電液控制技術(shù)在渣包車上的應(yīng)用與維修

秦衛(wèi)國(guó)

【摘 要】本文簡(jiǎn)要概述了電液控制技術(shù)分類、特點(diǎn)以及在渣包車的應(yīng)用與維修。

【關(guān)鍵詞】電液控制技術(shù)；渣包車；電液比例控制技術(shù)

在冶煉行業(yè)，熔渣的駁運(yùn)是至關(guān)重要的一個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)，而完成這一任務(wù)的主要工具就是渣罐運(yùn)輸車（以下稱渣包車）。20世紀(jì)70年代以來(lái)，美國(guó)KRESS公司、ROYAL公司和德國(guó)KAMAG公司及瑞典GIA公司等相繼開(kāi)發(fā)研制了載重 32～250t的輪式渣包車系列產(chǎn)品，并被世界各國(guó)冶煉廠廣泛采用。由于渣包車的采用，使冶煉廠渣處理環(huán)節(jié)中的嚴(yán)重污染得以有效的控制，在實(shí)際應(yīng)用中取得了良好效果。近幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)相繼有一些廠家也對(duì)渣包車進(jìn)行研發(fā)，例如：長(zhǎng)沙凱瑞、中冶寶鋼、上海海鵬等相繼研制出自己的車型，技術(shù)已經(jīng)趨于成熟，被國(guó)內(nèi)外冶煉行業(yè)所采用。

1 渣包車是一種集機(jī)械安裝、電液控制、液壓驅(qū)動(dòng)于一體的高技術(shù)密集型的車輛

特別是電液控制技術(shù)的應(yīng)用，不僅簡(jiǎn)化了渣包車的結(jié)構(gòu)，而且極大提高了渣包車作業(yè)功率、作業(yè)效率，作業(yè)穩(wěn)定性。

1.1 電液比例控制技術(shù)的特點(diǎn)

渣包車應(yīng)用的是現(xiàn)在世界上最先進(jìn)的電液比例控制技術(shù)。這種控制技術(shù)不僅具有可靠、價(jià)廉、節(jié)能、易維護(hù)特點(diǎn)，而且具有相當(dāng)高精度和動(dòng)態(tài)響應(yīng)特點(diǎn)。比例元件的設(shè)計(jì)原理采用了多種形式的內(nèi)反饋、動(dòng)態(tài)反饋及電校正等手段，使閥的精度、響應(yīng)、穩(wěn)定性都得到了大幅度提高，穩(wěn)態(tài)滯環(huán)減小到3%左右，工作頻寬可達(dá)25Hz。近年來(lái)，計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展帶來(lái)了控制領(lǐng)域的革命，出現(xiàn)了采用高速開(kāi)關(guān)閥和步進(jìn)電機(jī)拖動(dòng)的數(shù)字式元件，以及以此為基礎(chǔ)的脈寬調(diào)制（PWM）型電液控制系統(tǒng)和數(shù)字增量控制（IDC）型電液控制系統(tǒng)。它們從抗干擾性和適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境的能力以及控制方式、控制策略上與傳統(tǒng)的電液控制系統(tǒng)有著顯著不同。

電液控制系統(tǒng)可分為閉環(huán)和開(kāi)環(huán)兩種，采用閉環(huán)控制系統(tǒng)可提高執(zhí)行元件輸出參數(shù)的控制精度，或?qū)崿F(xiàn)特定的控制目標(biāo)。通常電液伺服控制系統(tǒng)采用閉環(huán)控制。由于電液比例控制系統(tǒng)對(duì)工作介質(zhì)清潔度無(wú)特殊要求，制造成本低，能量損失小，穩(wěn)定和動(dòng)態(tài)控制特性足以滿足大部分工程控制的要求，被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。

1.2 電液控制技術(shù)的組成

液壓系統(tǒng)按采用控制閥的性質(zhì)分類，可分為普通液壓傳動(dòng)系統(tǒng)、電液比例系統(tǒng)和電液伺服系統(tǒng)。電液比例控制技術(shù)系統(tǒng)中最重要的元件便是電液比例閥。電液比例閥的性能介于開(kāi)關(guān)定值控制閥、伺服控制閥之間，結(jié)構(gòu)較伺服控制閥簡(jiǎn)單，價(jià)格較低且易于維護(hù)，它可根據(jù)輸入的電信號(hào)連續(xù)地控制液流參量，滿足一般液壓控制系統(tǒng)對(duì)控制性能的要求。

電液比例控制系統(tǒng)和電液伺服控制系統(tǒng)基本構(gòu)成可以歸納如下：系統(tǒng)的指令及放大單元多采用電氣控制，其中，電—機(jī)械轉(zhuǎn)換器有動(dòng)圈式、動(dòng)鐵式電磁元件和伺服電動(dòng)機(jī)、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)等。它的功能是將放大器輸出的控制電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成機(jī)械控制信號(hào)——力和位移。液壓轉(zhuǎn)換及放大元件是各類開(kāi)關(guān)式、比例式或伺服式閥，實(shí)際是一個(gè)功率放大單元。液壓執(zhí)行元件通常是液壓缸或液壓馬達(dá)。測(cè)量及反饋元件將執(zhí)行元件輸出的動(dòng)力參數(shù)或其它中間變量加以檢測(cè)并轉(zhuǎn)換為反饋量（電、液壓、機(jī)械）反饋到電—機(jī)械轉(zhuǎn)換器的輸出端。

渣包車采用的電液比例控制系統(tǒng)采用電液比例壓力閥或比例流量閥來(lái)替代普通液壓系統(tǒng)中的多級(jí)調(diào)壓回路或多級(jí)調(diào)速回路，這樣不僅簡(jiǎn)化了系統(tǒng)，而且可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的程序控制及遠(yuǎn)距離信號(hào)傳輸，便于計(jì)算機(jī)控制。長(zhǎng)沙凱瑞渣包車液壓系統(tǒng)控制器PLC（Programmable Logic Controller）、瑞典渣包車液力傳動(dòng)控制系統(tǒng)APC（Advance Process Control）100及發(fā)動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)EMS（Engine Management System）都是計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的成功應(yīng)用。

電液比例控制系統(tǒng)，由動(dòng)鐵式或動(dòng)圈式電磁元件來(lái)完成電能——機(jī)械能的轉(zhuǎn)換，移動(dòng)先導(dǎo)油控制閥芯，高壓的先導(dǎo)油利用壓力能來(lái)移動(dòng)主控制閥芯，來(lái)控制主油流通斷及方向，操縱執(zhí)行元件油缸或是油馬達(dá)完成相應(yīng)動(dòng)作，從而達(dá)到完成各項(xiàng)任務(wù)的目的。

1.3 電液控制技術(shù)的發(fā)展方向

液壓系統(tǒng)無(wú)論怎樣復(fù)雜，總是由一些基本回路和特殊回路組合而成，基本回路是用液壓元件組成并能完成特定功能的油路結(jié)構(gòu)。隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，對(duì)液壓技術(shù)提出了更高的要求，不僅要求基本回路能夠完成某項(xiàng)特定功能，還要求它們具有安全可靠、節(jié)能、低噪聲、無(wú)泄漏和維護(hù)簡(jiǎn)單等功能?；净芈泛鸵簤涸荚诓粩嘣黾?、演變和趨向更加完善的境界。

現(xiàn)在的電液控制技術(shù)逐漸向集成化和智能化方向的發(fā)展。從技術(shù)構(gòu)成上，電液控制是集液壓技術(shù)、微電子技術(shù)、傳感檢測(cè)技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制及現(xiàn)代控制理論等眾多學(xué)科于一體的高交叉性、高綜合性的技術(shù)學(xué)科，具有顯著的機(jī)電液一體化特征。從元器件結(jié)構(gòu)組成上，往往是集傳感器、控制放大器、執(zhí)行器于一身，構(gòu)成集成化功能單元，而系統(tǒng)應(yīng)用上則趨向于采用集成單元來(lái)實(shí)現(xiàn)復(fù)合功能。無(wú)論從元件的開(kāi)發(fā)研究，還是系統(tǒng)的構(gòu)成，以機(jī)敏材料為代表的智能材料的引入，傳感檢測(cè)技術(shù)的不斷進(jìn)步，以及包括模糊理論、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在內(nèi)的新的智能化控制策略與手段的不斷成功運(yùn)用，使得系統(tǒng)及元件的自學(xué)習(xí)、自適應(yīng)機(jī)能得到充分提高，當(dāng)代的電液控制技術(shù)越來(lái)越呈現(xiàn)出智能化的趨勢(shì)。

2 渣包車電液控制系統(tǒng)維修實(shí)例

電液控制方面的維修，必須對(duì)設(shè)備的維修手冊(cè)進(jìn)行細(xì)致的閱讀，充分了解設(shè)備應(yīng)用的電液控制技術(shù)的工作原理與設(shè)備上實(shí)際結(jié)構(gòu)，才能又準(zhǔn)又快的判斷故障所在，完成相應(yīng)的維修任務(wù)。

2.1 GIA渣包車K350SH60出現(xiàn)亂檔故障，故障現(xiàn)象為倒檔1.2.3.4正常，前進(jìn)4檔正常。如果檔位處在1.2.3檔的位置，車輛就倒車，沒(méi)有空檔和前進(jìn)檔。只有在4檔的位置才有空檔。

通過(guò)對(duì)換檔電磁閥激活狀態(tài)的分析：

空 檔：電磁閥 S1 S2 S6 得電

前進(jìn)1檔：電磁閥 S1 S2 S3 S6 得電

前進(jìn)2檔：電磁閥 S2 S3 S6 得電

前進(jìn)3檔：電磁閥 S3 S6 得電

前進(jìn)4檔：電磁閥 S3 得電

倒退1檔：電磁閥 S1 S2 S4 S6 得電

倒退2檔：電磁閥 S2 S4 S6 得電

倒退3檔：電磁閥 S4 S6 得電

倒退4檔：電磁閥 S4 得電

根據(jù)以上癥狀分析，應(yīng)為電磁閥S4與S6連電引起，對(duì)這兩個(gè)電磁閥的線路進(jìn)行整理，故障排除。這個(gè)例子說(shuō)明，必須對(duì)檔位控制電路有充分的了解，才能準(zhǔn)確判斷故障所在，否則，將無(wú)法完成此故障的維修。

2.2 美國(guó)渣包車P-160CSE出現(xiàn)過(guò)一個(gè)故障，液壓油溫度一高，大約80°左右，翻包機(jī)構(gòu)就不動(dòng)作，翻包電磁閥得電，并且聽(tīng)到電磁線圈的動(dòng)作的聲音。很明顯的故障原因是翻包控制閥卡滯。開(kāi)始懷疑控制閥閥芯有問(wèn)題，拉出閥芯，也看到閥芯上有損傷，然后更換了閥芯，故障現(xiàn)象暫時(shí)排除。但是，接下來(lái)的使用中，又出現(xiàn)了不翻包的故障現(xiàn)象，和以前的癥狀相同。只有對(duì)故障進(jìn)行進(jìn)一步分析。我們把舉升電磁線圈換到翻包控制閥上，可以翻包，就開(kāi)始懷疑翻包電磁線圈產(chǎn)生的磁力不夠。用萬(wàn)用表測(cè)量了翻包電磁線圈電壓后，發(fā)現(xiàn)只有22V，而舉升電磁線圈的電壓可達(dá)到26V。確定翻包電磁線圈得到的電壓過(guò)低，因而產(chǎn)生的磁力不足，在液壓油熱時(shí)，控制閥偶件阻力增大，拉不動(dòng)閥芯。通過(guò)對(duì)美國(guó)渣包車P-160CSE使用維護(hù)說(shuō)明書的了解，這個(gè)電壓是可以通過(guò)PLC進(jìn)行調(diào)整的。然后根據(jù)說(shuō)明書上的調(diào)整方法對(duì)翻包電磁閥的電壓做了相應(yīng)調(diào)整后，故障現(xiàn)象排除。這個(gè)例子告訴我們，充分了解使用說(shuō)明書的重要性。

3 結(jié)束語(yǔ)

以上是筆者根據(jù)多年渣包車管理工作中總結(jié)的一些經(jīng)驗(yàn)，與各位同仁共享，希望能給大家?guī)?lái)一些幫助。

【參考文獻(xiàn)】

[1]王益群，高殿榮.液壓工程師手冊(cè)[M].

[2]易孟林.電液控制技術(shù)[M].

[責(zé)任編輯：湯靜]