職業(yè)院校技能大賽《液壓與氣動系統(tǒng)裝調(diào)與維護》賽項任務(wù)書
——解析液壓泵站和液壓系統(tǒng)回路裝調(diào)部分

合肥市經(jīng)貿(mào)旅游學(xué)?，F(xiàn)代制造部電工組 洪建政

液壓技術(shù)在現(xiàn)代新技術(shù)和核心技術(shù)領(lǐng)域中占有著非常重要的地位。同時也是全國職業(yè)院校技能大賽液壓與氣動項目的重要考核內(nèi)容。為了解決學(xué)生在技能大賽和工業(yè)應(yīng)用中存在的問題，文章根據(jù)任務(wù)書提出的控制要求，從液壓泵站的裝調(diào)及注意事項、液壓控制元件的選擇及液壓回路搭接與調(diào)試、液壓缸伸縮速度的計算等方面作了解析。

任何一種液壓傳動系統(tǒng)都是由一些基本回路所組成。了解這些基本回路的組成和工作原理，是安裝調(diào)試和使用該系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)。液壓泵站回路，是液壓系統(tǒng)中最重要的部分。本文涉及的液壓泵站是工業(yè)雙泵液壓站，是由油箱、柱塞泵、葉片泵、控制閥、單向閥等組成。職業(yè)院校技能大賽《液壓與氣動系統(tǒng)裝調(diào)與維護》項目自有比賽以來，就一直以實際應(yīng)用、解決工程實際問題為主，液壓泵站和液壓回路的安裝調(diào)試一直是大賽的重點考核內(nèi)容。筆者多年輔導(dǎo)學(xué)生參加比賽，經(jīng)驗證明：根據(jù)任務(wù)要求準確選擇液壓控制元件，規(guī)范畫出泵站回路、液壓回路，迅速安裝調(diào)試回路，及時與裁判溝通并確認是確保比賽成功的重要環(huán)節(jié)。

1 任務(wù)書描述

1.1 液壓泵站的裝調(diào)

如圖1所示，按以下要求，完成液壓泵站回路的裝調(diào)。

圖1 液壓與氣動綜合實訓(xùn)平臺

1.1.1 液壓泵站回路的完善

要求1：柱塞泵采用溢流閥單級調(diào)壓方式，請在圖2的適當處并補畫出其它缺失的液壓元件，其余部分用實線補畫以完善泵站回路；要求2：為了防止系統(tǒng)停泵時油液倒流，根據(jù)液壓泵站設(shè)計原理，請在圖2的適當處并補畫出其它缺失的液壓元件，其余部分用實線補畫以完善泵站回路；要求3：該設(shè)備采用溢流閥冷卻回路，請在合適位置補畫冷卻風(fēng)扇。要求在葉片泵系統(tǒng)中加入應(yīng)急油源裝置，為便于設(shè)備檢修請補充相應(yīng)元器件，請在空白處補畫；要求4：圖2液壓泵站中缺失液壓泵符號，請在空白區(qū)域繪制標準符號。

1.1.2 液壓泵站回路的裝調(diào)

（1）變量葉片泵的裝調(diào)：按變量葉片泵調(diào)壓回路圖(圖2)，選用合適的液壓閥，完成變量葉片泵調(diào)壓回路的裝調(diào)。要求5：補充完整圖2，按要求完成變量葉片泵的裝調(diào)；要求6：調(diào)出變量葉片泵的輸出壓力為5MPa±0.2MPa。

（2）定量柱塞泵的裝調(diào)：按定量柱塞泵調(diào)壓回路(圖2)，選用液壓閥，完成定量柱塞泵調(diào)壓回路的連接、調(diào)試。要求7：按完整的圖2要求，完成定量柱塞泵的裝調(diào)；要求8：按照圖2所示，完成溢流閥并聯(lián)調(diào)壓回路調(diào)壓，調(diào)出柱塞泵輸出壓力為5MPa±0.5MPa。

圖2 泵站供油回路

1.2 液壓系統(tǒng)回路安裝與調(diào)試

如圖1所示，比賽選手按各液壓系統(tǒng)回路的要求，合理選擇液壓閥，組建一般回路或疊加回路，完成液壓系統(tǒng)裝調(diào)。

1.2.1 液壓馬達油路

選用葉片泵油路系統(tǒng)供油，液壓馬達油路如圖3所示，按如下要求下進行液壓系統(tǒng)組裝、調(diào)試，注意組裝、調(diào)試須規(guī)范、合理。要求9：按圖3，用疊加式液壓元件完成液壓馬達油路系統(tǒng)組裝；要求10：按圖3，液壓馬達工作的速度調(diào)節(jié)用旁路節(jié)流調(diào)速回路。在圖3虛線框內(nèi)補充完整液壓元件符號，并完成液壓回路裝調(diào)。液壓馬達正反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為40r/min±5r/min；要求11：按圖3，液壓馬達工作時有過載保護功能，并在圖3虛線框內(nèi)補充完整液壓元件符號，完成液壓回路裝調(diào)；要求12：按圖3，傳送單元回路在工作時，系統(tǒng)回油處的流量值需測出與監(jiān)控，并將元件補充在虛線框內(nèi)。要求13：按圖3，三位四通電磁換向閥處于中位時，工作機構(gòu)處于浮動狀態(tài)，可隨外力的作用而運動，同時液壓泵卸荷。其控制方式為人力控制，在圖3中補畫出換向閥的中位機能及控制方式。

1.2.2 雙缸滾軋油路

用柱塞泵供油，雙缸滾軋油路如圖3，按如下要求，進行液壓系統(tǒng)裝調(diào)，并注意裝調(diào)須規(guī)范、合理。要求14：按圖3，用板式液壓元件完成雙缸滾軋油路裝調(diào)；要求15：根據(jù)圖3液壓系統(tǒng)回路圖，換向閥處于中位時，各油口均不通，在圖3中補畫完整中位機能；要求16：液壓雙缸下行（或上行）到底，無桿腔（或有桿腔）壓力可調(diào)，系統(tǒng)壓力不會變化，在圖3虛線框內(nèi)補畫出缺失的液壓元件符號，為防止油液回流及雙缸軋制油路系統(tǒng)短時保壓，請在圖3虛線框內(nèi)補畫出缺失的液壓元件符號。調(diào)試出液壓缸工作壓力4.6MPa±0.2MPa，在圖3液壓回路圖標注液壓回路測壓點位置，標注P3，數(shù)據(jù)與功能結(jié)果須經(jīng)裁判簽字確認；要求17：軋制缸下行速度可調(diào)，液壓缸下行具有一定背壓，該流量控制閥具有前后壓差穩(wěn)定的特點，請在圖3虛線框內(nèi)補畫出缺失的液壓元件符號。調(diào)試出雙缸下行速度為30mm/s±2mm/s，數(shù)據(jù)與功能結(jié)果須經(jīng)裁判簽字確認。

圖3 液壓系統(tǒng)回路圖

1.2.3 頂料油路系統(tǒng)

用柱塞泵供油，頂料油路按如圖3，按如下要求，進行液壓系統(tǒng)裝調(diào)，并注意裝調(diào)須規(guī)范、合理。要求18：按圖3，用疊加式液壓元件，組裝、調(diào)試頂料單元液壓回路；要求19：如圖3，要求頂料缸上行的工作壓力可調(diào)，且不影響系統(tǒng)壓力，請在圖3補畫出該壓力控制閥的控制油口位置；要求20：根據(jù)圖3液壓系統(tǒng)回路圖，當頂料單元液壓缸無桿腔壓力值達到4.5MPa±0.2MPa時，壓力繼電器動作，通過設(shè)備掛箱（繼電器模塊）連接相應(yīng)電路，通過將延時器的延時時間調(diào)至3s，來控制沖壓單元3s后下降（沖壓缸的初始位置為縮回到位），蜂鳴器鳴叫提醒；壓力繼電器的動作指示采用設(shè)備掛箱中KA7指示燈表示（連接時注意電源正、負極），壓力達到時指示燈亮，沒達到時指示燈不亮（壓力繼電器用常開觸點）。要求21：根據(jù)圖3液壓系統(tǒng)回路圖，選擇正確元件進行組裝并調(diào)試，要求調(diào)試出無桿腔壓力為5.4MPa±0.2MPa，舉手示意報請裁判驗證壓力值并簽字確認。在圖3液壓回路圖標注液壓回路測壓點位置，標注P4；要求22：已知頂料油路系統(tǒng)液壓缸缸筒內(nèi)徑尺寸為30mm，活塞桿外徑尺寸為18mm，在液壓雙缸伸出或縮回時，若進油量相同，則頂料缸伸出速度與縮回速度的比值為 。（保留2位小數(shù)）

1.2.4 沖壓油路

用柱塞泵油路系統(tǒng)供油，沖壓油路如圖3，按如下要求，進行液壓系統(tǒng)裝調(diào)，并注意裝調(diào)須規(guī)范、合理。要求23：按圖3，沖壓具有工作回路及備用回路，工作回路采用比例換向閥，備用回路采用疊加式液壓回路控制；要求24：按圖3，備用回路中的雙向三位四通電磁換向閥不工作時即斷電情況下，工作機構(gòu)處在浮動狀態(tài)，液壓泵不能卸荷。在圖3中補畫出換向閥的中位機能；要求25：按圖3，備用回路要求物料沖壓油路系統(tǒng)斷電時，液壓缸能在任意位置可靠鎖緊，在圖3中框內(nèi)補充完整的液壓元件符號，用正確的的液壓元件搭接液壓回路；要求26：要求圖3備用回路中，沖壓缸沖壓工作時的壓力單向降至4MPa±0.2MPa，在圖3合適位置補充完整的液壓元件符號，以滿足上述要求。檢測元件使用壓力變送器，舉手示意報請裁判驗證壓力值并簽字確認。并在圖3液壓回路圖標注液壓回路測壓點位置，標注P4；要求27：要求沖壓缸能實現(xiàn)“快進-工進-保壓-快退”，在圖3中虛線框內(nèi)補充完整的液壓元件符號，用正確的液壓元件搭接液壓回路。

2 液壓泵站回路、液壓系統(tǒng)回路裝調(diào)解析

2.1 液壓泵站回路安裝與調(diào)試解析

（1）根據(jù)任務(wù)要求，液壓工業(yè)雙泵站定量泵調(diào)壓組件中的直動式溢流閥不接；畫圖時箭頭一律用實心箭頭；調(diào)兩泵壓力時，一定要零壓啟動即把變量葉片泵調(diào)壓組件中的直動式溢流閥、定量泵調(diào)壓組件中的先導(dǎo)式溢流閥手柄擰松；調(diào)試柱塞泵輸出壓力時要讓二位三通電磁換向閥AD1線圈通上直流24V，并要通過DW-01掛箱上的按鈕接通。

（2）根據(jù)以上分析，準確、規(guī)范選擇液壓元件符號，畫出液壓泵站回路連接圖如圖4所示，并按圖4準確調(diào)出兩泵的壓力，固定好鎖緊螺母，舉手示意讓裁判確認。

圖4 泵站供油回路

2.2 四個單元液壓系統(tǒng)回路安裝與調(diào)試解析

（1）液壓控制元件的選擇。物料傳送單元：液壓回路有疊加式和板式兩種連接方法，根據(jù)要求9，液壓馬達物料傳輸回路采用疊加式連接；根據(jù)要求10，確定液壓馬達工作時采用旁路節(jié)流調(diào)速方式進行速度調(diào)節(jié)。這種調(diào)速回路將流量控制閥設(shè)置在與執(zhí)行元件并聯(lián)的支路上，采用疊加式節(jié)流閥，型號是DRVP8-1-10B，反復(fù)調(diào)節(jié)，從而使液壓馬達正反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速為45r/min±3r/min（從程序中監(jiān)控）；根據(jù)要求11，液壓馬達正轉(zhuǎn)具有過載保護功能，采用疊加式溢流閥，型號是MBA-01-C-30；根據(jù)要求12，需接流量計，提交時要注意單位；根據(jù)要求13，確定帶應(yīng)急手柄的電磁換向閥中位機能是H型的，型號是HD-4WEM6H-7X。

雙缸軋制單元：根據(jù)要求14，雙缸軋制單元回路采用板式連接；根據(jù)要求15，三位四通電磁換向閥中位機能是O型的，型號是DSG-01-3C2-D24-N1-50；根據(jù)要求16，采用DR6DP1-5X/75YM直動式減壓閥和RVP8單向閥進行控制，調(diào)試時把壓力表接在A路上；根據(jù)要求17，軋制缸下行速度可調(diào)且具有一定背壓，具有前后壓差穩(wěn)定的特點，采用2FRM5-31B/15QB調(diào)速閥進行控制，速度值在程序中監(jiān)控。

頂料單元：根據(jù)要求18，頂料回路采用疊加式連接；根據(jù)要求19，采用疊加式減壓閥，型號是MRB-01-B-30進行控制；根據(jù)要求20，采用MJCS-02-B-2-DC24疊加式壓力開關(guān)(而不是MJCS-02-A-2-DC24疊加式壓力開關(guān))常開觸點接DW-03中繼電器KA8的線圈，再用繼電器KA8的常開觸點接DW-03中時間繼電器線圈，延時3s到，時間繼電器常開觸點閉合（把它接在AD7線圈上，同時再并聯(lián)上蜂鳴器）；根據(jù)要求21，調(diào)試時把壓力表接在B路上，反復(fù)調(diào)試并提交裁判確認；根據(jù)要求22，已知頂料油路系統(tǒng)液壓缸缸筒內(nèi)徑尺寸為30mm，活塞桿外徑尺寸為18mm，在液壓雙缸伸出或縮回時，若進油量相同，則頂料缸伸出速度與縮回速度的比值為0.64（保留2位小數(shù)）。比值依據(jù)以下公式推到得出。

物料沖壓單元：根據(jù)要求23，物料沖壓具有工作回路及備用回路，工作回路采用比例換向閥，備用回路采用疊加式液壓回路控制；根據(jù)要求24，備用回路中的三位四通電磁換向閥采用型號是DSG-01-3C4-D24-N1-50（Y型）進行控制；根據(jù)要求25，采用疊加式液控單向閥，型號是MPW-01-2-40即液壓鎖進行控制；根據(jù)要求26，檢測元件使用壓力變送器，在A路上使用三通連接；根據(jù)要求27，采用疊加式電磁單向節(jié)流閥，型號是FMS-G0-02A(24V)進行控制。

（2）根據(jù)以上分析，準確、規(guī)范選擇液壓控制元件符號，畫出馬達物料傳輸單元、雙缸物料滾軋單元、頂料單元、物料沖壓四個液壓單元回路圖，如圖5所示。并按圖5迅速選擇液壓閥進行安裝調(diào)試。

圖5 全自動軋鋼沖壓模擬裝置液壓回路圖

（3）分別將圖5中的電磁換向閥線圈：AD3、AD4、AD5、AD6、AD7、AD8、AD11分別通過DW-01控制按鈕模塊，與直流24V連接，然后按要求分別調(diào)試：傳送單元液壓回路在運行時，系統(tǒng)回油處的流量值；調(diào)試出液壓缸工作壓力4.6MPa±0.2MPa、軋制缸下行速度；調(diào)試頂料單元液壓缸無桿腔壓力值達到4.5MPa±0.2MPa（壓力繼電器動作值）、調(diào)試出無桿腔壓力為5.4MPa±0.2MPa；調(diào)試備用回路中沖壓缸沖壓工作時的壓力為4MPa±0.2MPa、沖壓缸能實現(xiàn)“快進-工進-保壓-快退”，并提交請裁判確認。