陳玉芳，周登發(fā)

[摘 要] 液壓與氣動(dòng)技術(shù)在很多高校的機(jī)械類專業(yè)中已經(jīng)把其作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課程來(lái)設(shè)置。教師在課堂中講解這門課時(shí)多以理論講授、實(shí)物展示為主，但因各液壓與氣動(dòng)元件結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，系統(tǒng)工作過(guò)程也比較抽象，實(shí)踐針對(duì)性強(qiáng)，學(xué)生難以接受。FluidSIM仿真軟件的引入剛好可以在理論講解與實(shí)訓(xùn)課程之間起到一個(gè)中間樞紐作用。

[關(guān) 鍵 詞] FluidSIM仿真軟件；液壓與氣動(dòng)；實(shí)訓(xùn)

[中圖分類號(hào)] G712 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 2096-0603（2018）08-0265-01

液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng)技術(shù)是在液體靜力學(xué)帕斯卡原理的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一門新興技術(shù)。特別是第一次世界大戰(zhàn)以后，液壓技術(shù)發(fā)展迅猛，逐漸滲透到各個(gè)行業(yè)。液壓系統(tǒng)主要由動(dòng)力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件、工作介質(zhì)等組成。圖1是一個(gè)簡(jiǎn)單磨床的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)原理圖。

一、教學(xué)過(guò)程中存在的問(wèn)題

（一）液壓技術(shù)在新領(lǐng)域的應(yīng)用

近年來(lái)，液壓技術(shù)也隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級(jí)在很多新的領(lǐng)域有了應(yīng)用。在新經(jīng)濟(jì)形勢(shì)下，教師要用持續(xù)發(fā)展的眼光去看待問(wèn)題、學(xué)習(xí)新的知識(shí)、傳授知識(shí)。這就要求教師積極地學(xué)習(xí)新知識(shí)、新技術(shù)。怎樣把新知識(shí)、新技術(shù)直觀生動(dòng)地在課堂中展示出來(lái)，這將是我們面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)。

（二）液壓與氣動(dòng)技術(shù)這門課本身的特點(diǎn)

這幾年的教學(xué)改革，導(dǎo)致液壓與氣動(dòng)技術(shù)這門課的課時(shí)縮減了不少，這就考驗(yàn)我們?cè)鯓釉谟行У臅r(shí)間內(nèi)高效率地講解知識(shí)點(diǎn)并且還得保證學(xué)生的接受程度。液壓元件本身結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，講解時(shí)比較枯燥乏味。而把FLuidSIM仿真軟件引入課堂，則可以非常直觀生動(dòng)地展示液壓系統(tǒng)的工作過(guò)程，并且所用液壓元件在該軟件中都有對(duì)應(yīng)的實(shí)物解剖圖，講解過(guò)程中便于學(xué)生理解，拉近了該門課程理論與實(shí)訓(xùn)之間的距離。

二、FluidSIM仿真軟件在教學(xué)中的應(yīng)用

（一）FluidSIM仿真軟件簡(jiǎn)介

FluidSIM是由德國(guó)Festo公司和Paderborn大學(xué)共同開(kāi)發(fā)的一款教學(xué)軟件，該軟件主要用于液壓與氣壓傳動(dòng)課程的教學(xué)，操作界面和一般的繪圖軟件類似。如，設(shè)計(jì)好電氣—液壓回路圖，則可以進(jìn)行模擬仿真操作，回路原理一目了然，可以達(dá)到直觀生動(dòng)的效果。另外，通過(guò)該軟件的教學(xué)模塊，教師可以找到相應(yīng)的教學(xué)素材，在回路仿真的過(guò)程中把相應(yīng)的實(shí)物圖展示出來(lái)。

（二）教學(xué)案例的應(yīng)用

在液壓技術(shù)中，方向控制回路是利用各種方向控制閥來(lái)控制壓力油液的流向與通斷，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)液壓執(zhí)行元件啟動(dòng)、換向與停止的控制。

圖2是一個(gè)雙作用液壓缸的換向回路，圖中左側(cè)是液壓回路，右側(cè)是電氣回路，回路中用到的換向閥是三位四通電磁換向閥，其中位機(jī)能屬于M型。整個(gè)工作過(guò)程分析如圖3。

按下動(dòng)合按鈕SB1，繼電器K1得電，同時(shí)2、3號(hào)線上的常開(kāi)觸點(diǎn)K1閉合，而4號(hào)線上的常閉觸點(diǎn)K1斷開(kāi)。整個(gè)過(guò)程是繼電器K1得電自鎖，電磁鐵1Y1得電，電磁換向閥工作在左位，壓力油經(jīng)過(guò)換向閥進(jìn)入液壓缸的左腔推動(dòng)活塞向右移動(dòng)，液壓缸右腔的油液通過(guò)換向閥流回油箱。整個(gè)工作過(guò)程如圖3所示，加粗的線路代表有壓力油和電流通過(guò)。

按下動(dòng)合按鈕SB2，繼電器K2得電，同時(shí)5、6號(hào)線上的常開(kāi)觸點(diǎn)K2閉合，而1號(hào)線上的常閉觸點(diǎn)K2斷開(kāi)。整個(gè)過(guò)程是繼電器K2得電并自鎖，繼電器K1失電，電磁鐵1Y1失電，電磁鐵1Y2得電，電磁換向閥工作在右位，壓力油經(jīng)過(guò)換向閥進(jìn)入液壓缸的右腔推動(dòng)活塞向左移動(dòng)，液壓缸左腔的油液通過(guò)換向閥流回油箱。整個(gè)工作工程如圖4所示，加粗的線路代表有壓力油和電流通過(guò)。

按下動(dòng)斷按鈕SB3，繼電器K1、K2都處于失電狀態(tài)，電磁鐵1Y1、1Y2都處于不工作狀態(tài)，電磁換向閥此時(shí)處于中位，液壓缸處于鎖緊狀態(tài)，壓力油經(jīng)過(guò)換向閥中位直接流回油箱，液壓泵處于卸荷狀態(tài)。M型電磁換向閥處于中位是由于雙作用液壓缸左右兩腔都充滿油液，所以從靜止到啟動(dòng)較平穩(wěn)，但換向沖擊大。

綜上所述，課堂中引入FluidSIM仿真軟件，能非常直觀形象地把液壓—電氣回路的工作原理及過(guò)程呈現(xiàn)在學(xué)生面前，能真正讓知識(shí)在課堂中動(dòng)起來(lái)，能激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也讓其在理論知識(shí)與實(shí)訓(xùn)課程之間起到中間樞紐作用，大大縮短了理論與實(shí)訓(xùn)課之間的距離。

參考文獻(xiàn)：

[1]廖友軍，余金偉.液壓傳動(dòng)與氣動(dòng)技術(shù)[M].北京郵電大學(xué)出版社，2014.

[2]鄭治國(guó)，陳波.液壓與氣動(dòng)[M].吉林大學(xué)出版社，2009.