职业院校技能大赛《液压与气动系统装调与维护》赛项任务书——解析液压泵站和液压系统回路装调部分

合肥市经贸旅游学校现代制造部电工组 洪建政

液压技术在现代新技术和核心技术领域中占有着非常重要的地位。同时也是全国职业院校技能大赛液压与气动项目的重要考核内容。为了解决学生在技能大赛和工业应用中存在的问题，文章根据任务书提出的控制要求，从液压泵站的装调及注意事项、液压控制元件的选择及液压回路搭接与调试、液压缸伸缩速度的计算等方面作了解析。

任何一种液压传动系统都是由一些基本回路所组成。了解这些基本回路的组成和工作原理，是安装调试和使用该系统的重要基础。液压泵站回路，是液压系统中最重要的部分。本文涉及的液压泵站是工业双泵液压站，是由油箱、柱塞泵、叶片泵、控制阀、单向阀等组成。职业院校技能大赛《液压与气动系统装调与维护》项目自有比赛以来，就一直以实际应用、解决工程实际问题为主，液压泵站和液压回路的安装调试一直是大赛的重点考核内容。笔者多年辅导学生参加比赛，经验证明：根据任务要求准确选择液压控制元件，规范画出泵站回路、液压回路，迅速安装调试回路，及时与裁判沟通并确认是确保比赛成功的重要环节。

1 任务书描述

1.1 液压泵站的装调

如图1所示，按以下要求，完成液压泵站回路的装调。

图1 液压与气动综合实训平台

1.1.1 液压泵站回路的完善

要求1：柱塞泵采用溢流阀单级调压方式，请在图2的适当处并补画出其它缺失的液压元件，其余部分用实线补画以完善泵站回路；要求2：为了防止系统停泵时油液倒流，根据液压泵站设计原理，请在图2的适当处并补画出其它缺失的液压元件，其余部分用实线补画以完善泵站回路；要求3：该设备采用溢流阀冷却回路，请在合适位置补画冷却风扇。要求在叶片泵系统中加入应急油源装置，为便于设备检修请补充相应元器件，请在空白处补画；要求4：图2液压泵站中缺失液压泵符号，请在空白区域绘制标准符号。

1.1.2 液压泵站回路的装调

（1）变量叶片泵的装调：按变量叶片泵调压回路图(图2)，选用合适的液压阀，完成变量叶片泵调压回路的装调。要求5：补充完整图2，按要求完成变量叶片泵的装调；要求6：调出变量叶片泵的输出压力为5MPa±0.2MPa。

（2）定量柱塞泵的装调：按定量柱塞泵调压回路(图2)，选用液压阀，完成定量柱塞泵调压回路的连接、调试。要求7：按完整的图2要求，完成定量柱塞泵的装调；要求8：按照图2所示，完成溢流阀并联调压回路调压，调出柱塞泵输出压力为5MPa±0.5MPa。

图2 泵站供油回路

1.2 液压系统回路安装与调试

如图1所示，比赛选手按各液压系统回路的要求，合理选择液压阀，组建一般回路或叠加回路，完成液压系统装调。

1.2.1 液压马达油路

选用叶片泵油路系统供油，液压马达油路如图3所示，按如下要求下进行液压系统组装、调试，注意组装、调试须规范、合理。要求9：按图3，用叠加式液压元件完成液压马达油路系统组装；要求10：按图3，液压马达工作的速度调节用旁路节流调速回路。在图3虚线框内补充完整液压元件符号，并完成液压回路装调。液压马达正反转转速为40r/min±5r/min；要求11：按图3，液压马达工作时有过载保护功能，并在图3虚线框内补充完整液压元件符号，完成液压回路装调；要求12：按图3，传送单元回路在工作时，系统回油处的流量值需测出与监控，并将元件补充在虚线框内。要求13：按图3，三位四通电磁换向阀处于中位时，工作机构处于浮动状态，可随外力的作用而运动，同时液压泵卸荷。其控制方式为人力控制，在图3中补画出换向阀的中位机能及控制方式。

1.2.2 双缸滚轧油路

用柱塞泵供油，双缸滚轧油路如图3，按如下要求，进行液压系统装调，并注意装调须规范、合理。要求14：按图3，用板式液压元件完成双缸滚轧油路装调；要求15：根据图3液压系统回路图，换向阀处于中位时，各油口均不通，在图3中补画完整中位机能；要求16：液压双缸下行（或上行）到底，无杆腔（或有杆腔）压力可调，系统压力不会变化，在图3虚线框内补画出缺失的液压元件符号，为防止油液回流及双缸轧制油路系统短时保压，请在图3虚线框内补画出缺失的液压元件符号。调试出液压缸工作压力4.6MPa±0.2MPa，在图3液压回路图标注液压回路测压点位置，标注P3，数据与功能结果须经裁判签字确认；要求17：轧制缸下行速度可调，液压缸下行具有一定背压，该流量控制阀具有前后压差稳定的特点，请在图3虚线框内补画出缺失的液压元件符号。调试出双缸下行速度为30mm/s±2mm/s，数据与功能结果须经裁判签字确认。

图3 液压系统回路图

1.2.3 顶料油路系统

用柱塞泵供油，顶料油路按如图3，按如下要求，进行液压系统装调，并注意装调须规范、合理。要求18：按图3，用叠加式液压元件，组装、调试顶料单元液压回路；要求19：如图3，要求顶料缸上行的工作压力可调，且不影响系统压力，请在图3补画出该压力控制阀的控制油口位置；要求20：根据图3液压系统回路图，当顶料单元液压缸无杆腔压力值达到4.5MPa±0.2MPa时，压力继电器动作，通过设备挂箱（继电器模块）连接相应电路，通过将延时器的延时时间调至3s，来控制冲压单元3s后下降（冲压缸的初始位置为缩回到位），蜂鸣器鸣叫提醒；压力继电器的动作指示采用设备挂箱中KA7指示灯表示（连接时注意电源正、负极），压力达到时指示灯亮，没达到时指示灯不亮（压力继电器用常开触点）。要求21：根据图3液压系统回路图，选择正确元件进行组装并调试，要求调试出无杆腔压力为5.4MPa±0.2MPa，举手示意报请裁判验证压力值并签字确认。在图3液压回路图标注液压回路测压点位置，标注P4；要求22：已知顶料油路系统液压缸缸筒内径尺寸为30mm，活塞杆外径尺寸为18mm，在液压双缸伸出或缩回时，若进油量相同，则顶料缸伸出速度与缩回速度的比值为 。（保留2位小数）

1.2.4 冲压油路

用柱塞泵油路系统供油，冲压油路如图3，按如下要求，进行液压系统装调，并注意装调须规范、合理。要求23：按图3，冲压具有工作回路及备用回路，工作回路采用比例换向阀，备用回路采用叠加式液压回路控制；要求24：按图3，备用回路中的双向三位四通电磁换向阀不工作时即断电情况下，工作机构处在浮动状态，液压泵不能卸荷。在图3中补画出换向阀的中位机能；要求25：按图3，备用回路要求物料冲压油路系统断电时，液压缸能在任意位置可靠锁紧，在图3中框内补充完整的液压元件符号，用正确的的液压元件搭接液压回路；要求26：要求图3备用回路中，冲压缸冲压工作时的压力单向降至4MPa±0.2MPa，在图3合适位置补充完整的液压元件符号，以满足上述要求。检测元件使用压力变送器，举手示意报请裁判验证压力值并签字确认。并在图3液压回路图标注液压回路测压点位置，标注P4；要求27：要求冲压缸能实现“快进-工进-保压-快退”，在图3中虚线框内补充完整的液压元件符号，用正确的液压元件搭接液压回路。

2 液压泵站回路、液压系统回路装调解析

2.1 液压泵站回路安装与调试解析

（1）根据任务要求，液压工业双泵站定量泵调压组件中的直动式溢流阀不接；画图时箭头一律用实心箭头；调两泵压力时，一定要零压启动即把变量叶片泵调压组件中的直动式溢流阀、定量泵调压组件中的先导式溢流阀手柄拧松；调试柱塞泵输出压力时要让二位三通电磁换向阀AD1线圈通上直流24V，并要通过DW-01挂箱上的按钮接通。

（2）根据以上分析，准确、规范选择液压元件符号，画出液压泵站回路连接图如图4所示，并按图4准确调出两泵的压力，固定好锁紧螺母，举手示意让裁判确认。

图4 泵站供油回路

2.2 四个单元液压系统回路安装与调试解析

（1）液压控制元件的选择。物料传送单元：液压回路有叠加式和板式两种连接方法，根据要求9，液压马达物料传输回路采用叠加式连接；根据要求10，确定液压马达工作时采用旁路节流调速方式进行速度调节。这种调速回路将流量控制阀设置在与执行元件并联的支路上，采用叠加式节流阀，型号是DRVP8-1-10B，反复调节，从而使液压马达正反转转速为45r/min±3r/min（从程序中监控）；根据要求11，液压马达正转具有过载保护功能，采用叠加式溢流阀，型号是MBA-01-C-30；根据要求12，需接流量计，提交时要注意单位；根据要求13，确定带应急手柄的电磁换向阀中位机能是H型的，型号是HD-4WEM6H-7X。

双缸轧制单元：根据要求14，双缸轧制单元回路采用板式连接；根据要求15，三位四通电磁换向阀中位机能是O型的，型号是DSG-01-3C2-D24-N1-50；根据要求16，采用DR6DP1-5X/75YM直动式减压阀和RVP8单向阀进行控制，调试时把压力表接在A路上；根据要求17，轧制缸下行速度可调且具有一定背压，具有前后压差稳定的特点，采用2FRM5-31B/15QB调速阀进行控制，速度值在程序中监控。

顶料单元：根据要求18，顶料回路采用叠加式连接；根据要求19，采用叠加式减压阀，型号是MRB-01-B-30进行控制；根据要求20，采用MJCS-02-B-2-DC24叠加式压力开关(而不是MJCS-02-A-2-DC24叠加式压力开关)常开触点接DW-03中继电器KA8的线圈，再用继电器KA8的常开触点接DW-03中时间继电器线圈，延时3s到，时间继电器常开触点闭合（把它接在AD7线圈上，同时再并联上蜂鸣器）；根据要求21，调试时把压力表接在B路上，反复调试并提交裁判确认；根据要求22，已知顶料油路系统液压缸缸筒内径尺寸为30mm，活塞杆外径尺寸为18mm，在液压双缸伸出或缩回时，若进油量相同，则顶料缸伸出速度与缩回速度的比值为0.64（保留2位小数）。比值依据以下公式推到得出。

物料冲压单元：根据要求23，物料冲压具有工作回路及备用回路，工作回路采用比例换向阀，备用回路采用叠加式液压回路控制；根据要求24，备用回路中的三位四通电磁换向阀采用型号是DSG-01-3C4-D24-N1-50（Y型）进行控制；根据要求25，采用叠加式液控单向阀，型号是MPW-01-2-40即液压锁进行控制；根据要求26，检测元件使用压力变送器，在A路上使用三通连接；根据要求27，采用叠加式电磁单向节流阀，型号是FMS-G0-02A(24V)进行控制。

（2）根据以上分析，准确、规范选择液压控制元件符号，画出马达物料传输单元、双缸物料滚轧单元、顶料单元、物料冲压四个液压单元回路图，如图5所示。并按图5迅速选择液压阀进行安装调试。

图5 全自动轧钢冲压模拟装置液压回路图

（3）分别将图5中的电磁换向阀线圈：AD3、AD4、AD5、AD6、AD7、AD8、AD11分别通过DW-01控制按钮模块，与直流24V连接，然后按要求分别调试：传送单元液压回路在运行时，系统回油处的流量值；调试出液压缸工作压力4.6MPa±0.2MPa、轧制缸下行速度；调试顶料单元液压缸无杆腔压力值达到4.5MPa±0.2MPa（压力继电器动作值）、调试出无杆腔压力为5.4MPa±0.2MPa；调试备用回路中冲压缸冲压工作时的压力为4MPa±0.2MPa、冲压缸能实现“快进-工进-保压-快退”，并提交请裁判确认。