浅谈液压实验设备的开发与运用

浅谈液压实验设备的开发与运用

陈胜购

（广州林骏汽车内饰件有限公司）

摘要：《液压传动与气压传动技术》是机械工程及自动化专业专业或相关专业的一门核心专业课程，以职业岗位技能要求为出发点，力求理论联系实际。液压传动课程是各类工科大学及职业院校机械、机电类专业学生的重要课程，而液压试验台则是进行液压传动课教学必不可少实验设备。为了满足课程教学需要，拓宽学生知识面，提高现代工业技术应用能力，必须建立一套于数据检测、演示和装置检验为一身的液压综合实验平台。

关键词：职业教育；液压控制系统；实验台

引言

《液压传动与气压传动技术》是一门侧重于应用技术的课程，传统的教学以理论为主，运用课件演示作为辅助教学手段，这种教学方式无法提高学生的学习兴趣，不能使学生真正掌握该课程的知识和技能。因此，通过具有多种操作方法和控制方式，可以模拟实际机械设备的液压控制系统，进行方向、压力以及速度等控制回路实验的液压实验设备开发与运用充分，既满足了学生实验要求，又提高了学生的实际动手能力和知识技能水平。另外，设备开发过程也进一步增强了所有参与教师的科研能力和水平，项目开发和设备实验室的实际用运具有非常重要的意义。

1传统液压实验设备的缺点

随着高校教学改革的深人和科学技术的发展，高校培养的学生不仅要有较高的理论水平，而且要有一定的实际操作能力和实验设计、分析能力以及机一电-液一体化的能力等。但由于现有液压实验设备具有众多缺点，而导致教学实验达不到预期的目的。（1）传统液压实验台实验回路单一，实验效果较差传统液压实验台是通过对泵和阀的控制实现液压传动，主要是由实物液压元件所组成的，导致了实验台的重量和体积都较大，并且由于实物元件和管路不透明，学生观察不到其内部的结构、液流及动作等情况。同时，由于元件位置不能随意变动，使得所实现的液压回路单一，不利于培养学生的创造能力，直接影响了实验效果。（2）传统液压实验台自动化程度低由于传统的液压实验台采用继电器等元件作为控制系统的控制元件，其成本高，实现功能少，耗电高，使用寿命短，电路连接繁琐。并且还存在可靠性和灵活性差，自动化程度低等缺点。3）传统液压实验台液压油漏泄污染实验场所在液压传动系统中，通常以矿物型液压油作为工作介质，既消耗大量宝贵的石油资源，加重环境污染，又易泄漏、易燃烧，并且泄漏出的油液还会污染实验场所，同时也会导致部分学生怕脏而不肯动手。由于上述原因，传统液压实验设备已无法满足现代教学发展要求和学生学习需求，因此需要液压实验设备进一步向着紧密贴合教学实际的方向发展。

2装卸机器液压控制系统操控演示实验台基本结构

装卸机器液压控制系统的操控演示实验台分为正反两面，用来安装不同的液压元器件；实验台台面由铝合金材料构成，配集油槽，表面喷塑，结构牢固可靠，外观非常美丽大方，主要液压元器件都安装在铝合金板“T”字型沟槽上，各种液压元件安装非常方便，采用连接件来安装加固。各种液压控制回路的搭建用本身具有开和闭功能的快速更换插头的抗压油管，可以根据课程实验需要，搭建各种实验回路。工作台正面安装液压元器件，每个液压阀都配有固定阀块，为了液压元器件快速便捷安装，各阀块先固定连接到实验台台板上，后面安装和前面液压元器件的油口连接采用液压快速插头；后面通过橡胶油管总成和快速插头连接，这样可以把液压泵、各种溢流阀、液压缸以及液压马达连接到实验液压系统控制回路中。台面正前面除了安装各种控制阀和阀块外，还设计一个专门区域，用来安装按钮、指示灯等电器元件，实现系统电气控制和工作状态显示，这个工作区设计在实验台正面靠右，极大方便了老师和学生对实验设备的操作和观察。

3液压实验教学改革的实施方案

3.1以学生发展为根本，实行开放式教学

实行全方位、多层次的开放式教学是实验教学改革的必然趋势和发展方向，是对传统实验教学的一种挑战，它涉及到整个实验教学体系，是对教学方式、教学内容和教学条件的重新优化组合，是实验教学改革的重大举措。本着以学生发展为根本，实施开放式实验教学应努力做到：（1）给予学生选题的充分主动权，为他们进实验室提供宽松的条件，对他们完成每一实验课题的时间给予宏观控制。（2）提倡“交互式”的教学形式，注意师生之间，同学之间的讨论，适时组织口头报告交流，培养学生的综合总结能力和表达能力。（3）贯彻“启发式”和“因材施教”教学原则，充分发挥学生主体作用。在确定实验方案过程中，教师重点考察设计方案的物理思想及可行性，启发学生自己修改方案的缺陷。对不同层次的学生因材施教，提出不同要求，并给予实施个别辅导。（4）如果学生提出多种设计方案，尽可能让他们实地操作，使之从多种方案的分析、比较、验证、探讨中得出结论。即使有些设计方案教师看来不可行，也让他们反复探索，使他们从失败中吸取经验，磨练意志，获得科学素质的培养和锻炼，为以后的发展打下坚实的基础。

3.2以计算机软件为平台，实现液压传动实验的虚拟化

虚拟实验的概念是从虚拟现实（virtualReialyt，简称VR）的概念中衍生出来的。从本质上讲，VR系统是对现实环境的仿真，因此，仿真技术无论对于虚拟现实和虚拟实验都是关键性的技术。虚拟仪器（iVrtualInsturment，简称vl）在20世纪50年代末由美国研制成功，它开创了仪器使用者可以成为仪器设计者的新时代。虚拟仪器作为仪器技术与计算机技术深层次结合的产物，是全新概念的仪器，是对传统仪器概念的重大突破，虚拟仪器采用相应原理代替传统仪器进行模拟实验ll]。用户利用软面板实现数据采集、数据分析和数据显示功能，实现了测试的自动化、智能化，体现了软件就是仪器的设计思想。虚拟仪器使用户能够根据自己的需要定义仪器功能，利用虚拟仪器，用户可以更好的组建自己所需的测试系统。由于PC机强大的数据处理能力，借助于一块通用的数据采集卡，用户可以利用软件构造几乎任意功能的仪器。而将虚拟实验和虚拟仪器技术引人液压实验，则会具有以下优点：（l）用计算机虚拟实验仪器代替昂贵易损的液压实验设备，学生操纵计算机键盘可反复调整液压系统参数，屏幕实时以动画画面显示液压系统的各部位运行情况和各元件内部结构的动作过程；（2）利用虚拟实验仪器进行实验时，可以自行设定各种液压实验回路组成和元件的初始参数，通过屏幕观察实验现象，分析和判断实验结果；（3）学生通过液压传动实验来理解液压系统的设计思想，在做仿真实验时，对各元件的不同设定和操作过程中，能很直观地观察和理解其液压系统的工作过程。同时还可调用专家系统对操作者的操作、参数设定等进行指导和评估，使专家的指导与学生的独立思考步步紧扣，生动地把教与学融为一体。

结语

随着科学技术的迅猛发展，液压传动的应用日渐广泛。液压传动的优点使得它在工业、农业、航空航天等行业逐渐取代机械传动，它的重要性越来越得到人们的关注。作为液压传动教学组成之一的实验教学，与当前科学技术水平、各学科之间的相互交叉、渗透和综合化的发展趋势不相适应。为此要求实验教学作出相应的改革，提高学生的创新意识和动手能力，以适应社会发展的需要。

参考文献：

[1]秦玉彬.内燃装卸机器液压系统的优化研究[D].长沙：中南大学，2015.

[2]马光，申桂英.液压故障诊断专家系统研究[J].组合机床与自动化加工技术，2015，（3）：48-51.