多功能液壓教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)CAD癈AI課件設(shè)計(jì).pdf

6 液壓 與氣動(dòng) 2 0 0 8年 第 6期 多功能液壓教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái) C A D及 C A I 課件設(shè)計(jì) 柴京富 楊衛(wèi)平 李堯忠 CAD CAI Co u r s e De s i g n o f Hy d r a u l i c I n s t r u c t i o n s Mu l t i f u n c t i o n Ex p e r i me n t a l Pl a t f o r m CHAI J i n g f u YANG We i p i n g LI Ya o z h o n g 南昌航空大學(xué) 航空與機(jī)械工程學(xué)院 江西 南昌 3 3 0 0 6 3 摘要 該文介紹如何利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)液壓回路 對(duì)液壓元件及液壓 系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真的論述 借以 達(dá)到有利 于學(xué)生更好 更全面地理解和掌握 液壓 傳動(dòng)這一 學(xué)科 的 內(nèi)容 增 強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐意識(shí)和動(dòng)手能 力 關(guān)鍵詞 液壓教學(xué) 實(shí)驗(yàn)臺(tái) 多媒體 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 計(jì)算機(jī)輔助教 學(xué) 中圖分類(lèi)號(hào) TP 3 9 1 7 2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 B 文章編號(hào) 1 0 0 0 4 8 5 8 2 O O 8 O 6 0 0 0 6 0 4 1 問(wèn)題的提出 液壓傳動(dòng)課程是機(jī)械類(lèi)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)實(shí)踐性很強(qiáng)的 專(zhuān)業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課 其講授的內(nèi)容包括大量的理論知識(shí) 和豐富的視 圖 理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合是這一課程的傳統(tǒng) 教學(xué)模式 在當(dāng)前拓寬專(zhuān)業(yè) 大力加 強(qiáng)基礎(chǔ)的情況下 該課程作用就顯得尤為重要 但我院以往的液壓實(shí)驗(yàn) 教學(xué)中 大多只進(jìn)行壓力形成 節(jié)流調(diào)速等演示性內(nèi)容 的實(shí)驗(yàn) 其弊端是實(shí)驗(yàn)內(nèi)容低水平重復(fù) 驗(yàn)證性和演 示性實(shí)驗(yàn)多等 而引入啟發(fā)性和加強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手能力的 手段落后 難于滿足學(xué)生全面掌握這一課程的理論以 及進(jìn)行設(shè)計(jì)應(yīng)用的能力 這與現(xiàn)階段對(duì)大學(xué)生培養(yǎng)目 標(biāo)相差甚遠(yuǎn) 針對(duì)國(guó)內(nèi)許多大專(zhuān)院校 紛紛開(kāi)展了該課 程的教學(xué)研究與軟件開(kāi)發(fā)的情況 我們結(jié)合當(dāng)前液壓 教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的發(fā)展趨勢(shì) 根據(jù)液壓傳動(dòng)課程的教學(xué)特 點(diǎn)和要求 以及查閱國(guó)內(nèi)外資料 從增強(qiáng)學(xué)生對(duì)液壓傳 動(dòng)知識(shí)的感知及培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)該課程的興趣出發(fā) 我 教研室提出了自行研制 YJ S 一 1 1 型多功能液壓教學(xué) 實(shí) 驗(yàn)臺(tái) 的設(shè)想后 很快得到院系有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和部門(mén)的認(rèn) 可和大力支持 該液壓教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)研制成功后 為我 院液壓傳動(dòng)課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)手段的提高創(chuàng)造了有利條 件 是提高理論教學(xué)質(zhì)量的一個(gè)重要補(bǔ)充 它不僅能完 全滿足 液壓傳動(dòng) 課程的實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求 而且由于該 實(shí)驗(yàn)臺(tái)具有綜合性強(qiáng)的特點(diǎn) 對(duì)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維 學(xué) 習(xí)興趣 工程設(shè)計(jì)能力 液壓系統(tǒng)的調(diào)試能力及綜合運(yùn) 用所學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)能力等都具有極大的幫助 并且還可 成為相關(guān)課程 如可編程控制器課程等 的一個(gè)實(shí)驗(yàn) 點(diǎn) 使該實(shí)驗(yàn)臺(tái)不僅只能滿足液壓傳動(dòng)課程的實(shí)驗(yàn)需 要 還可以用于課程設(shè)計(jì)和畢業(yè)設(shè)計(jì)等較大項(xiàng)目的教 學(xué)任務(wù) 使本專(zhuān)業(yè)的學(xué)生對(duì)機(jī)電液一體化的產(chǎn)品 技術(shù) 有更加深刻的認(rèn)識(shí)和理解 這在我院教務(wù)處主持的專(zhuān) 家評(píng)審會(huì)上 得到了一致好評(píng)和肯定便可看出 但在會(huì) 議上 專(zhuān)家們就如何充分發(fā)揮該實(shí)驗(yàn)臺(tái)的作用提出了許 多很好的意見(jiàn)和建議 其中一條就是希望我們應(yīng)在現(xiàn) 有的基礎(chǔ)上 再開(kāi)發(fā)出多媒體教學(xué)軟件 以充分利用多 媒體的表現(xiàn)力 參與性 重視 力和受控性強(qiáng)的特點(diǎn) 達(dá) 到傳授知識(shí) 開(kāi)發(fā)智力 培養(yǎng)能力及實(shí)現(xiàn)因材施教和個(gè) 性化教學(xué)的目的 為此學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)在經(jīng)費(fèi)緊張的情況下 專(zhuān)門(mén)撥出一定經(jīng)費(fèi) 資助我們?yōu)樵搶?shí)驗(yàn)臺(tái)開(kāi)發(fā)出相配套 的 C AD及 C AI 教學(xué)軟件 以便為課堂教學(xué)提供良好 的輔助教學(xué)手段 節(jié)省學(xué)時(shí) 增加教學(xué)信息量 2 C AD及 CA I 課件設(shè)計(jì)思想及其實(shí)現(xiàn) 2 I 課件設(shè)計(jì)思想 鑒于 目前 流行 的有關(guān)液 壓教學(xué)或?qū)嶒?yàn)的 C AD C AI 教學(xué)軟件 使用起來(lái)不順手 也難以尋找出適合本 實(shí)驗(yàn)臺(tái)的教學(xué)軟件 故我們做出自行開(kāi)發(fā)教學(xué)軟件的設(shè) 想 實(shí)驗(yàn)課件的開(kāi)發(fā) 首先從一般實(shí)驗(yàn)教學(xué)規(guī)律出發(fā) 即實(shí)驗(yàn)教學(xué)課件的開(kāi)發(fā) 不但有一般實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)有的 收稿 日期 2 0 0 7 0 9 1 l 基金項(xiàng)目 江西省教育科學(xué) 十五 規(guī)劃 0 4 YB1 6 2 項(xiàng)目 作者簡(jiǎn)介 柴京富 1 9 7 0 一 男 黑龍江密山人 講師 碩 士 主要從事機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其 自動(dòng)化方面的教學(xué)和科研 工作 維普資訊 2 0 0 8年 第 6朝 液壓 與氣動(dòng) 7 實(shí)驗(yàn) 目的 實(shí)驗(yàn)原理 實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)和實(shí)驗(yàn) 設(shè)備要求等內(nèi)容 而且還應(yīng)有學(xué)生本次實(shí)驗(yàn)時(shí)繪制的 液壓系統(tǒng)原理圖 以及學(xué)生對(duì)本次實(shí)驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)裝置提 出改進(jìn)的留言板等反饋信息內(nèi)容 該系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu) 如圖 1 所示 本系統(tǒng)的各模塊基本功能簡(jiǎn)介如 翮 I基 礎(chǔ) l l液 壓 兀 件 圖 形 I I典 型 液 l I液 壓 系 統(tǒng) 劂 l實(shí) 驗(yàn) 報(bào) 告 I苴 I 羰f l 系 f 鬢 I l 簇 舊 I模 塊 l I統(tǒng) 沒(méi) 計(jì) 楱 塊 l I庫(kù) 模 塊 l I真 模 塊 lI文 本 模 塊 l I他 I 圖1 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)及基本功能框圖 1 基礎(chǔ)知識(shí)模塊 本模塊有本液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)的供油調(diào)壓系統(tǒng)的介紹 說(shuō)明 有液壓傳動(dòng)教學(xué)過(guò)程用到的流體力學(xué)基本知識(shí) 和液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)常用知識(shí)的說(shuō)明等數(shù)據(jù)字典 2 液壓元件圖形庫(kù)及液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)模塊 學(xué)生按 自己的設(shè)計(jì)思維構(gòu)成液壓 回路后 可從液 壓元件圖形庫(kù)中選擇相應(yīng)的液壓元件符號(hào) 各元件符 號(hào)上都有供液壓回路設(shè)計(jì)的節(jié)點(diǎn) 及代表油路的連線 實(shí)線表示主油路 虛線代表控制油路 便可快速 準(zhǔn) 確地設(shè)計(jì)一幅供實(shí)驗(yàn)使用的液壓回路原理圖 該模塊 具有所見(jiàn)即所得的特性 如圖 2所示的液壓元件提取 庫(kù)模塊 在完成液壓回路原理圖的繪制以及得到實(shí)驗(yàn) 指導(dǎo)教師的認(rèn)可后 學(xué)生便可根據(jù) 自己所設(shè)計(jì)的液壓回 路 從液壓元件柜中選取相應(yīng)的液壓元件及橡膠軟管 在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上組裝成液 壓回路 并與實(shí)驗(yàn)臺(tái)供油調(diào)壓系 統(tǒng)構(gòu)成一完整的液壓系統(tǒng) 這樣不但便于實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)教 師的對(duì)學(xué)生所掌握知識(shí)的了解 檢驗(yàn)學(xué)生設(shè)計(jì)系統(tǒng)正 確性 而且有利于學(xué)生對(duì)液壓傳動(dòng)知識(shí)的充分理解 3 典型液壓回路庫(kù)模塊 圖2 液壓元件圖形庫(kù)模塊 本模塊列出了液壓教學(xué)中的一些典型液壓回路實(shí) 驗(yàn) 以方便學(xué)生進(jìn)行一些驗(yàn)證性的液壓實(shí)驗(yàn)項(xiàng) 目 達(dá) 到學(xué)生更好和更快地理解 掌握實(shí)驗(yàn)精華的目的 本 模塊設(shè)有下列典型液壓回路 1 液壓系統(tǒng)的壓力形成實(shí)驗(yàn) 2 節(jié)流 進(jìn)口 出口和旁路 調(diào)速回路實(shí)驗(yàn) 3 容積節(jié)流調(diào)速回路實(shí)驗(yàn) 4 雙泵供油回路實(shí)驗(yàn) 5 差動(dòng)回路實(shí)驗(yàn) 6 壓力調(diào)節(jié) 含溢流閥的卸荷 和多級(jí)調(diào)壓回路 實(shí)驗(yàn) 7 速度換接 含快進(jìn) 一工進(jìn)和工進(jìn) 一工進(jìn)換接 回路實(shí)驗(yàn)I 8 減壓回路實(shí)驗(yàn) 9 雙缸順序動(dòng)作 含順序閥控制和行程閥控制 回路實(shí)驗(yàn)I 1 0 泵的保壓和卸荷回路實(shí)驗(yàn) 4 液壓系統(tǒng)及液壓元件仿真模塊 本模塊不但具 有液壓元件工作過(guò)程的仿真功能 而且還有典型液壓回路工作過(guò)程的仿真 如圖3 所示 為一典型的雙缸調(diào)速順序液壓回路 該模塊不但有利 于學(xué)生對(duì)液壓回路工作原理的理解 而且便于在計(jì)算 機(jī)上進(jìn)行液壓回路的修改 實(shí)現(xiàn)多種方案比較分析 從 中選擇最佳方案 而且 該模塊可將枯燥乏味 靜態(tài)不 動(dòng)的理論知識(shí)和液壓元件結(jié)構(gòu) 以豐富有趣 形象生動(dòng) 的形式展現(xiàn)在學(xué)生面前 甚至可以體驗(yàn)在實(shí)際操作中不 易體驗(yàn)到的錯(cuò)誤操作所帶來(lái)的危害等實(shí)驗(yàn) 達(dá)到增強(qiáng) 學(xué)生的獲取知識(shí)的欲望 提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的效果 5 實(shí)驗(yàn)報(bào)告及留言等文本模塊 2 圖3 雙缸順序動(dòng)作液壓系統(tǒng)原理圖 實(shí)驗(yàn)報(bào)告及留言等文本模塊的設(shè)計(jì) 不但便于實(shí)驗(yàn) 指導(dǎo)教師掌握學(xué)生本次實(shí)驗(yàn)的收獲和進(jìn)展情況 而且 能更好地了解學(xué)生反饋信息 以便今后更好改進(jìn) 提高 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 6 其他 該模塊針對(duì)液壓實(shí)驗(yàn) 有供預(yù)習(xí) 和完成實(shí)驗(yàn)后的 參考習(xí)題外 還設(shè)有液壓回路原理 圖完成后 所用液壓 元件明細(xì)表 標(biāo)題欄的填充 以構(gòu)成一完整的液壓系統(tǒng) 維普資訊 8 液壓 與氣動(dòng) 2 0 0 8年 第 6期 原理圖 此外 還設(shè)有輸出 打印等功能 2 2 開(kāi) 發(fā)工具 的選擇 在上述液壓系統(tǒng)及液壓元件 的設(shè)計(jì)與動(dòng)化仿真 過(guò)程 中 除進(jìn)行一些文本的輸入及修改 主要進(jìn)行大 量液壓 系統(tǒng)原理圖的繪 制及多媒體的制作 為了更 好地實(shí)現(xiàn)這些功能 采用 了Au t o C AD 2 0 0 0軟件下 的 VB A編程語(yǔ)言來(lái)完成 其考慮是 首先 VB A編 程語(yǔ)言與其他的 VB編程語(yǔ)言一樣 簡(jiǎn)單易學(xué) 適應(yīng) 面廣 在通信 多媒體等方面都 可以使用它開(kāi)發(fā) 其 次 鑒于 Au t o C AD 2 0 0 0具 有繪 圖簡(jiǎn)便快 速 正確 便于修改及動(dòng)化易于實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn) 為液壓元件 圖形庫(kù) 中液壓元件符號(hào)的建立及其調(diào)用等提供了極大便利 再者 該軟件具有強(qiáng)大功能和資源 可將其他軟件 如 Wo r d P h o t o s h o p E x c e l 和 Ac c e s s 等所做的文字 圖片 電子表格 等數(shù)據(jù)文件 引入到 Au t o C AD 2 0 0 0 的平臺(tái)上 3 應(yīng)用實(shí)例 例 l 液壓元件圖形庫(kù)模塊 為了更方便地進(jìn)行液壓系統(tǒng)回路設(shè)i t 軟件根據(jù)本 液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)所能提供的各液壓元件 設(shè)計(jì)了相應(yīng)的液 壓元件圖形庫(kù) 它們是液壓系統(tǒng)原理圖設(shè)計(jì)的基礎(chǔ) 其界面如圖2所示 該界面采用了所見(jiàn)即所得的方式 它的操作是首 先選擇圖符名稱(chēng) 然后在圖符列表框內(nèi)找到相應(yīng)的液 壓元件后 點(diǎn)擊確定插入按紐 便可以將液壓元件插 入到選定位置上 然后再輔助代表油路連線 便可以 迅速完成液壓系統(tǒng)原理 圖設(shè)計(jì) 在該界面中 還輔助 有 液壓元件的查詢 液壓元件的功能說(shuō)明及其動(dòng)畫(huà) 仿真等 例 2 液壓 系統(tǒng)工作過(guò)程仿真 在多媒體軟件的教學(xué)中 多媒體電腦顯示各種液 壓元件的二維圖形 三維實(shí)體造型以及其在一個(gè)系統(tǒng) 中的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程 使學(xué)生像在一個(gè)真實(shí)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn) 行操作和觀察的感受 從而掌握液壓操作規(guī)程 操作技 巧 并增強(qiáng)實(shí)際操作能力 如在 圖3所繪制的雙缸順 序動(dòng)作液壓系統(tǒng)原理圖的基礎(chǔ)上 軟件可根據(jù)輸入條 件的變化 如 表 1 中電磁鐵通電的變化 后 便可以 顯示缸活塞桿實(shí)際工作的模擬過(guò)程 讓學(xué)生通過(guò)觀察 模擬實(shí)驗(yàn)過(guò)程后 自己得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論 這將有利于學(xué) 生加深對(duì)書(shū)本內(nèi)容的學(xué)習(xí) 理解和掌握 4 結(jié)束語(yǔ) 多功能液壓教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的研制成功 不但改變了 傳統(tǒng)的演示性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的模式 有利于學(xué)生全面理解 和掌握液壓傳動(dòng)與控制學(xué)科的理論知識(shí) 而且為學(xué)生 學(xué)會(huì)液壓回路的設(shè)計(jì) 合理選擇液壓元件以及組裝調(diào) 試液壓系統(tǒng) 提供了有力工具 為提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)而設(shè)計(jì) 的教學(xué)軟件 目前在我院或大多院校來(lái)講 可以說(shuō)是在 探索和構(gòu)建新型的教學(xué)模式階段 對(duì)它們的研究 還 需要我們廣大教師和實(shí)驗(yàn)人員共同努力 以進(jìn)一步提高 實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果 以適應(yīng)本學(xué)科建設(shè)的發(fā)展需要 通過(guò) 我們的初步實(shí)踐 C AD及 C AI 的教學(xué)軟件就顯示出 了極佳的教學(xué)效果 如 1 為學(xué)生進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)設(shè) 修改液壓系統(tǒng)回路 提 供了極大的便利條件 2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中 由于圖文并茂地展示了教學(xué)內(nèi) 容 實(shí)現(xiàn)了三維動(dòng)態(tài)仿真 極大地激發(fā)了 學(xué)生的學(xué)習(xí)興 趣 充分調(diào)動(dòng)了學(xué)生們學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性 使學(xué)生 從被動(dòng)接受到真正地參與 3 C AD及 C AI 與液壓教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的結(jié)合 將許 多傳統(tǒng)教學(xué)手段無(wú)法清楚表達(dá)的內(nèi)容 借助于上述軟 件 使學(xué)生的理解和掌握更加深刻 并為學(xué)生創(chuàng)新能力 的培養(yǎng)提供了 一 個(gè)極佳的鍛煉手段 雖然 經(jīng)過(guò)初試就取得了如此效果 但在今后的工 作中 我們還將在液壓理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教學(xué)中 以 強(qiáng)化 基礎(chǔ) 注重實(shí)踐 為指導(dǎo)思想 以提高學(xué)生的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)能 力和創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力為目的 就計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和多媒體 表 1 雙缸順序動(dòng)作循環(huán)表 電磁鐵狀態(tài) 換向閥位置 液壓缸狀態(tài) 信號(hào)來(lái)源 l YA 2 YA 3 YA 4 YA 閥 l 閥 2 缸 2 缸 5 按下啟 動(dòng)按鈕 左位 中位 前進(jìn) 停止 缸2 塊壓下行隉開(kāi)關(guān)4 中位 左位 停止 前進(jìn) 缸5 塊壓下行隉開(kāi)關(guān)7 右位 中位 返回 停止 缸2 塊壓下行隉開(kāi)關(guān)3 中位 右位 停止 返回 缸5 塊壓下行隉開(kāi)關(guān)6 中位 中位 停止 停止 維普資訊 2 0 0 8年 第 6期 液壓 與氣動(dòng) 9 快速放繩裝置 趙 亮 李滿軍 周希哲 De v i c e o f Qu i c k f a l l i n g Ho i s t e r R o p e s Z HA O L i a n g L I Ma n j u n Z HO U Xi z h e 1 中國(guó)礦業(yè)大學(xué) 機(jī)電學(xué)院 江蘇 徐州2 2 1 0 0 8 2 靈寶黃金股份有限公司 河南 靈寶4 7 2 5 0 0 3 廣西工業(yè)建設(shè)設(shè)計(jì)研究院 廣西 南寧5 3 0 0 0 0 摘要 該文指 出了目前礦井提升機(jī)鋼絲繩更換工作所存在的問(wèn)題 設(shè)計(jì)了一種快速放繩裝置 介紹了快速放 繩裝置的結(jié)構(gòu)和操作過(guò)程 分析 了系統(tǒng)的工作原理 采用該裝置放繩可大大提 高換繩效率 降低換繩勞動(dòng)強(qiáng)度和作 業(yè) 難度 關(guān)鍵 詞 快速放 繩 換 繩 液壓 系統(tǒng) 中圖分類(lèi)號(hào) TH1 3 7 文獻(xiàn)標(biāo) 識(shí)碼 B 文章編號(hào) 1 0 0 0 4 8 5 8 2 0 0 8 0 6 0 0 0 9 0 2 1 研究背景 煤礦安全規(guī)程 第 4 0 3條規(guī)定 摩擦提升鋼絲 繩的使用年限不應(yīng)超過(guò) 2年 當(dāng)有一根首繩損壞而需 更換時(shí) 必須同時(shí)更換所有首繩 以保持各首繩具有相 同工作條件 可見(jiàn) 多繩摩擦式提升機(jī)首繩更換工作比 較頻繁 落地式多繩摩擦提升機(jī)更換鋼絲繩 因各單位使 用的設(shè)備 習(xí)慣 鋼絲繩的繩數(shù)不同 換繩工藝多種多 樣 但基本方法如下 在輔助卷?yè)P(yáng)機(jī)上繞上大于所換 鋼絲繩長(zhǎng)度的鋼絲繩 用夾頭將新 舊繩卡緊 新繩在舊 繩的帶動(dòng)下下放 為保證新繩 舊繩同步 一般需要夾 5 副夾頭 一般 2 0m左右 1 副 每下放 2 0m需停車(chē)一 次 夾上 1 副新夾頭 同時(shí)取最下面的第 5副夾頭 若井 深 5 0 0m 則中途要停車(chē) 2 5 次 裝拆夾頭 3 0 副 由于 目前方案中的放繩