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        《液壓與氣動技術(shù)》的實踐教學(xué)改革與應(yīng)用

        2018-08-23 09:29:22張慶旭馬文龍
        時代農(nóng)機(jī) 2018年6期
        關(guān)鍵詞:液壓與氣動技術(shù)氣動元件

        張慶旭,馬文龍

        (1.內(nèi)蒙古化工職業(yè)學(xué)院,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010070;2.內(nèi)蒙古化工職業(yè)學(xué)院,內(nèi)蒙古 呼和浩特 010070)

        《液壓與氣動技術(shù)》是很多高職類院校開設(shè)的機(jī)械類、機(jī)電一體化專業(yè)一門重要的專業(yè)課程,該課程的特點(diǎn)是:使學(xué)生掌握液壓與氣壓傳動的基礎(chǔ)知識,掌握各種液壓、氣動元件的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、應(yīng)用和選用方法,熟悉常用液壓與氣壓基本回路的功用、組成和應(yīng)用場合,因此該課程的理論性和實踐性都很強(qiáng),為了提高教學(xué)效果,在學(xué)習(xí)理論知識的同時,必須利用實踐教學(xué)來加強(qiáng)實踐能力的培養(yǎng),學(xué)生通過具體的回路設(shè)計、管路聯(lián)接、控制調(diào)試來提高壓系統(tǒng)的應(yīng)用能力。

        1 實踐教學(xué)模式的問題剖析

        (1)元件認(rèn)知困難。由于液壓元件種類比較多而復(fù)雜,沒有剖視的實物,學(xué)生認(rèn)識大多通過圖片來認(rèn)識,而這些認(rèn)識都是淺顯的、靜態(tài)的,無法充分認(rèn)識元件的結(jié)構(gòu)及動作過程。

        (2)系統(tǒng)動作過程認(rèn)知困難。液壓系統(tǒng)元件工作不是單一的、順序的動作,而是交互動作,僅憑老師來講解系統(tǒng)的工作過程是大部分同學(xué)很難理解的。

        (3)實訓(xùn)內(nèi)容缺少創(chuàng)新性,不能很好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新應(yīng)用能力。在本人所承擔(dān)液壓與氣動技術(shù)實訓(xùn)教學(xué)的過程中發(fā)現(xiàn),學(xué)生往往在對液壓回路不是很熟悉,對液壓回路了解不夠深刻,對元件的功能也不夠熟悉的情況下進(jìn)行實訓(xùn),學(xué)生可以實訓(xùn)的項目大多是驗證性項目,大多數(shù)同學(xué)看到執(zhí)行元件能動起來就認(rèn)為自己已經(jīng)掌握了液壓傳動技術(shù),并不清楚液壓元件如何動作,回路如何設(shè)計和調(diào)試,不能適應(yīng)工業(yè)控制中綜合性較強(qiáng)的特點(diǎn),從而不能全面掌握液壓系統(tǒng)的特性,影響理論教學(xué)的吸收和理解,實訓(xùn)教學(xué)效果也大打折扣。

        2 教學(xué)實踐改革與實施

        針對《液壓與氣動技術(shù)》課程實踐教學(xué)中存在的問題,經(jīng)過實踐總結(jié)了一定的教學(xué)經(jīng)驗,為不斷充分利用和完善現(xiàn)有的實訓(xùn)設(shè)備條件,對改革實踐教學(xué)模式進(jìn)行改革與創(chuàng)新。本教學(xué)改革依托“機(jī)、電、液”結(jié)合的液壓實訓(xùn)中心的20臺套FESTO液壓實訓(xùn)臺,針對機(jī)電技術(shù)類專業(yè)學(xué)生,實施1~2周的液壓與氣動技術(shù)技能強(qiáng)化訓(xùn)練。從簡單的液壓元件選擇、按液壓回路進(jìn)行液壓元件的識別、安裝、調(diào)試,到復(fù)雜的液壓油路的設(shè)計、電氣控制回路的設(shè)計。實踐教學(xué)改革內(nèi)容與實施要點(diǎn):

        (1)在現(xiàn)有的液壓傳動技術(shù)實訓(xùn)的基礎(chǔ)上引入仿真環(huán)節(jié)。

        利用FluidSIM液壓(氣動)仿真軟件對液壓基本與典型回路進(jìn)行仿真設(shè)計及分析。可以在計算機(jī)上進(jìn)行液壓、氣動、電氣控制知識的學(xué)習(xí),可以很方便地設(shè)計出液壓和氣動系統(tǒng)圖,而且符合國家工業(yè)標(biāo)準(zhǔn),并自動檢測系統(tǒng)連接的正確性,元件參數(shù)的調(diào)節(jié)范圍與實際設(shè)備參數(shù)完全一致,所以可對設(shè)計的系統(tǒng)進(jìn)行準(zhǔn)確的測試及模擬。

        (2)開發(fā)工程應(yīng)用中典型的液壓回路仿真實訓(xùn)項目。

        綜合傳統(tǒng)液壓的基本回路的傳動特點(diǎn),通過增加PLC控制技術(shù)、傳感器檢測等設(shè)計,設(shè)計開發(fā)特色創(chuàng)新綜合仿真項目,制作相關(guān)微課視頻,為學(xué)生提供有針對性的演示和多次回放,便于學(xué)生對知識點(diǎn)的記憶和理解。

        特色仿真項目一:行程開關(guān)(行程開關(guān))控制的順序動作回路設(shè)計;

        特色仿真項目二:差動連接回路設(shè)計;

        仿真特色項目三:模擬組合機(jī)床動力滑臺液壓控制系統(tǒng)。

        針對液壓傳動技術(shù)實訓(xùn)的教學(xué)改革新模式見圖1。

        圖1 實訓(xùn)項目的實施模式

        3 實踐教學(xué)改革效果

        (1)FluidSIM 軟件可以對繪制的系統(tǒng)回路進(jìn)行仿真。使教學(xué)“活”起來“動”起來了。仿真功能可以讓學(xué)生看到油路的執(zhí)行與動作過程,而且對于回路里的油壓的大小高低能實時的顯示出來,彌補(bǔ)以前液壓的教學(xué)中,學(xué)生只能看見液路(氣路)看不見電氣回路,各種電氣開關(guān)及控制閥的動作過程,對回路的動態(tài)的工作過程、工作原理及動作過程理解起來更形象。從基本元件的識別、基本油路的連接到復(fù)雜系統(tǒng)油路的聯(lián)接,每個回路可以反復(fù)修改練習(xí),提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,增加學(xué)生動手的機(jī)會,培養(yǎng)了學(xué)生系統(tǒng)的設(shè)計能力,提高學(xué)生動手技能。例如,在軟件中的仿真“液壓缸的伸出與縮進(jìn)的動作”時,通過系統(tǒng)油路的設(shè)計或者給液壓缸加載,不難發(fā)現(xiàn),壓力表的顯示數(shù)字(外負(fù)載的增加時)。通過類似的細(xì)節(jié),使學(xué)生對“液壓傳動中液壓油的壓力是由負(fù)載決定的”這一概念理解得更加深刻,因此,對理論教學(xué)及實踐教學(xué)和教學(xué)科研等方面,都能起到事半功倍的效果。

        (2)通過綜合仿真設(shè)計型的項目的開發(fā)可以對實驗設(shè)備任意進(jìn)行搭建,提高學(xué)生的動手能力及創(chuàng)新能力。在學(xué)生具備相關(guān)的理論知識后,通過虛擬FluidSIM軟件來加深理論知識的理解,再進(jìn)行實驗項目的設(shè)計,可以讓學(xué)生先在仿真軟件上進(jìn)行回路的設(shè)計、然后進(jìn)行仿真,當(dāng)仿真無問題后再進(jìn)行實踐操作,使實訓(xùn)項目不只限于驗證性的項目,學(xué)生可以更好地將專業(yè)理論和工程實踐理想的結(jié)合,同時也增加了實踐和動手的機(jī)會。

        4 結(jié)語

        通過FluidSIM的軟件仿真功能和仿真實訓(xùn)項目的設(shè)計與開發(fā),將軟件與實際工作系統(tǒng)聯(lián)系起來,實時、直觀、形象地顯示動作過程,機(jī)、電、液(氣)真正實現(xiàn)了一體化,拉近了課堂與工業(yè)現(xiàn)場的距離,使學(xué)生開拓眼界,拓寬知識面,在興趣和樂趣中學(xué)習(xí),取得了良好的教學(xué)效果,為今后更好地從事專業(yè)工作做好鋪墊。

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