工程機(jī)械液壓實(shí)訓(xùn)臺(tái)制作研究

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摘要：通過制作工程機(jī)械液壓實(shí)訓(xùn)臺(tái)，可視化的LED燈泡高亮和電機(jī)正反轉(zhuǎn)的形式來顯示隱蔽的液壓驅(qū)動(dòng)回路，降低學(xué)生理解困難，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，為高職院校工程機(jī)械專業(yè)教學(xué)、培訓(xùn)、考工提供一種結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、功能完善、安全可靠的教學(xué)儀器設(shè)備。

關(guān)鍵詞：高職院校；工程機(jī)械；液壓系統(tǒng)；液壓實(shí)訓(xùn)臺(tái)

目前，大多數(shù)高職院校工程機(jī)械專業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備均以整車和臺(tái)架為主，而整車需要投入很大，在實(shí)施教學(xué)時(shí)，也有很多局限性，給教學(xué)效果帶來一定的影響。另外，專業(yè)課程都是以模塊為主，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、底盤、液壓、電器，每一個(gè)課程模塊的教學(xué)都離不開相應(yīng)模塊實(shí)驗(yàn)設(shè)備的支持，這么多的課程模塊乘以班級(jí)數(shù)目，勢必要求有更多的實(shí)驗(yàn)設(shè)備臺(tái)套數(shù)，如果每臺(tái)套數(shù)均以一輛整車計(jì)算的話，設(shè)備經(jīng)費(fèi)的投入無疑是巨大的。所以，除了整車外，更多的實(shí)驗(yàn)設(shè)備均以各模塊或總成制作的臺(tái)架為主，如發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架、液壓臺(tái)架、電器臺(tái)架等等。實(shí)訓(xùn)臺(tái)架不僅投入少，而且教學(xué)直觀方便，各模塊結(jié)構(gòu)清晰，各總成拆裝方便，故障設(shè)置靈活，可以滿足構(gòu)造原理、故障診斷等理論、實(shí)踐課程教學(xué)需要。［1-2］而“工程機(jī)械液壓系統(tǒng)維修”、“挖掘機(jī)構(gòu)造與維修”作為工程機(jī)械運(yùn)用與維護(hù)專業(yè)的核心課程，其理實(shí)一體化教學(xué)改革對(duì)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)設(shè)備的需求尤其突出，挖掘機(jī)整機(jī)顯然不適合理實(shí)一體化教室內(nèi)使用，故開發(fā)適合教學(xué)改革的室內(nèi)教學(xué)檢測儀器十分必要。依托江蘇省大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新項(xiàng)目，開展本實(shí)訓(xùn)臺(tái)設(shè)計(jì)的目的是利用所學(xué)專業(yè)知識(shí)，激發(fā)同學(xué)們的科研潛力，增強(qiáng)教師的實(shí)踐能力，提高同學(xué)們學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)的積極性，為教學(xué)、培訓(xùn)、考工提供一種結(jié)構(gòu)比較簡單、操作方便、功能完善、安全可靠的教學(xué)儀器設(shè)備。［3-4］

一、實(shí)訓(xùn)臺(tái)設(shè)計(jì)方案

近年來，筆者所在學(xué)校對(duì)學(xué)生的生產(chǎn)實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力特別重視，并將其列為教學(xué)改革的重點(diǎn)，在政策上、經(jīng)費(fèi)上、實(shí)訓(xùn)室建設(shè)上都給予大力支持，目前提供的條件有如下幾個(gè)方面：在校內(nèi)建立了加工制造實(shí)訓(xùn)基地，設(shè)置兩周的鉗工實(shí)訓(xùn)課程，都已參加了零件的制造及裝配過程；學(xué)院的實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)室基本可以滿足本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、零件制作和裝配要求；學(xué)校目前圖書館藏資料豐富，購置了網(wǎng)絡(luò)和紙質(zhì)圖書資料，同時(shí)擁有挖掘機(jī)整機(jī)1臺(tái)，有專門配套資金用于創(chuàng)新項(xiàng)目的開展；項(xiàng)目指導(dǎo)教師可獲得相應(yīng)的科研工作量，參與項(xiàng)目的學(xué)生可獲得相應(yīng)的素質(zhì)學(xué)分，對(duì)于優(yōu)秀成果和作品，優(yōu)先推薦參加省、市創(chuàng)新類競賽。工程機(jī)械液壓實(shí)訓(xùn)臺(tái)設(shè)計(jì)方案如下：在全面開展挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)調(diào)研及資料收集整理的基礎(chǔ)上，討論分析、確定項(xiàng)目的方案和設(shè)計(jì)方向；通過試驗(yàn)來論證方案的可行性，并進(jìn)行完善和改進(jìn)；項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)證可行后、利用CAD等軟件完成結(jié)構(gòu)圖及零部件工程圖的設(shè)計(jì)；最后完成實(shí)訓(xùn)臺(tái)的制作。根據(jù)現(xiàn)有挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖，設(shè)計(jì)制作挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)回路演示檢測實(shí)訓(xùn)臺(tái)，它將挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)示教板、實(shí)訓(xùn)臺(tái)架、操作手柄三者有機(jī)結(jié)合，通過不同的燈泡閃亮和電機(jī)正反轉(zhuǎn)的工作狀態(tài)模擬挖掘機(jī)動(dòng)臂、斗桿、挖斗、行走、回轉(zhuǎn)等各個(gè)動(dòng)作的液壓回路，將挖掘機(jī)油缸、馬達(dá)動(dòng)作驅(qū)動(dòng)的液壓狀態(tài)通過燈泡閃亮、電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的方式機(jī)電狀態(tài)呈現(xiàn)出來，實(shí)現(xiàn)挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)回路的可視化功能。

二、實(shí)訓(xùn)臺(tái)特色

工程機(jī)械液壓實(shí)訓(xùn)臺(tái)以自帶電源或外接電源為動(dòng)力，通過電機(jī)正反轉(zhuǎn)的工作狀態(tài)，模擬挖掘機(jī)行走馬達(dá)正反轉(zhuǎn)、回轉(zhuǎn)馬達(dá)左右轉(zhuǎn)動(dòng)、挖掘機(jī)前進(jìn)后退的功能和挖掘機(jī)左右旋轉(zhuǎn)的功能。工程機(jī)械液壓實(shí)訓(xùn)臺(tái)上的的左右操縱桿、行走操縱桿模擬挖掘機(jī)整機(jī)的相應(yīng)操縱手柄，同時(shí)根據(jù)實(shí)際液壓系統(tǒng)回路走向控制不同回路燈泡閃亮。工程機(jī)械液壓實(shí)訓(xùn)臺(tái)既可采用外接電源，也可實(shí)行自帶蓄電池，并可采用簡易充電設(shè)備，操作方便可靠；挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)回路演示檢測實(shí)訓(xùn)臺(tái)結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間小，實(shí)訓(xùn)臺(tái)安裝有萬向腳輪，能在不同類型教室體現(xiàn)教學(xué)、培訓(xùn)、考工等多重功能。本實(shí)訓(xùn)臺(tái)結(jié)合挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖示教板，清晰明了地顯示挖掘機(jī)實(shí)際工作過程中動(dòng)臂油缸、斗桿油缸、挖斗油缸、行走馬達(dá)、回轉(zhuǎn)馬達(dá)的動(dòng)作驅(qū)動(dòng)的液壓回路走向，通過不同組合的燈泡閃亮和電機(jī)正反轉(zhuǎn)的工作狀態(tài)模擬挖掘機(jī)動(dòng)臂、斗桿、挖斗、行走、回轉(zhuǎn)等各個(gè)動(dòng)作的液壓回路，將挖掘機(jī)油缸、馬達(dá)動(dòng)作驅(qū)動(dòng)的液壓狀態(tài)通過燈泡閃亮、電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的方式機(jī)電狀態(tài)呈現(xiàn)出來，實(shí)現(xiàn)挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)回路的可視化功能，以此來降低理解認(rèn)知難度，提高同學(xué)們的學(xué)習(xí)積極性，同時(shí)，解決學(xué)校實(shí)訓(xùn)設(shè)備臺(tái)套數(shù)有限的難題，增加學(xué)校教學(xué)實(shí)訓(xùn)設(shè)備。

三、實(shí)訓(xùn)臺(tái)應(yīng)用

本液壓實(shí)訓(xùn)臺(tái)依托科研項(xiàng)目，科研反哺教學(xué)。既鍛煉了教師的專業(yè)實(shí)踐能力，又加強(qiáng)“工程機(jī)械液壓系統(tǒng)維修”“挖掘機(jī)構(gòu)造與維修”課程的教學(xué)條件，同時(shí)也便于提高同學(xué)們的學(xué)習(xí)積極性，提高專業(yè)實(shí)踐及綜合技能。[5]通過研制的液壓實(shí)訓(xùn)臺(tái)，分別對(duì)挖掘機(jī)動(dòng)臂回路、斗桿回路、鏟斗回路、行走回路、回轉(zhuǎn)回路等液壓回路演示操作，教師講解清晰明了，學(xué)生學(xué)習(xí)輕松理解。在分組練習(xí)中，每個(gè)小組同學(xué)結(jié)合教師講解和本實(shí)訓(xùn)臺(tái)回路演示，充分掌握了挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)回路走向，借助于相關(guān)檢測工具和關(guān)鍵零部件拆裝，很好地掌握了挖掘機(jī)液壓系統(tǒng)常見故障診斷分析，取得了良好的教學(xué)效果。本實(shí)訓(xùn)臺(tái)具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、功能完善、安全可靠等眾多優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，在教學(xué)過程中不斷使用與觀察摸索，為今后對(duì)工程機(jī)械液壓實(shí)訓(xùn)臺(tái)進(jìn)一步加強(qiáng)改進(jìn)和持續(xù)完善奠定基礎(chǔ)。

四、結(jié)論

本實(shí)訓(xùn)臺(tái)的成功研制與使用可以降低理解認(rèn)知難度，提高同學(xué)們的學(xué)習(xí)積極性，同時(shí)，解決學(xué)校實(shí)訓(xùn)設(shè)備臺(tái)套數(shù)有限的難題，提高了教學(xué)效果。通過這次實(shí)踐創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目的實(shí)施，不僅能夠使學(xué)生將所學(xué)知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合，而且能提高學(xué)生分析問題、解決問題的綜合能力，對(duì)學(xué)生將來走向社會(huì)有很大的幫助。

參考文獻(xiàn)：

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作者：劉勺華 周同根 劉恩師 單位：常州機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院