液氣壓傳動(dòng)“開放式”實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的開發(fā)與制作

王明軍

摘要：液氣壓傳動(dòng)“開放式”實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的開發(fā)和制作在實(shí)際方案設(shè)計(jì)中，要進(jìn)行載體的選擇，同時(shí)在開發(fā)平臺(tái)制作的實(shí)際過(guò)程中能夠有效融合和綜合應(yīng)用多種專業(yè)基礎(chǔ)課程，促進(jìn)相關(guān)人員的實(shí)踐能力和專業(yè)綜合素質(zhì)的提高，同時(shí)進(jìn)一步完善專業(yè)實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)和新型實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的開發(fā)和制作。

關(guān)鍵詞：液氣壓;開放式;實(shí)訓(xùn)平臺(tái);開發(fā)和制作

中圖分類號(hào)：TH138-4;G712? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-957X（2020）24-0098-02

0? 引言

液壓與氣動(dòng)技術(shù)是屬于自動(dòng)化類的專業(yè)，具有液壓和氣動(dòng)設(shè)備、相關(guān)技術(shù)等基礎(chǔ)知識(shí)，綜合了機(jī)械和電氣以及控制，是一門綜合性較強(qiáng)的課程。實(shí)驗(yàn)室開發(fā)“開放式”實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，能夠?qū)⒄鎸?shí)的內(nèi)部控制模塊顯示出來(lái)，能夠根據(jù)不同的液壓系統(tǒng)自動(dòng)的構(gòu)建控制系統(tǒng)，能夠?qū)⑾嚓P(guān)專業(yè)理論和實(shí)踐相結(jié)合，逐漸地完善專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)和開發(fā)新的實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目。

1? 液氣壓傳動(dòng)的工作原理

1.1 液壓傳動(dòng)工作原理

《液壓與氣壓傳動(dòng)》主要對(duì)液壓和氣壓傳動(dòng)和回路的研究，綜合了機(jī)械、電氣和傳動(dòng)、控制。液壓傳動(dòng)的工作原理是電動(dòng)機(jī)充分帶動(dòng)液壓泵將油從油箱中吸出來(lái)，液壓泵在實(shí)際運(yùn)行的過(guò)程中將電動(dòng)機(jī)的機(jī)械能力有效的轉(zhuǎn)換成液體的壓力能[1]。液壓傳動(dòng)中具有液壓油泵、各種液壓閥的液壓控制元件、液壓缸、馬達(dá)的執(zhí)行元件、管道、蓄能器的輔件，以及液壓油組成的液壓系統(tǒng)。液壓節(jié)制能夠利用管道液壓輔件經(jīng)過(guò)節(jié)流閥和轉(zhuǎn)向和閥進(jìn)入液壓缸左腔，在這個(gè)過(guò)程中高效的推動(dòng)活塞將實(shí)驗(yàn)工作臺(tái)進(jìn)行向右轉(zhuǎn)移，液壓缸右腔將派出的液壓介質(zhì)經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)向閥自動(dòng)流回到油箱中。

目前，液壓技術(shù)在多個(gè)方面都取得了顯著的成就，有重大的進(jìn)展，比如，高壓、高效率、噪聲小、耐用性高、集成化高等各項(xiàng)要求方面，同時(shí)在完善比例控制和數(shù)字控制等相關(guān)的專業(yè)技術(shù)中也取得了重要的創(chuàng)新成就。

1.2 氣壓傳動(dòng)工作原理

我國(guó)科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，工業(yè)機(jī)械化逐漸向機(jī)械化和自動(dòng)化發(fā)展。氣壓傳動(dòng)的動(dòng)力源是壓縮空氣，以此來(lái)驅(qū)動(dòng)和控制機(jī)械設(shè)施，促進(jìn)生產(chǎn)過(guò)后的自動(dòng)化和機(jī)械化的技術(shù)，逐漸被多個(gè)領(lǐng)域所運(yùn)用。氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)中，不同的氣動(dòng)元件和裝置就會(huì)產(chǎn)生不同的功能，主要由氣源裝置、執(zhí)行元件、控制元件和輔助元件組成。輔助元件主要對(duì)元件內(nèi)部潤(rùn)滑、連接不同的元件以及將信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換和放大以及檢測(cè)，同時(shí)還有排氣噪聲等需要的不同氣動(dòng)元件，比如轉(zhuǎn)換器、顯示器以及消聲器等;控制元件只要協(xié)調(diào)和控制流量和流動(dòng)方向，對(duì)壓縮空氣的壓力，促進(jìn)系統(tǒng)中相關(guān)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)保證他們運(yùn)動(dòng)的性能[2]。控制元件分為很多種，不同的控制元件所完成的功能不同，大多數(shù)包括壓力、邏輯和方向以及流量值四種控制元件;執(zhí)行元件主要用于系統(tǒng)中能量的轉(zhuǎn)換，將壓縮空氣中產(chǎn)生的壓力逐漸轉(zhuǎn)換成機(jī)械設(shè)備實(shí)際運(yùn)行中所需要的機(jī)械能。

目前，氣壓傳動(dòng)逐漸被各個(gè)領(lǐng)域進(jìn)行廣泛運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)控制和自動(dòng)控制，對(duì)氣壓傳動(dòng)進(jìn)行大力的研發(fā)有利于對(duì)生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。氣壓傳送在實(shí)際工作領(lǐng)域的運(yùn)用以及超過(guò)液壓元件，逐漸發(fā)展成為獨(dú)立的專業(yè)技術(shù)領(lǐng)域。

2? 液氣壓傳動(dòng)“開放式”實(shí)訓(xùn)平臺(tái)開發(fā)的流程

液氣壓傳動(dòng)“開放式”實(shí)訓(xùn)平臺(tái)開發(fā)的流程要分解氣動(dòng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)組成的模塊，對(duì)電氣控制、氣動(dòng)系統(tǒng)、PLC控制等模塊的分解。首先，氣動(dòng)綜合實(shí)訓(xùn)平臺(tái)設(shè)計(jì)開發(fā)制作的流程要組建專業(yè)技術(shù)的團(tuán)隊(duì)共同開發(fā)和制作，充足的進(jìn)行前期準(zhǔn)備工作，對(duì)相關(guān)的資料進(jìn)行收集。專業(yè)技術(shù)人員對(duì)相關(guān)的資料進(jìn)行總結(jié)和分析，明確開發(fā)和制作的目標(biāo)，制定合理的任務(wù)分配，充分發(fā)揮相關(guān)人力資源的利用效率，進(jìn)行分工合作，提高氣動(dòng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)開發(fā)設(shè)計(jì)工作的質(zhì)量和效率，比如繪制電氣控制、電氣元件布置和連接圖、氣動(dòng)系統(tǒng)和氣動(dòng)元件分布圖，具體機(jī)械設(shè)備的裝配圖;然后在充分的前期準(zhǔn)備工作基礎(chǔ)上進(jìn)行具體任務(wù)的實(shí)施，具體參與設(shè)計(jì)和開發(fā)制作的專業(yè)技術(shù)人員要制定科學(xué)、合理的可實(shí)際操作的實(shí)施方案，準(zhǔn)備實(shí)際工作中需要的相關(guān)資料和材料，實(shí)施制作相關(guān)工作的開展。專業(yè)開發(fā)技術(shù)人員嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)方案進(jìn)行氣動(dòng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的制作。最后，專業(yè)研發(fā)和制作人員要將具體的成果進(jìn)行綜合的評(píng)價(jià)，真正投入使用之前進(jìn)行相關(guān)的檢測(cè)，進(jìn)行制作和使用評(píng)價(jià)，對(duì)實(shí)際的成果提出具體改進(jìn)的建議，提高開發(fā)制作成果的實(shí)用價(jià)值。液氣壓傳動(dòng)“開放式”實(shí)訓(xùn)平臺(tái)開發(fā)流程主要運(yùn)用液壓和氣壓的傳動(dòng)，這個(gè)開發(fā)過(guò)程需要的實(shí)驗(yàn)設(shè)備大多數(shù)是為廠家提供的整體設(shè)施，其中的控制模塊都是進(jìn)行封裝，比較的嚴(yán)密，在實(shí)際的實(shí)訓(xùn)平臺(tái)制作的過(guò)程存在一定的難度，要加強(qiáng)對(duì)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的分析，在設(shè)計(jì)和制作的過(guò)程要進(jìn)行重視，否則在封裝嚴(yán)密的情況下，出現(xiàn)相關(guān)的故障就不容易被排查出來(lái)。因此，在液氣壓傳動(dòng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)設(shè)計(jì)的過(guò)程中將內(nèi)部的控制模塊進(jìn)行完全的展示出來(lái)，便于實(shí)訓(xùn)人員能夠根據(jù)不同的液壓系統(tǒng)自行的對(duì)控制系統(tǒng)進(jìn)行搭建，有效的將液壓和氣壓傳動(dòng)的理論知識(shí)和實(shí)踐進(jìn)行結(jié)合，對(duì)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行高效的解決和創(chuàng)新。

3? 液氣壓傳動(dòng)“開放式”實(shí)訓(xùn)平臺(tái)制作的過(guò)程

第一，電氣控制元件和液氣壓元件的安裝區(qū)構(gòu)成了整個(gè)平臺(tái)主體，專業(yè)制作人員要對(duì)這兩個(gè)主要安裝區(qū)制定合理的制作方案。液氣壓元件相關(guān)的材料主要包含氣缸、手動(dòng)或者電磁的換向閥、管道、減壓和溢流閥等相關(guān)的元件;電氣控制元件主要有交流接觸器、中間和時(shí)間繼電器以及所有的按鈕和開發(fā)等相關(guān)元件。

第二，液氣壓傳動(dòng)“開放式”實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的總體方案和實(shí)際需要的元器件進(jìn)行確定后，準(zhǔn)備具體的液氣壓傳動(dòng)原理圖、電氣控制元件布置圖以及電氣控制的連接圖等。我們可以采用Automation_Studio_5. 6_Edu機(jī)電一體化軟件對(duì)電氣控制布置圖和連線圖以及液氣壓傳動(dòng)原理進(jìn)行有效的驗(yàn)證，同時(shí)運(yùn)用SolideWorks三維建模元件對(duì)真實(shí)元件進(jìn)行虛擬裝配和實(shí)體建模，對(duì)整體的平臺(tái)裝配和相關(guān)的電氣和液氣元件的布置進(jìn)行檢測(cè)[3]。專業(yè)技術(shù)人員在氣動(dòng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)開發(fā)設(shè)計(jì)中要準(zhǔn)備各類技術(shù)的資料，便于制作過(guò)程有序地開展。

第三，專業(yè)開發(fā)制作技術(shù)人員要根據(jù)具體的元器件選型的相關(guān)資料以及每個(gè)環(huán)節(jié)的工程設(shè)計(jì)圖樣，對(duì)具體的元件進(jìn)行采購(gòu)和拆解，在準(zhǔn)備完實(shí)際制作中需要的所有元件，根據(jù)制定的合理方案進(jìn)行裝配平臺(tái)。整個(gè)平臺(tái)的配置組裝要選用輕便牢固并且有成型糙的歐標(biāo)鋁型材，有便于安裝各種器件進(jìn)行平臺(tái)的搭建。液氣壓實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的搭建中涉及到低壓斷路器需要選用漏電保護(hù)功能的，保障實(shí)際使用中的安全。另外，電氣控制元件要采用酚醛層壓紙板進(jìn)行平臺(tái)的安裝，用較好的漂白木積紙和棉絨紙當(dāng)做補(bǔ)強(qiáng)物，同時(shí)采用的木板是用高純度合成的石化原料反應(yīng)制作的酚酞樹脂造成樹脂粘合劑，用樹脂粘合劑制作成的木板，這種木板在液氣壓傳動(dòng)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)制作過(guò)程中具有重要的影響作用，它不會(huì)產(chǎn)生靜電、絕緣性能高，同時(shí)還具有耐磨和耐高溫的重要特性。最后，專業(yè)設(shè)計(jì)和開發(fā)制作人員可以在實(shí)際使用的過(guò)程中根據(jù)使用的具體情況進(jìn)行元器件的重新定位，對(duì)多余的元器件進(jìn)行刪減，對(duì)實(shí)際所需要的元器件進(jìn)行增補(bǔ)，實(shí)現(xiàn)液氣壓傳動(dòng)“開放式”實(shí)訓(xùn)平臺(tái)開發(fā)和制作的創(chuàng)新和功能的設(shè)計(jì)。

4? 液氣壓傳動(dòng)“開放式”實(shí)訓(xùn)平臺(tái)效果的測(cè)評(píng)

液氣壓傳動(dòng)“開放式”實(shí)訓(xùn)平臺(tái)在實(shí)際使用過(guò)程中能夠根據(jù)自己的設(shè)計(jì)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，實(shí)現(xiàn)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的創(chuàng)新和開發(fā)設(shè)計(jì)。實(shí)訓(xùn)人員能夠積累豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，將自己的專業(yè)知識(shí)和相關(guān)具體的經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用到實(shí)踐中，靈活地進(jìn)行實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)。實(shí)訓(xùn)人員在實(shí)踐中進(jìn)行液氣壓實(shí)訓(xùn)平臺(tái)開發(fā)和制作所選用的元器件都是最大限度地做到標(biāo)準(zhǔn)化，有利于實(shí)訓(xùn)人員根據(jù)自己的實(shí)際需要進(jìn)行元件的選型，自己獨(dú)立地進(jìn)行整個(gè)平臺(tái)配置的搭建和組裝，達(dá)到最佳的訓(xùn)練效果。

液壓和氣壓的傳動(dòng)涉及到多種專業(yè)類型的知識(shí)，包括機(jī)械和電氣以及控制，是一個(gè)綜合性很強(qiáng)的實(shí)踐過(guò)程，在實(shí)踐的過(guò)程中有效地將“電子和機(jī)械”進(jìn)行融合，根據(jù)自身的專業(yè)理論知識(shí)獲得實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，將相關(guān)知識(shí)進(jìn)行融合成為系統(tǒng)，促進(jìn)了專業(yè)開發(fā)制作人員的綜合能力水平。

液氣壓傳動(dòng)“開放式”實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)、開發(fā)和制作能夠?qū)⒚恳粋€(gè)系統(tǒng)的元器件和相關(guān)的電路以及傳動(dòng)的油路和氣路之間的聯(lián)系充分凸顯出來(lái)，讓實(shí)訓(xùn)人員通過(guò)實(shí)訓(xùn)平臺(tái)更加直觀和全面的進(jìn)行觀察。開放性的實(shí)訓(xùn)平臺(tái)開發(fā)有效的實(shí)現(xiàn)了理論和實(shí)踐的結(jié)合。液氣壓傳動(dòng)中涉及到多種學(xué)科的專業(yè)知識(shí)，實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的研發(fā)和制作高效的將各個(gè)學(xué)科的知識(shí)進(jìn)行融合，并且進(jìn)行靈活的應(yīng)用，有利于實(shí)訓(xùn)室工作人員對(duì)訓(xùn)練項(xiàng)目的創(chuàng)新、增加組裝和故障維修和養(yǎng)護(hù)的實(shí)際訓(xùn)練，提升實(shí)訓(xùn)的質(zhì)量和效率，充分發(fā)揮實(shí)訓(xùn)室的重要積極作用。

液氣壓傳動(dòng)“開放式”實(shí)訓(xùn)平臺(tái)在實(shí)際的設(shè)計(jì)、開發(fā)和制作過(guò)程中的控制對(duì)象是液氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)，運(yùn)用好的控制方法有PLC程度控制和電氣控制，系統(tǒng)反饋是運(yùn)用的傳感器技術(shù)，在這個(gè)實(shí)踐過(guò)程將多種學(xué)科進(jìn)行高效的融合，有利于培養(yǎng)實(shí)訓(xùn)人員系統(tǒng)化的工程思維，同時(shí)將控制對(duì)象模塊化有利于實(shí)訓(xùn)人員創(chuàng)新和設(shè)計(jì)能力的提升，同時(shí)幫助他們將掌握的專業(yè)知識(shí)進(jìn)行實(shí)踐的綜合運(yùn)用，發(fā)揮專業(yè)知識(shí)的實(shí)用價(jià)值，促進(jìn)相關(guān)設(shè)計(jì)、開發(fā)制作人員綜合素養(yǎng)和綜合能力的提升。液氣壓傳動(dòng)“開放式”實(shí)訓(xùn)平臺(tái)搭建的基礎(chǔ)上不僅僅能夠有效地提高相關(guān)技術(shù)人員的創(chuàng)新能力和綜合素養(yǎng)，還有利于進(jìn)一步對(duì)實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)和新型實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的改進(jìn)和完善，為將來(lái)各項(xiàng)的技能大賽打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

5? 結(jié)語(yǔ)

液氣壓傳動(dòng)“開放式”實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的搭建有效地將相關(guān)理論知識(shí)和實(shí)踐進(jìn)行融合，促進(jìn)了多個(gè)學(xué)科之間的結(jié)合，有利于提高實(shí)訓(xùn)人員的創(chuàng)新能力和其他綜合素養(yǎng)。本文主要對(duì)液氣壓傳動(dòng)“開放式”實(shí)訓(xùn)平臺(tái)開發(fā)和制作的流程、實(shí)踐操作的過(guò)程以及實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的效果進(jìn)行全面的分析，為專業(yè)實(shí)訓(xùn)室的建設(shè)和創(chuàng)新型實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目的開發(fā)提供參考依據(jù)。

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