淺談如何講解分析復(fù)雜的氣壓傳動系統(tǒng)

廖一茗

[摘? ? ? ? ? ?要]? 氣壓技術(shù)使用的動力部分是空氣，沒有異味，排出氣體也不污染環(huán)境，運用于很多機械場合，氣壓傳動路線也越設(shè)計越復(fù)雜，往往是一個空氣機帶動好幾個執(zhí)行元件，或者執(zhí)行元件有很多功能要去實現(xiàn);對于教師來講，復(fù)雜的回路很難講解清楚，學(xué)生也不容易理解。以公交車門的氣壓傳動系統(tǒng)為例，從分析原理、拆分系統(tǒng)、學(xué)生自主研究、舉一反三這四個方面來講述如何講解復(fù)雜的氣壓傳動系統(tǒng)。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 氣壓傳動系統(tǒng);拆分;信息化手段;簡單回路;車門

[中圖分類號]? G712? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? ?A ? ? ? ? ? ? ?[文章編號]? 2096-0603（2020）20-0092-02

液壓與氣壓傳動是中職機械專業(yè)的必修課，氣壓傳動運用的場合越來越多，比如公交車上、生產(chǎn)線流水上、機器人手臂上。用到的地方越多，氣壓傳動系統(tǒng)也越復(fù)雜，學(xué)生只是單純聽老師講解一遍氣體的走向路線，并不能真正學(xué)會如何分析復(fù)雜路線，如何讓學(xué)生自己能夠看懂氣壓傳動系統(tǒng)的工作原理，則是教師要攻克的難點。

本文將以公交車門啟閉系統(tǒng)為例來講解如何讓學(xué)生能夠看懂復(fù)雜的氣壓傳動系統(tǒng)（見圖1）。

一、展示公交車門啟閉的原理

在分析具體的氣體走向路線之前，教師應(yīng)帶領(lǐng)學(xué)生弄清楚此系統(tǒng)執(zhí)行元件（氣缸）要完成的動作、執(zhí)行元件（氣缸）與機械部分連接情況。以公交車門啟閉系統(tǒng)為例：教師講解公交車車門的啟閉系統(tǒng)所在地方及機械控制原理。A閥、B閥、C閥、D閥均是控制門啟閉的按鈕，這個公交車門前后均有開關(guān)控制，那究竟哪兩個是前面，哪兩個是后面的，則需要學(xué)生后面看懂系統(tǒng)后才可以得知。7#是氣缸，氣缸中的活塞桿連著車門（這個書中實例是指公交車前門這一扇門），當(dāng)活塞桿縮回時，門關(guān)閉;當(dāng)活塞桿伸出時，門開啟。并將門的啟閉引申到7#活塞桿的伸出或者縮回上，學(xué)生只需要研究A閥、B閥、C閥、D閥哪些閥能讓活塞桿伸出，哪些閥能讓活塞桿縮回，中間的這個1#、2#、3#、4#、5#、6#閥各是什么名稱，做什么作用？這樣便明確了這個復(fù)雜的車門啟閉系統(tǒng)需要如何解讀。

公交車門機械控制原理建議錄制實際公交車控制視頻，或制作3D視頻，或者在氣壓實訓(xùn)臺上搭建簡單的回路，連接實驗門;讓學(xué)生能夠看到實驗門開啟與關(guān)閉時的情況，清晰明確地讓學(xué)生明白氣動部件與機械部件連接的地方及車門開啟的原理。

二、拆分復(fù)雜氣壓傳動系統(tǒng)

本文建議將復(fù)雜的氣壓傳動系統(tǒng)拆分，拆分成幾個簡單的基本回路，學(xué)生先學(xué)習(xí)這些簡單的基本回路，搞清楚每個閥的作用及名稱以及簡單回路的氣體走向路線。拆分原則有：

1.按照氣壓傳動系統(tǒng)的功能區(qū)別來進(jìn)行拆分。比如這個車門氣壓傳動系統(tǒng)的功能有車門開啟速度可調(diào)節(jié)、有人被車門夾到會自動開門、前后面有兩個開關(guān)控制門。此系統(tǒng)是三個功能結(jié)合在一起，那便按照這三個功能拆開分成單獨的三種簡單回路。

2.按照基本回路的類型來進(jìn)行拆分?；净芈酚兴俣瓤刂苹芈?、方向控制回路、壓力控制回路。都由特定的控制閥組成，便可按照回路類型來進(jìn)行拆分。

3.按照執(zhí)行元件的數(shù)量來進(jìn)行拆分。這其實與功能區(qū)別來拆分很相似。有的復(fù)雜回路有好多個執(zhí)行元件（氣缸）做不一樣的動作和功能，或者每個執(zhí)行元件的動作時間不一致，那就按照執(zhí)行元件的數(shù)量與主控它運動的控制閥一起來進(jìn)行拆分。

需要注意的是，每個簡單回路都是由完整的動力元件、控制元件、執(zhí)行元件、輔助元件四個部分組成的，缺一不可;從復(fù)雜回路里拆分下來的元件要按照這四個部分把缺少的補齊才能成為一個完整的簡單回路。

圖2實例是只有一個執(zhí)行元件，但是卻實現(xiàn)多種功能，便按照這個氣壓傳動系統(tǒng)的功能來進(jìn)行拆分，功能一：車門開啟速度可調(diào)節(jié)（中間框），選用了速度調(diào)節(jié)閥;功能二：有人被車門夾到會自動開門（右側(cè)框），選用了一個滾輪機械換向閥和順序閥;功能三：前后面都有兩個開關(guān)控制車門（左側(cè)框），選用了順序閥。

因為此系統(tǒng)只有一個執(zhí)行元件（氣缸），所以這拆分的回路需要我們自己補齊執(zhí)行元件和動力元件（氣源裝置），于是便成為三個獨立的氣壓傳動簡單回路（見圖3）。

三、引導(dǎo)學(xué)生拆分回路、結(jié)合實操自學(xué)基本回路

如何引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行拆分呢？

1.教師提供拆分思路，例如可以提出此系統(tǒng)實現(xiàn)的三種功能，讓學(xué)生在系統(tǒng)中找出合適的控制元件組成回路來實現(xiàn)三種功能。

2.讓學(xué)生在仿真軟件上將自己拆分出來的簡單回路搭建出來，用仿真軟件來驗證學(xué)生的簡單回路搭建是否正確。學(xué)生本身學(xué)過基本回路，是有基礎(chǔ)的，走到這一步完全可以。

3.考慮到學(xué)生學(xué)習(xí)和理解水平的不一致，為實踐能力稍微弱的學(xué)生準(zhǔn)備了知識庫，知識庫里有所有控制閥的功能、名稱，方便學(xué)生查閱。

4.拆的目的還是為了合起來，那么一定要讓學(xué)生掌握理解這些拆分的簡單回路，這樣才能有利于合起來以后的分析。除了用仿真軟件模擬之外，還要用氣壓實訓(xùn)平臺，讓學(xué)生自己動手搭建真實的回路，并做出效果，實現(xiàn)各個簡單回路的功能要求。

5.學(xué)生一個人獨立完成上述內(nèi)容有些難度，可以按照組間同質(zhì)、組內(nèi)異質(zhì)的原則將班級同學(xué)分成小組，小組合作共同完成任務(wù)，并由學(xué)生共同驗收氣壓實訓(xùn)平臺的實驗效果。

6.如果學(xué)生選用的控制閥與系統(tǒng)中的不同，也應(yīng)該肯定他們。最重要的控制閥肯定是選對了，可能在換向閥方面會有更簡單的選擇，但是并不影響他們學(xué)習(xí)這個簡單回路。

四、打好基礎(chǔ)便可系統(tǒng)分析

在上面的步驟中，學(xué)生已經(jīng)學(xué)會了簡單的回路，那么組在一起已經(jīng)不難了。在綜合分析氣壓傳動系統(tǒng)時，發(fā)現(xiàn)學(xué)生在兩個簡單回路相交的地方不知道該怎么分析，教師可以簡單加以講解，便可解惑。

一時解開謎團可能只是暫時的效果，為了大部分學(xué)生解惑并理解，教師可以讓學(xué)生自己在仿真軟件上搭建車門氣動系統(tǒng)來進(jìn)一步了解氣體的走向路線，也可以制作專門開發(fā)的互動軟件，學(xué)生動手點擊按鈕，便可看到氣體的走向路線，方便快捷，也有利于學(xué)生課后溫故而知新。

五、總結(jié)

1.教法、學(xué)法

這門課程理實結(jié)合才能讓學(xué)生好好掌握，而復(fù)雜的氣動系統(tǒng)一定要講究方法學(xué)生才好理解，教師好講解;同時應(yīng)適當(dāng)運用信息化手段讓學(xué)生自我摸索，讓學(xué)生做課堂的主人，讓他們?nèi)プ晕颐?，發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。

在車門氣壓傳動系統(tǒng)講解中運用了這些信息化手段：知識庫、仿真軟件、微視頻、立體教材（與學(xué)生互動）、手機互動軟件等。

2.實驗室的設(shè)備要求

針對液壓與氣壓這門課程，要做到理實結(jié)合，首先要有一間液壓與氣壓實訓(xùn)室，并應(yīng)具備理論學(xué)習(xí)所需的條件、實操驗證所需的設(shè)備。

硬件方面：電腦（至少每組一臺）、投影儀（講理論知識）、液壓氣壓實訓(xùn)臺、各種控制閥、管路等;軟件方面：仿真軟件、多媒體互動、微視頻。

上述方法是結(jié)合多本參考書、實際實驗，與學(xué)生共同努力出來的成果;雖然教師不站在科學(xué)的前沿，但是希望這點方法可以讓眾多的教師大膽地嘗試、廣泛地運用;也希望眾多學(xué)生多多收益，通過理實結(jié)合的課堂、信息化教學(xué)手段來學(xué)會、學(xué)懂液壓與氣壓傳動這門課程，以后在更多的崗位上發(fā)光發(fā)熱。

參考文獻(xiàn)：

[1]周曉峰.液壓傳動與氣動技術(shù)[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2011.

[2]李松晶，向東，張偉.輕松看懂液壓氣壓系統(tǒng)原理圖[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2013.

[3]蘭建設(shè).液壓與氣壓傳動[M].北京：高等教育出版社，2010.

編輯 陳鮮艷