设计及在设备上的安装

通过在设备上的测量及计算，如图2和图3所示：首先使用4*4角铁做成直角架，直角架的左面钻孔并用3/4强度为7.5级螺栓连接于一小铁块上。此小铁块焊接在右侧后氮缸上方位置，固定钢架可以在小铁块上自由滑动以便调整。安装平面与磁力开关安装在相同平面同一高度位置上，行程开关的四个孔其中内侧两个孔与角铁下面相连，由8对粗螺栓固定或用扎带捆绑。角铁焊接成直角形状左侧长100mm，下面角铁长130mm；箱斗上安装的角铁宽100mm，长400mm，延长杆长85mm，角铁宽40mm。安装时箱斗角铁落下时正好在延长杆的中心位置处。两边各余下20mm的距离，这个距离是箱斗左右窜动时的最大位移量。当箱斗左右窜动时，行程开关有足够的动作范围，从而有效的激活电磁线圈使其液压控制系统能正常投入工作，从而有效地保护举升缸的安全工作行程范围。

5 设备试验及推广

2011年3月首先在黑岱沟露天矿630E排土设备中举升故障发生率比较频繁的55#、57#卡车上改装进行观察运行。经过5个多月的运行发现使用性能非常可观，举升限位方面的故障从根本上得到了控制。经常发生的举升拔缸故障已经得到很好的控制。基于对改造后试运行车辆的控制限位故障控制效果明显，车间决定对剩余的56台630E设备举升限位进行并联改造。到目前为止使用性能良好，举升拔缸故障率以从2010年85台次下降到10台次。

6 经济效益分析

制造一套630E卡车举升限位并联装置需要2.5平方双芯电缆线约20米，角铁4*4为70cm，3/4螺栓及螺母2对，磁力开关1个，行程开关1个，每台车材料费用约为500元；改装一台车需要3个人消耗时间3小时左右。一台车改装费用总共需要620元左右，58台车共计为35960元左右。改造后举升拔缸从2010年85台次降到目前为止的10台次。每次拔缸举升缸损坏或报废2个，还将损坏连接油管；损失液压油一邮箱，甚至会砸坏发动机和一些电器元件。每个举升缸74189元，液压油管每根价值1200元左右；一液压油箱的液压油价值1.2万元左右；电器元件都非常昂贵，每年每台次可节约7.4189万元左右。而目前为止控制的75台设备共计节约成本约为580.4175万元。

从设备的维修方面来说，降低了故障率就降低了维修人员的劳动强度及维修时间。降低了设备的维修时间，也就提高了设备的运行时间，从而提高了设备的出动率。

7 结语

针对630卡车背斗拔缸的问题，经过近一年的实践摸索、理论学习、反复试验，最终成功解决了此问题，并根据设备目前和将来的运行环境、运行状况，提出了具体的预防及解决的办法和措施。实践证明630E卡车背斗拔缸这一故障是可以消除和预防的。

参考文献：

[1]小松公司：630E卡车维修手册[M].1993.

[2]杨雪，陈循：液压系统故障诊断方法研究.机械工程师，2001，（9）.

[3]陈清纯.电动轮自卸卡车前轮防护压块【中国专利】2008（03）.