液壓與氣壓傳動開放實(shí)驗(yàn)研究文章由優(yōu)質(zhì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備廠家為您提供，歡迎咨詢有關(guān)液壓與氣壓傳動開放實(shí)驗(yàn)研究周邊問題，或?qū)嶒?yàn)設(shè)備的批發(fā)報(bào)價(jià)安裝設(shè)計(jì)成套咨詢。

液壓氣動傳動作為三大動力傳動方式之一，在機(jī)械人才培養(yǎng)計(jì)劃中占有非常重要的地位。國內(nèi)大學(xué)機(jī)械工程及自動化專業(yè)、車輛工程專業(yè)和機(jī)電工程專業(yè)均可。液壓和氣動技術(shù)。作為必修的專業(yè)基礎(chǔ)課
本課程的教學(xué)目的是培養(yǎng)學(xué)生初步設(shè)計(jì)和應(yīng)用液壓和氣動系統(tǒng)的能力，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性。為了達(dá)到教學(xué)目標(biāo)，必須結(jié)合一定數(shù)量的實(shí)踐和理論課程。如何開展和完善液壓與氣動傳動的實(shí)踐教學(xué)，如何培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，如何提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量是目前亟待解決的問題。液壓和氣動技術(shù)。課程實(shí)踐教學(xué)的重要內(nèi)容
1液壓與氣動技術(shù)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題及開放式實(shí)驗(yàn)的意義
實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高校本科教學(xué)的重要組成部分，是學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的重要途徑
當(dāng)前& ldquo液壓和氣動技術(shù)。大多數(shù)課程實(shí)驗(yàn)都是驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生只按照實(shí)驗(yàn)教學(xué)手冊中的步驟來驗(yàn)證課堂上講授的理論知識和數(shù)據(jù)結(jié)果。由于實(shí)驗(yàn)部分不要求考試，一些學(xué)生對實(shí)驗(yàn)課重視不夠，實(shí)驗(yàn)前沒有做好準(zhǔn)備，實(shí)驗(yàn)中沒有獨(dú)立思考所用方案的構(gòu)思和技巧，實(shí)驗(yàn)后沒有認(rèn)真處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，相互抄襲實(shí)驗(yàn)報(bào)告。驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)對于在課堂上加強(qiáng)理解和掌握理論知識非常重要，但它們并沒有達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生主動性、創(chuàng)造性和科學(xué)思維方法的目的，也沒有起到培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰蛣?chuàng)新素質(zhì)的作用。
開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的區(qū)別在于學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中的自主性和靈活性強(qiáng)，突出了學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的主體地位，體現(xiàn)了以人為本的教育理念在開放式實(shí)驗(yàn)中，教師只提出開放式實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的題目。學(xué)生根據(jù)自己的興趣選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，然后通過查閱資料自行設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。教師審核后，安裝調(diào)試后提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，記錄并處理數(shù)據(jù)。在這個(gè)過程中，學(xué)生們獨(dú)立思考，并在遇到問題時(shí)積極尋找信息。這一過程提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)了學(xué)生的實(shí)踐能力，培養(yǎng)了學(xué)生的創(chuàng)新意識和探索精神。
由于傳統(tǒng)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)受實(shí)驗(yàn)課時(shí)的限制，大型儀器實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)備的數(shù)量少，實(shí)驗(yàn)過程中通常會有5-7名學(xué)生分組，因此不可避免的會有一些學(xué)生沒有時(shí)間獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)。公開實(shí)驗(yàn)是在& ldquo內(nèi)容、時(shí)間、工具& rdquo開放式教學(xué)方法使學(xué)生能夠在不同的時(shí)間進(jìn)行不同的實(shí)驗(yàn)，不僅解決了大型儀器數(shù)量少與學(xué)生實(shí)驗(yàn)需求大的矛盾，而且充分提高了實(shí)驗(yàn)場地和儀器設(shè)備的利用率，使大型儀器設(shè)備資源充分發(fā)揮其效益。
2液壓與氣動技術(shù)開放實(shí)驗(yàn)
在現(xiàn)代自動化工業(yè)工程中，液壓與氣動傳動具有許多突出的優(yōu)點(diǎn)，如輸出功率大、不受空間位置限制、易于實(shí)現(xiàn)自動控制等。它不僅應(yīng)用于機(jī)床、工程機(jī)械、冶金機(jī)械、半導(dǎo)體制造、汽車生產(chǎn)線、食品加工、醫(yī)藥等領(lǐng)域，還在航空航天、軍工、核電、機(jī)器人等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。在生產(chǎn)過程中，液壓和氣動技術(shù)往往與計(jì)算機(jī)和微電子技術(shù)如繼電器控制、單片機(jī)控制、PLC控制技術(shù)等緊密結(jié)合。實(shí)現(xiàn)搬運(yùn)、進(jìn)料、夾緊和定位、檢測、清洗等過程的工業(yè)自動化因此，液壓與氣動傳動的實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容應(yīng)與工業(yè)發(fā)展的需要保持同步，實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的開設(shè)應(yīng)綜合運(yùn)用多門課程的知識，培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。< br/ > 2.1近年來教育部實(shí)驗(yàn)設(shè)備概述；985 & rdquo在項(xiàng)目等專項(xiàng)資金的支持下，我校引進(jìn)了先進(jìn)的電液氣動傳動與控制教學(xué)設(shè)備，如力士樂DS4液壓教學(xué)系統(tǒng)、SMC氣動傳動教學(xué)系統(tǒng)和自動化研究軟件。這些實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)現(xiàn)了液壓與氣動傳動、電子技術(shù)和可編程控制器技術(shù)的綜合集成，可以從單個(gè)模塊到整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行綜合實(shí)驗(yàn)。< br/ > 2.1.1液壓傳動實(shí)驗(yàn)設(shè)備概述
力士樂ts-ds4液壓教學(xué)系統(tǒng)是一套采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的移動式教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺，如圖1所示DS4液壓教學(xué)系統(tǒng)由1個(gè)液壓發(fā)電站、2個(gè)帶固定框架的格柵板、1個(gè)集成工具箱、1個(gè)玻璃量筒和1個(gè)軟管吊架組成此外，它還配有多根液壓軟管，可快速插拔，確保實(shí)驗(yàn)快速安全進(jìn)行。DS4液壓教學(xué)系統(tǒng)配有電氣支架，并嵌入電氣單元，該電氣單元包括功率分配器單元、帶常開/常閉觸點(diǎn)的開關(guān)單元、繼電器單元、時(shí)間繼電器單元、PID控制器單元等。這些電氣單元用于控制液壓部件，如電磁閥、比例閥等。TS-DS4液壓教學(xué)系統(tǒng)配備了全套液壓元件，能夠滿足本科生的實(shí)驗(yàn)需求。
2.1.2氣動傳動實(shí)驗(yàn)設(shè)備概述
SMC氣動傳動教學(xué)系統(tǒng)主要由電源、試驗(yàn)臺、實(shí)驗(yàn)電路連接板、元件箱、電氣控制模塊等組成。如圖2所示動力源為靜音空氣壓縮機(jī)，啟動快，噪音低。橡膠輪安裝在試驗(yàn)臺的底部，可以靈活移動。實(shí)驗(yàn)回路的連接板用于封堵氣壓元件元件箱內(nèi)有多種氣動元件，能滿足大學(xué)生的實(shí)驗(yàn)要求。電氣控制模塊包括DC 24V電源單元、帶常開/常閉觸點(diǎn)的按鈕開關(guān)單元、可編程邏輯控制器單元等學(xué)生可以根據(jù)需要選擇不同的控制方法，如手動控制、電動控制和自動控制。
2.1.3軟件概述
AutomationStudio是一款模擬軟件，用于設(shè)計(jì)液壓/氣動部件、電路和電氣控制系統(tǒng)軟件包括六個(gè)標(biāo)準(zhǔn)模塊:液壓設(shè)計(jì)模塊、比例和伺服液壓模塊、氣動設(shè)計(jì)模塊、流體傳動組件編輯模塊、電氣控制模塊、可編程邏輯控制器梯形圖邏輯和數(shù)字電子模塊。如圖3所示，在模擬過程中，所有模塊都可以交互使用AutomationStudio允許用戶創(chuàng)建模擬真實(shí)世界操作的完整系統(tǒng)。用戶可以使用AutomationStudio設(shè)計(jì)、編譯數(shù)據(jù)、模擬和演示各種技術(shù)電路，包括液壓、氣動、電路控制、可編程邏輯控制器(PLC)、順序功能圖等技術(shù)。
at & ldquo；液壓和氣動技術(shù)。在開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，學(xué)生使用該軟件完成液壓回路和回路控制回路的設(shè)計(jì)。

圖3AutomationStudio軟件界面< br/ > 2.2實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目示例
在工業(yè)生產(chǎn)線的末端，需要將工件從傳送帶上提起并放置在托盤中，提升動作由液壓缸完成為了縮短時(shí)間段，需要更快地完成動作序列。由于工件的重量不斷變化，提升時(shí)油缸必須以明顯較低的速度完成剩余行程，且速度不取決于負(fù)載的大小回程必須盡快完成。根據(jù)工業(yè)應(yīng)用背景，教師設(shè)計(jì)了液壓缸的快/慢控制實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生完成液壓回路系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。
使用AutomationStudio軟件完成實(shí)驗(yàn)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，如圖4所示該系統(tǒng)采用恒壓變量葉片泵供油，一個(gè)二位四通電磁換向閥控制液壓缸改變方向，另一個(gè)二位四通電磁換向閥控制活塞桿一側(cè)的油通過流量控制閥流回油箱。通過控制流量控制閥，可以改變液壓缸的伸出速度而不依賴于負(fù)載的大小，并且液壓缸可以高速完成返回沖程。液壓缸的動作周期為:快進(jìn)& mdash工作進(jìn)度& mdash快速撤退
(1)快進(jìn)
按下啟動按鈕S2時(shí)，電磁鐵Y1通電，電磁換向閥3切換到左側(cè)位置主油路入口:泵1 & rarr電磁換向閥3左位置& rarr液壓缸下腔& rarr電磁換向閥4右位& rarr燃料箱


(2)工人
快速前進(jìn)到預(yù)定位置，液壓缸的活塞桿接觸限位開關(guān)B1，電磁鐵Y2通電，電磁換向閥4切換到左側(cè)位置主油路入口:泵1 & rarr電磁換向閥3左位置& rarr液壓缸下腔& rarr流量控制閥5 & rarr燃料箱
(3)快速后退
當(dāng)液壓缸以工作速度移動到一定位置時(shí)，液壓缸活塞桿接觸限位開關(guān)B2，電磁鐵Y1和Y2斷電，電磁換向閥3和4切換到正確位置主油路入口:泵1 & rarr電磁換向閥3右位& rarr電磁換向閥4右位& rarr液壓缸上腔& rarr燃料箱
使用AutomationStudio軟件完成實(shí)驗(yàn)電氣布線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，如圖5所示< br/ > 2.3教學(xué)效果
目前已建立的開放式綜合實(shí)驗(yàn)包括:
(1)液壓缸的快/慢控制，使其不依賴于負(fù)載大??；
(2)壓力機(jī)上液壓缸工作系統(tǒng)回路的設(shè)計(jì)、組裝和調(diào)試；
(3)飲料灌裝機(jī)氣動傳動系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)
三個(gè)綜合實(shí)驗(yàn)由學(xué)生獨(dú)立完成，從液壓/氣動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、組裝和調(diào)試到可行性驗(yàn)證。在這個(gè)過程中，學(xué)生將理論與實(shí)踐緊密結(jié)合，不僅培養(yǎng)了他們獲取知識的能力，也培養(yǎng)了他們的實(shí)踐能力。經(jīng)過幾個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí)，證明學(xué)生容易接受，實(shí)驗(yàn)效果良好。

圖4中的辨識模型模擬與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的比較
3結(jié)論
通過建立一個(gè)液壓與氣動傳動的綜合性開放式實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目等；液壓和氣動技術(shù)。課程實(shí)驗(yàn)滿足了學(xué)生的興趣需求，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和實(shí)驗(yàn)興趣，培養(yǎng)了學(xué)生的實(shí)踐能力。開放式實(shí)驗(yàn)提高了儀器設(shè)備的利用率，更有效地發(fā)揮了實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有資源的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)了資源共享，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室的可持續(xù)發(fā)展。

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