探討FluidSIM軟件在液壓與氣動技術(shù)課程中的應(yīng)用

陳玉芳，周登發(fā)

[摘 要] 液壓與氣動技術(shù)在很多高校的機械類專業(yè)中已經(jīng)把其作為一門專業(yè)基礎(chǔ)課程來設(shè)置。教師在課堂中講解這門課時多以理論講授、實物展示為主，但因各液壓與氣動元件結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，系統(tǒng)工作過程也比較抽象，實踐針對性強，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訓(xùn)課程之間起到一個中間樞紐作用。

[關(guān) 鍵 詞] FluidSIM仿真軟件；液壓與氣動；實訓(xùn)

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

液壓傳動與氣壓傳動技術(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，逐漸滲透到各個行業(yè)。液壓系統(tǒng)主要由動力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件、工作介質(zhì)等組成。圖1是一個簡單磨床的液壓傳動系統(tǒng)原理圖。

一、教學(xué)過程中存在的問題

（一）液壓技術(shù)在新領(lǐng)域的應(yīng)用

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

（二）液壓與氣動技術(shù)這門課本身的特點

這幾年的教學(xué)改革，導(dǎo)致液壓與氣動技術(shù)這門課的課時縮減了不少，這就考驗我們怎樣在有效的時間內(nèi)高效率地講解知識點并且還得保證學(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地展示液壓系統(tǒng)的工作過程，并且所用液壓元件在該軟件中都有對應(yīng)的實物解剖圖，講解過程中便于學(xué)生理解，拉近了該門課程理論與實訓(xùn)之間的距離。

二、FluidSIM仿真軟件在教學(xué)中的應(yīng)用

（一）FluidSIM仿真軟件簡介

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

（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控制壓力油液的流向與通斷，從而實現(xiàn)對液壓執(zhí)行元件啟動、換向與停止的控制。

圖2是一個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，其中位機能屬于M型。整個工作過程分析如圖3。

按下動合按鈕SB1，繼電器K1得電，同時2、3號線上的常開觸點K1閉合，而4號線上的常閉觸點K1斷開。整個過程是繼電器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)過換向閥進入液壓缸的左腔推動活塞向右移動，液壓缸右腔的油液通過換向閥流回油箱。整個工作過程如圖3所示，加粗的線路代表有壓力油和電流通過。

按下動合按鈕SB2，繼電器K2得電，同時5、6號線上的常開觸點K2閉合，而1號線上的常閉觸點K2斷開。整個過程是繼電器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)過換向閥進入液壓缸的右腔推動活塞向左移動，液壓缸左腔的油液通過換向閥流回油箱。整個工作工程如圖4所示，加粗的線路代表有壓力油和電流通過。

按下動斷按鈕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)，電磁換向閥此時處于中位，液壓缸處于鎖緊狀態(tài)，壓力油經(jīng)過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程呈現(xiàn)在學(xué)生面前，能真正讓知識在課堂中動起來，能激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也讓其在理論知識與實訓(xùn)課程之間起到中間樞紐作用，大大縮短了理論與實訓(xùn)課之間的距離。

參考文獻：

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

[2]鄭治國，陳波.液壓與氣動[M].吉林大學(xué)出版社，2009.