李瑞鋒　王曉輝　薛桂娥

摘要：結(jié)合裝配裝置實例介紹軟件在液壓與氣動技術(shù)理實一體化教學中的應用。通過讓學生在課堂上聽講或課后實際操作的方式參與到液壓與氣動技術(shù)回路設(shè)計和仿真的整個過程，學生學習興趣得到激發(fā)，學習效果得到提高。

關(guān)鍵詞：FluidSIM；液壓與氣動技術(shù)；理實一體化

中圖分類號：G4

文獻標識碼：A

doi：10.19311/j.cnki.16723198.2016.17.103

《液壓與氣動技術(shù)》課程是機電一體化技術(shù)專業(yè)一門重要的專業(yè)課，可是其元件結(jié)構(gòu)很復雜，液壓系統(tǒng)的分析過程難理解，如何使學生對靜止和抽象的內(nèi)容掌握與理解，這是《液壓與氣動技術(shù)》教學中難題。我們以前采用粉筆進行教學，現(xiàn)在計算機技術(shù)也應用到教學中，后來我們又使用課件、圖片和視頻等方式來講解元件和回路的具體工作過程。這些教學方式已經(jīng)很好的提高了學生的學習興趣和效果，可是課件的制作都是我們課前已經(jīng)做好的，上課時學生只是被動的去接受，我們可不可以找到更主動更直接的教學方法，學生和我們一起設(shè)計所講的液壓或者電氣回路并仿真？可以用FluidSIM軟件進行電氣液壓回路的搭建與仿真進行理實一體化教學，這樣不僅能把學生學習興趣激發(fā)出來，也能將學習效果得到提高。

1FluidSIM軟件

FluidSIM軟件是用于液壓技術(shù)、氣動技術(shù)及電氣液壓、電氣氣動的教學軟件，F(xiàn)luidSIM-P和FluidSIM-H是該軟件的兩個組成部分，而H是用于液壓回路的設(shè)計、仿真及排障，P是用于氣動回路。

這個軟件它在可以用于液壓回路、氣壓回路的設(shè)計，同時也可以搭建相應的PLC電氣控制回路。這樣在以后的液壓回路、氣動回路及PLC控制回路的教學中，我們和學生一起利用軟件進行設(shè)計電氣與液壓或者電氣與氣動回路并仿真，這樣可以讓學生對其回路的認識和實際工作過程分析應用能力提高。此軟件界面直觀，進行拖拉元件庫中的圖標進行搭建設(shè)計，元件參數(shù)可自行設(shè)置。

2軟件在液壓與氣動技術(shù)課程“理實一體化”教學中的應用

2.1設(shè)計搭建并仿真液壓回路

液壓和氣壓繪圖界面基本一致，操作相同，以裝配裝置液壓電氣系統(tǒng)為例來介紹，如圖1所示，裝配裝置液壓系統(tǒng)創(chuàng)建。

該軟件的界面清楚直觀，左邊是元件庫，右邊是設(shè)計區(qū)域，老師和學生用鼠標左鍵從元件庫選擇需要的元件拖拉至繪圖區(qū)進行搭建設(shè)計回路。

若想知道1A缸和0V閥的工作狀態(tài)，可以鼠標左鍵點擊工具欄的按鈕仿真進行仿真分析，若1V1換向閥在左位時，如圖2所示，裝配裝置液壓回路油路工作動態(tài)。其中高壓油為深褐色油管，低壓油為綠色油管，若1V1換向閥的左位通時，油液壓力大于0V閥的調(diào)定壓力5MPa時，其0V閥打開，油液經(jīng)1V1閥的左位流入缸1A的左腔，推動缸1A的活塞桿向右運動，右腔回油經(jīng)1V3的單向閥，油液過1V2的液控單向閥反向通，再經(jīng)過1V1閥的左位回油箱，其液壓缸的運動速度為0.08，泵出口壓力表讀數(shù)2.3MPa，1A缸前壓力表讀數(shù)2.14MPa。若要觀察任何工作過程時，可以按暫停仿真按鈕，查看液壓元件的目前狀態(tài)及參數(shù)，采用鼠標右鍵點擊元件符號，在菜單中選“屬性”命令，就會出現(xiàn)液壓元件目前的工作壓力及流量數(shù)值，如圖3。

通過對其裝配裝置液壓系統(tǒng)的工作過程仿真及主要液壓元件的實時分析，我們清晰的液壓元件在裝配裝置系統(tǒng)中各個工作階段的狀況，使學生對液壓元件和裝配裝置液壓系統(tǒng)的動態(tài)工作過程得到充分理解和掌握。

2.2軟件中液壓基本知識補充

以三位四通O型中位換向閥為例，介紹該軟件帶有液壓與氣動元件的原理圖片，如圖4；實物插圖，如圖5；符號說明，如圖6；應用教學短片如圖7。這些功能讓老師和同學們在液壓回路搭建設(shè)計下，進一步掌握學習液壓元件的工作原理、過程及應用。

2.3搭建設(shè)計并仿真PLC控制電路

該軟件具有PLC電控元件，如：正負電源（24V）、常開開關(guān)、常閉開關(guān)、繼電器、常開觸點、常閉觸點等，可以自行搭建和設(shè)計與液壓回路相應的PLC控制電路，當然也可以液壓電氣回路同時仿真。我們搭建設(shè)計了裝配裝置液壓回路配套的PLC控制電路，圖8所示為其仿真狀態(tài)。若PLC控制電路不符合電氣原理要求，此軟件會提示，仿真將中斷。

我們在給機電一體化技術(shù)專業(yè)學生講課時，搭建設(shè)計PLC控制電路前也可以給學生復習一下PLC控制的基本知識，也可以讓學生自己在課堂上或者課后進行自行搭建設(shè)計PLC控制電路及液壓回路，這樣學生可以進行PLC控制與液壓的知識都得到練習，當然學生機電液氣綜合能力會得到很好的提高。FluidSIM-P軟件的功能及應用完全與H軟件相似，這里不再介紹。

3結(jié)論

在2014級3個不同專業(yè)的液壓與氣動技術(shù)“理實一體化”的教學中，我們應用了FluidSIM軟件進行輔助講授課程。液壓元件和氣動元件原理分析與液壓和電氣回路搭建設(shè)計和動態(tài)分析時，多媒體演示學生自己搭建和設(shè)計仿真結(jié)果，這樣學生學習液壓與氣動技術(shù)的思路得到了很大啟發(fā)。經(jīng)過對這幾屆理實一體化教學的學生學習情況的調(diào)查結(jié)果：學生基本上都認為使用該軟件進行教學更生動直觀，所講授內(nèi)更易接受，其學習效果更好。

參考文獻

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[2]雷天覺.新型液壓工程手冊[M].北京：北京理工大學出版社，1998.

[3]屈圭.液壓與氣動技術(shù)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006.