年液压与气动国赛样题.doc

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附件中职组“液压与气动系统装调与维护”竞赛试题样卷

2016年全国职业院校技能大赛中职组

“液压与气动系统装调与维护”赛项

竞

赛

试

题

样

卷

场次：

赛位号：

结束时间：

选手须知

1、任务书共18页，如出现任务书缺页、字迹不清等问题，请及时向裁判示意，并进行任务书的更换。

2、参赛团队应在4小时内完成任务书规定内容，比赛时间到，比赛结束，选手按操作规范，整理好工作现场离开比赛场地，不得延误。

3、比赛结束，选手应及时上交试卷任务书、评分表，不得将其擅自带离比赛场地，否则按违规处理。

4、选手提交的试卷用赛位号标识，“选手确认”部分写出赛位号，不得写上姓名或与身份有关的信息，否则成绩无效。

5、参赛选手在比赛过程中可提出设备器件更换要求。

更换的器件经裁判组检测后，如为非人为损坏，由裁判根据现场情况给予补时；如人为损坏或器件正常，每次扣3分。

一、竞赛基本要求

1、正确使用工具，操作安全规范。

2、液压和气动元件安装正确无误、系统管路连接牢固、布局美观，电路连接正确、可靠，符合行业相关标准。

3、爱惜赛场的设备和器材，尽量减少耗材的浪费。

4、保持工作台及附近区域干净整洁。

5、竞赛过程中如有异议，可向现场考评人员反映，不得扰乱赛场秩序。

6、遵守赛场纪律，尊重考评人员，服从安排。

二、竞赛需要完成的工作任务

任务一、液压与气动系统回路安装与调试

（一）液压泵站的调试

根据赛场所提供设备，选手按任务书的要求，组建液压系统的液压泵站，采用规范的安装及调试工艺，完成泵站的安装及工作压力调试。

1.变量叶片泵的安装及调试

Ø要求1：

按照图1要求，完成变量叶片泵的安装及调试。

Ø要求2：

调试出变量叶片泵的输出压力为4.2MPa±0.2MPa，填入表1，数据须经裁判确认。

图1（变量叶片泵系统调压回路）

表1：

变量叶片泵的输出压力测定表

序号

泵的分类

功能

P2（MPa）

选手确认

裁判确认

备注

1

变量叶片泵

系统压力

2.定量柱塞泵的安装与调试

Ø要求1：

按照图2要求，完成定量柱塞泵的安装及调试。

Ø要求2：

调试出定量柱塞泵的输出一级压力为6MPa±0.5MPa，二级压力为3MPa±0.5MPa，填入表2，数据须经裁判确认。

图2（定量柱塞泵系统调压回路）

表2：

定量柱塞泵的输出压力测定表

序号

泵的分类

功能

P2（MPa）

选手确认

裁判确认

备注

1

定量柱塞泵

系统一级压力

2

系统二级压力

（二）液压系统回路搭建与调试

根据赛场所提供设备，选手按任务书各液压系统回路的要求；选择适当的液压阀，完善液压回路的功能，组建任务书要求的一般回路或叠加回路；并完成液压系统安装与调试；选手在调试中，可以根据自己情况，选择继电器点动分步调试，或在PLC下完成最终调试；注意安装及调试工艺须规范。

图3全自动轧钢冲压模拟装置液压回路图

1.液压马达物料传输油路系统

选用叶片泵油路系统供油系统，系统供油压力4.2MPa（

（一）已调定）液压马达物料传输按照图3回路，在满足如下要求下进行液压系统安装与调试，注意安装及调试工艺须规范。

Ø要求1：

按照系统原理图3要求，采用叠加阀的方式完成液压系统安装与调试。

Ø要求2：

按系统原理图3，完成表3中相关内容填写，根据叠加阀在液压回路中的位置，填写出叠加阀元件名称、叠加阀型号以及画出叠加元件职能符号。

Ø要求3：

测出马达运转时的工作压力以及输出工作流量4L/min（66.67ml/s±1.5ml/s）并填入表7，数据与功能结果须经裁判确认。

表3：

叠加阀在液压马达液压回路的位置

4

3

2

1

0

叠加阀基板

叠加阀位置顺序

叠加阀名称

叠加元件职能符号

叠加阀型号

2.双缸物料滚压油路系统

选用柱塞泵油路系统供油系统，系统供油压力为6MPa（

（一）已调好），双缸物料滚压液压缸按照图3回路，在满足如下要求时，进行液压系统安装与调试，注意安装及调试工艺须规范。

Ø要求1：

双缸物料滚压缸完成进油节流调速。

Ø要求2：

系统要求双缸物料滚压缸在工作到底后压力为5MPa±0.2MPa，双缸下行能调速，选择适当阀，填入图3虚框内，并完善图3液压回路图。

Ø要求3：

根据系统原理图3，完成一般板式连接的液压回路安装与调试。

Ø要求4：

请测出双缸无杆腔的工作压力值5MPa±0.2MPa并填入表7，数据与功能结果须经裁判确认。

3.顶料缸油路系统

选用柱塞泵油路系统供油系统，系统供油压力为6MPa（

（一）已调好），顶料液压缸按照图3回路，在满足如下要求时，进行液压系统安装与调试，注意安装及调试工艺须规范。

Ø要求1：

要求顶料缸系统压力保持3MPa±0.2MPa不变，选择适当阀填入图3虚框内，将液压回路图3补充完整。

Ø要求2：

按系统原理图3，完成表4中相关内容填写，根据叠加阀在液压回路中的位置，填写出叠加阀元件名称、叠加阀型号以及画出叠加元件职能符号。

Ø要求3：

根据系统原理图3，完成叠加阀连接的液压回路安装与调试。

Ø要求4：

请测出顶料缸无杆腔的工作压力值3MPa±0.2MPa，填入表7的数据与功能结果须经裁判确认。

Ø表4：

叠加阀在顶料缸液压回路的位置

4

3

2

1

0

叠加阀基板

叠加阀位置顺序

叠加阀名称

叠加元件职能符号

叠加阀型号

4.物料冲压液压缸油路系统

选用柱塞泵油路系统供油系统，系统供油压力为6MPa（

（一）已调好），冲压液压缸按照图3回路，在满足如下要求下进行液压系统安装与调试，注意安装及调试工艺须规范。

Ø要求1：

冲压缸完成以下动作顺序：

快进-工进-保压-快退。

Ø要求2：

要求冲压油路系统断电时能够实现自锁，按自锁功能要求，选择适当阀填入图3虚框内，将液压回路图3补充完整，并填写出图3中三位四通电磁换向阀中位机能。

Ø要求3：

按系统原理图3完成叠加阀方式组成的液压回路，完成表5相关内容填写，根据叠加阀在的液压回路中的位置，填写出叠加阀元件名称、叠加阀型号以及画出叠加元件职能符号。

Ø要求4：

按表6完成相关动作，并填写（注：

得电为+，失电为-）。

Ø要求5：

请测出冲压缸无杆腔的保压工作压力值5MPa±0.2MPa，填入表7的数据与功能结果

表5：

叠加阀在冲压缸液压回路的位置

4

3

2

1

0

叠加阀基板

叠加阀位置顺序

叠加阀名称

叠加元件职能符号

叠加阀型号

表6：

冲压缸顺序动作电磁铁得失电表

AD4

AD5

AD6

快进

工进

保压

快退

5.液压系统单步调试记录

表7单步调试参数与功能确认表

序号

任务系统

压力（MPa）

流量L/min

功能

（缸伸缩）

选手确认

裁判确认

备注

1

液压马达系统

×

2

双缸系统

×

3

顶料缸系统

×

4

冲压缸系统

×

（三）气动回路连接与调试

根据赛场提供的设备及器件，按气动回路系统原理图（图4），选用合理的气动阀及器件，完成气动回路系统安装与调试。

任务要求：

要求1：

根据执行部件位置，合理剪裁气管，连接气动回路。

要求2：

调整相关阀门，使供气系统压力值为0.4MPa。

图4（气动回路系统安装图）

表8气动回路的安装及调试确认表

序号

项目

选手确认

裁判确认

备注

1

回路连接、调试正确

任务二、液压与气动系统回路设计或优化

任务要求：

如图5为某一流水线气动送料装置示意图，完成工件从垛仓到滑槽进行传送功能。

当按下启动按钮T1或T2气控阀后，经过大约3秒延时后（假定延时节流口开度设置为70%），气缸A以中等速度开始伸出，将工件从垛仓推倒气缸B前面的位置，压下气控行程阀，接着气缸B也以中等速度将工件推入输送滑槽，工件被传递到滑槽后，压下气控行程阀，气缸A快速缩回，缩回到位后压下气控行程阀，接着气缸B快速缩回，完成一个送料过程。

另气缸B处在伸出位置时，气缸A将无法伸出。

图5：

流水线送料装置示意图

根据以上控制要求，手动绘制纯气动回路原理图，并在对应的元件符号旁边标明具体名称。

（要求采用标准的气动元件符号绘制气动原理图）

在附件3图纸中，绘制出液压与气动系统原理图，并标注出相关元件名称。

任务三、电气控制回路连接与排故

根据I/O分配表（附件1、2），选用合适的导线及器件，完成控制电路的连接，并测试各执行部件动作功能。

任务要求：

要求1：

实训导线、通信线的连接、插拔应符合操作规范。

要求2：

挂箱面板同一接线柱最多插两层导线。

要求3：

实训台与挂箱、阀与挂箱之间的连接导线，按不同功能分开进行捆扎，间距为80mm～100mm。

要求4：

根据I/O表，使用实验导线将液压电磁阀、气动电磁阀与相应控制单元的PLC输出端进行连接。

任务四、控制系统PLC程序设计

根据所提供设备及工业气动元件、液压元件、赛场提供的任务书和参考手册以及具体要求，编写PLC控制程序，控制液压泵站、传输单元、轧制单元、冲压单元、下料堆垛单元。

把设计好的程序保存到电脑的“D:

\2016液压与气动系统装调与维护\赛位号\任务四PLC程序文件夹”下。

任务要求：

（1）编写程序时，相应的输入输出点加上中文注释。

（2）控制系统：

选用控制屏上模拟控制单元PLC与挂箱DW-02A（西门子）或挂箱DW—02B（三菱）模块两台PLC组成，两台PLC须通过PPI网络通信（西门子）或N:

N网络通信（三菱）进行数据交换。

（3）系统具有启动、复位功能（使用挂箱DW-01按钮模块）。

1）启动功能：

按下SB2按钮，系统启动。

要求：

“上料单元物料检测传感器”检测到物料时按下SB2按钮启动系统，否则无法启动。

2）复位功能：

按下SB3按钮，系统复位。

要求：

无论各液压缸是否在初始位置，每按下一次SB3按钮，液压系统都有15s的复位运行过程。

（4）THPHDW-02泵站工作时：

“叶片泵”先启动，延时4s后“柱塞泵”再启动，“柱塞泵”启动2s后“泵站控制阀”得电（泵站中二位三通电磁阀得电）。

1）“压差发讯信号1”端口没有信号时定量柱塞泵马上停止，“压差发讯信号2”端口没有信号时变量叶片泵马上停止。

（此处用的是“压差发讯信号”常闭触点）

2）泵站任意泵运行时，油温高于25℃“冷却风扇”启动。

3）当油箱中液位低于液位控制继电器低限时“液位低限信号”端有信号输出，柱塞泵和叶片泵停止工作。

（此处用的是“液位继电器”常闭触点）。

（5）该系统的上料单元、轧制单元和冲压单元对物料进行上料、轧制和冲压（冲压缸实现工进功能）。

（6）该系统的下料单元具有物料搬运、堆垛功能，要求堆垛物料时，物料的下表面与接料台上表面间隙不得超过1cm，且要求只需完成一块物料堆垛。

（7）液压马达正转速度要求为50转/分（误差±3转/分），转速数据由从站（模拟控制单元PLC）传送至主站（DW-02A模块或DW—02B模块）并在主站程序中能单独显示。

（8）根据I/O表，使用实验导线将液压电磁阀、气动电磁阀与相应控制单元的PLC输出端进行连接。

（9）系统工作流程：

按下SB2启动按钮叶片泵启动→延时4s→柱塞泵启动→延时2s→泵站控制阀得电→液压马达正转→顶料气缸伸出→延时2s→推料气缸推出物料→轧制单元入料检测传感器检测到物料（推料气缸推料到位后气缸缩回，到位后顶料气缸缩回）→轧制单元液压双缸伸出→冲压单元入料传感器检测到物料→挡料气缸伸出→冲压单元物料到位传感器检测到物料→液压双缸缩回、同时延时2s→顶料液压缸顶起物料→冲压液压缸伸出（快进），0.3s后工进→工进2s后，保压5s→保压5s结束→冲压液压缸、顶料液压缸缩回，同时延时3s→挡料气缸缩回→下料单元物料检测到位→延时2s→下料单元双轴气缸伸出→双轴气缸伸出到位→气动吸盘吸取物料→3s后→双轴气缸缩回到位→缩回到位后→无杆气缸右移，右移到位→步进电机由原点上升至第一块物料堆垛位置→气动吸盘关闭，完成物料的堆垛→步进电机退回原点→无杆气缸左移→左移到位→马达停止运转、泵站控制阀失电、叶片泵停止→延时4s→柱塞泵停止。

任务五、整机调试与运行

根据所提供设备并综合任务一、任务三、任务四，完成整机运行与调试。

液压系统图见图3，气动系统图见图4

将电脑“D:

\2016年液压与气动系统装调与维护\赛位号\任务四PLC程序”文件夹下的PLC程序下载到相应的PLC中，进行整机运行与调试。

任务要求：

上料单元没有物料时系统无法启动。

马达传送部分，马达正转速度要求为50转/分（误差±3转/分）。

温度表显示实时温度与PLC程序采集计算出的温度相等，误差±1摄氏度。

冲压单元冲压缸有快进、工进以及保压过程。

按下SB3按钮系统有15s自动复位过程。

1）整套系统每个单元工作衔接流畅，不出现任何故障现象。

表9：

整机运行与调试确认表

序号

任务要求

任务要求完成情况

电脑

显示

控制台

显示

选手确认

裁判确认

备注

1

任务要求1

×

×

2

任务要求2

×

×

3

任务要求3

×

4

任务要求4

×

×

5

任务要求5

×

6

任务要求6

×

×

任务六职业素养

要求1：

在操作过程中，严格按照企业职业素养要求进行操作；

要求2：

在操作过程中，严格按照企业安全文明生产与职业规范要求进行操作。

注意：

严禁在泵站运行时手伸进传输线内调试设备

说明：

1．在竞赛过程中，备注项中有“”标记的，表示选手已完成该项目内容，示意裁判，在裁判的监督下测量出数值并记录或电气测试结果，该数值只有一次测量机会，一经确定不得修改；电气测试结果不合格也不得修改，并作为该项目的评分依据。

2．试车时必须得到裁判的允许后，才能通电试运行；若装配不完整，则不允许试运行，试车项不得分。

3．在测量过程中，如裁判发现选手测量方法或选用工具不合理、不正确，可判定该项目未完成并不得分。

4．所有项目的监督检测时间都纳入竞赛时间，不另行增加时间。

5．未经裁判签名核实的数据都是无效数值，该项目不得分。

6．考试结束时应在选手签名一栏中签上选手赛位号，以确认自己的竞赛过程。

附件1

PHDW01-1面板主机I/O分配表（三菱）

序号

注释

输入地址

序号

注释

输出地址

1

编码器A相脉冲

X000

19

步进电机脉冲

Y000

2

编码器B相脉冲

X001

20

步进电机方向

Y001

3

上料单元物料检测

X002

21

顶料气缸

Y002

4

轧制单元入料检测

X003

22

推料气缸

Y003

5

冲压单元入料检测

X004

23

挡料气缸伸出

Y004

6

冲压单元物料到位检测

X005

24

挡料气缸缩回

Y005

7

下料单元物料到位检测

X006

25

无杆气缸左移

Y006

8

升降台原点检测

X007

26

无杆气缸右移

Y007

9

升降台左极限检测

X010

27

双轴气缸升出

Y010

10

升降台右极限检测

X011

28

双轴气缸缩回

Y011

11

推料原位

X012

29

真空吸盘

Y012

12

推料到位

X013

30

13

挡料原位

X014

31

14

挡料到位

X015

32

15

无杆气缸原位

X016

33

16

无杆气缸到位

X017

34

17

双轴气缸升出到位

X020

35

18

双轴气缸缩回原位

X021

36

DW-02B挂箱主机I/O分配表（三菱）

序号

注释

输入地址

序号

注释

输出地址

1

启动按钮SB2

X000

13

液压双缸伸出

Y000

2

复位按钮SB3

X001

14

液压双缸缩回

Y001

3

液位低限信号

X002

15

液压顶料缸升起

Y002

4

压差发讯信号1

X003

16

液压冲压缸伸出

Y003

5

压差发讯信号2

X004

17

液压冲压缸缩回

Y004

6

温度传感器

模拟量输入1

18

泵站控制阀

Y005

7

19

定量柱塞泵

Y006

8

20

变量叶片泵

Y007

9

21

液压马达正转

Y010

10

22

冲压缸工进

Y011

附件2

PHDW01-2面板主机I/O分配表（西门子）

序号

注释

输入地址

序号

注释

输出地址

1

编码器A脉冲

I0.0

19

步进电机脉冲

Q0.0

2

编码器B脉冲

I0.1

20

步进电机方向

Q0.1

3

上料单元物料检测

I0.2

21

顶料气缸

Q0.2

4

轧制单元入料检测

I0.3

22

推料气缸

Q0.3

5

冲压单元入料检测

I0.4

23

挡料气缸伸出

Q0.4

6

冲压单元物料到位检测

I0.5

24

挡料气缸缩回

Q0.5

7

下料单元物料到位检测

I0.6

25

无杆气缸左移

Q0.6

8

升降台原点检测

I0.7

26

无杆气缸右移

Q0.7

9

升降台左极限检测

I1.0

27

双轴气缸升出

Q1.0

10

升降台右极限检测

I1.1

28

双轴气缸缩回

Q1.1

11

推料原位

I1.2

29

真空吸盘

Q2.0

12

推料到位

I1.3

30

13

挡料原位

I1.4

31

14

挡料到位

I1.5

32

15

无杆气缸原位

I2.0

33

16

无杆气缸到位

I2.1

34

17

双轴气缸升出到位

I2.2

35

18

双轴气缸缩回原位

I2.3

36

DW-02A挂箱主机I/O分配表（西门子）

序号

注释

输入地址

序号

注释

输出地址

1

启动按钮SB2

I0.1

13

液压双缸伸出

Q0.0

2

复位按钮SB3

I0.2

14

液压双缸缩回

Q0.1

3

液位低限信号

I0.3

15

液压顶料缸升起

Q0.2

4

压差发讯信号1

I0.4

16

液压冲压缸伸出

Q0.3

5

压差发讯信号2

I0.5

17

液压冲压缸缩回

Q0.4

6

温度传感器

模拟量输入1

18

泵站控制阀

Q0.5

7

19

定量柱塞泵

Q0.6

8

20

变量叶片泵

Q0.7

9

21

液压马达正转

Q1.0

10

22

冲压缸工进

Q1.1

附件3

20