|
液壓虛擬實驗室在液壓教學中的使用
泰州技師學院 王玫 2017/4/6 9:41:02
摘 要：液壓實驗是液壓教學中必不可少的環(huán)節(jié)，它可以讓學生更直觀的了解液壓元件和液壓系統(tǒng)。由于諸多因素的影響，傳統(tǒng)的液壓實驗為課堂教學服務的效果并不理想，液壓虛擬實驗室使用靈活，能彌補傳統(tǒng)實驗室的不足。本文介紹了虛擬液壓實驗室的設計思路和在教學中的使用。
關鍵詞：液壓傳動 液壓虛擬實驗室 教學
液壓傳動技術是一門運用很廣泛的學科，但由于液壓元件結構復雜不易理解，學生缺少實踐等原因造成該門學科教與學的困難，液壓實驗就成為液壓傳動教學必不可少的環(huán)節(jié)，它可以讓學生更直觀的了解液壓元件和液壓系統(tǒng)。不過液壓實驗設備數(shù)量少，長期以來實驗臺多是固定連接模式，學生操作機會較少，且無法實現(xiàn)邊講邊做的效果，因此傳統(tǒng)的液壓實驗室為課堂教學服務的效果不是很理想。
液壓虛擬實驗室不僅隨時可以進行實驗演示，且學生可親自參與實驗操作，使液壓教學不再局限于理論，逐步向動手實踐轉(zhuǎn)變。
一、液壓虛擬實驗室的設計
針對本校學生的特點和課堂教學的需要，采用Flash軟件設計制作一款液壓虛擬實驗室。實驗室設置有換向回路、節(jié)流調(diào)速回路、雙缸壓力控制順序動作回路、鎖緊回路、減壓回路、卸荷回路7個基本回路的實驗。
1、液壓虛擬實驗的制作
為了能夠在實驗過程中觀察到油液和閥芯的工作情況，使用Flash軟件制作元件模型時采用透明的形式，并結合繪圖的效果對內(nèi)部構造進行適當?shù)恼{(diào)整，使元件的工作效果與實際效果相符（如圖1）。
圖1 三位四通換向閥實物和繪制圖
根據(jù)液壓元件連接時產(chǎn)生的狀況在Flash中對元件的油口、閥芯、磁鐵和液壓泵中的齒輪進行程序編寫形成動畫。如電磁換向閥的電磁鐵通電閥芯移動的程序：
on(release){
gotoAndPlay(2);
_global.x=_global.x-0.3
}
2、液壓虛擬實驗室工作界面的設置
該虛擬實驗室設有元件選用區(qū)和實驗區(qū)。在元件選用區(qū)中列出了7種回路中需要用到的所有元件，點擊元件圖形可以將虛擬元件放置到實驗區(qū)。實驗區(qū)可實現(xiàn)元件的放置、油管的連接和液壓回路的運行。
3、液壓虛擬實驗室能達到的效果
調(diào)試完成的液壓虛擬實驗室可以實現(xiàn)元件選擇、油管連接、換向閥工作位置的切換等效果。當元件選擇錯誤時，將無法放入系統(tǒng)；當液壓系統(tǒng)設置正確時虛擬液壓油將沿著連接好的油管進行填充，模擬實際進、回油狀態(tài)，元件將按照工作原理隨著油液的流動一起動作。
二、液壓虛擬實驗室在教學中的使用
1、用于演示液壓元件的工作原理，讓學生更直觀的了解液壓元件。液壓元件特別是各種控制閥的工作原理是液壓傳動教學中的難點之一。講授液壓元件時采用虛擬實驗室可以向?qū)W生更好的展示該元件的內(nèi)部結構，如圖2，對溢流閥放大后我們可以觀察到閥體內(nèi)部的油路、閥芯、彈簧等主要結構。此外，啟動液壓回路后學生還可以觀察到閥芯在閥體內(nèi)的工作狀態(tài)，幫助學生了解元件的工作原理、作用和安裝位置。圖3為當油壓較大時，壓力油流入溢流閥后推動閥芯時的狀態(tài)。
圖2 溢流閥 圖3油液進入溢流閥 圖4換向回路元件的選擇和油管的連接
2、用于課堂教學中液壓回路的組裝和演示，讓學生參與到教學活動中來，增加學習的樂趣，使液壓教學不再局限于理論，逐步向動手實踐轉(zhuǎn)變。我校使用的是勞動版任務驅(qū)動型教材，以換向閥為例，在介紹換向閥前教材給出了設計任務 “平面磨床的工作臺，在工作中是由液壓系統(tǒng)帶動進行往復運動的……”在這之前，學生已經(jīng)學習過液壓泵、液壓缸等元件，使用虛擬實驗室?guī)椭鷮W生了解換向閥的相關知識后，我們可以使用液壓虛擬實驗室讓學生自己從元件選擇區(qū)中按照設計要求選出需要的元件。選擇完畢后，點擊對應兩元件的油口可實現(xiàn)油管的連接，如圖4。當管道連接完成后，將會彈出運行按鈕，點擊按鈕啟動液壓回路。元件的選擇、連接過程既是幫助學生回顧知識的過程；也是檢驗學生知識掌握情況的過程，更是讓學生參與液壓教學活動，由純粹的理論型課堂向?qū)嵺`操作型課堂轉(zhuǎn)變。
3、用于液壓實驗，增加學生實踐的機會，使學生熟悉實驗操作流程。職技類學生的培養(yǎng)更側重于操作。由于傳統(tǒng)實驗設備購置數(shù)量少，而且多是固定連接模式，實驗只是觀察液壓回路的工作狀態(tài)，學生參與操作的機會很少。使用虛擬實驗室學生就可以在電腦上（未完，下一頁）
|