机械工程系《综合实验》指导书.doc

综合实验本科生指导书华北电力大学 机械工程系一、前言机械电子工程专业和物流系统及自动化专业涉及机械、电子、液压传动、自动控制、计算机等领域工程技术，学生在完成相关技术基础理论课的学习后，有必要通过综合设计性实验，提高运用所学理论和知识的能力。综合实验是一门结合机、电、液和自动控制的综合设计性实验课，旨在使学生综合运用基础课上学习的理论知识和实验知识，在机电液综合实验台上动手进行设计性实验，培养学生的设计和实验操作技能，激发学生的独立创造力，以提高分析和解决工程技术问题的综合能力。二、实验设备综合设计实验台是用于学生进行自行设计、组装液压传动系统、电气传动的多功能实验系统，主要由液压实验装置、电气控制装置和计算机等组成。1液压实验装置液压实验装置采用德国festo液压实验台。festo是一套快速拆装实验台，所使用的油管经过特殊设计，具有拆卸自动闭死功能。各液压元件的通口在不使用时即为堵死状态，因此无需安装堵头。在实验中，油管可以在泵运行状态下直接插拨，油液不会发生泄漏，使用得回路的布置非常方便。festo液压实验装置主要包括液压实验架体、液压元件、液压泵和液压辅件等构成。液压实验台架体主要由可双面作业的卡槽面板构成，面板上加工有多个卡槽，可供festo专用液压元件插装。液压元件是用来设计组装液压回路（系统）的压力、方向和流量三大类控制元件，压力类液压元件包括：溢流阀、减压阀、顺序阀和压力继电器等。方向类液压元件包括：普通单向、阀液控单向阀、三位四通电磁换向阀（o型、m型）、二位四通电磁换向阀等。流量类液压元件包括：普通节流阀、单向节流阀、调速阀等。festo液压实验台的所有液压元件全部采用插装式，拆装简捷可靠，便于回路的设计和安排。液压泵是一种能量转换装置，把驱动电机的机械能转换成油液的压力能，供液压回路（系统）使用。festo实验台安装了流量不同的双泵，可以各自独立接入回路，也可以联合使用，体积小，功率大，使用非常方便。2电气装置电气装置由可编程序控制器（plc）和继电器控制元件及控制面板等构成。可编程序控制器用来设计自动测控系统，它具有检测模拟量、数字量和与计算机通信的功能。本综合实验采用三菱fx2-24mr型可编程控制器、fx-20p-e型便携式简易编程器及sc-08编程电缆。三菱fx2-24mr型可编程控制器可以与普通计算进行连接通信，如图1所示。图1 plc与pc的硬件连接图继电器接线控制面板是实验由插孔和开关按钮组成，如图2所示。继电器接线控制面板是通过组合插接不同插孔设计电气控制回路，为电磁换向阀的电磁铁提供24v直流工作电压。图2 继电器接线控制面板3. 计算机仿真软件本综合实验采用fluidsim3.5对所设计的回路进行计算机仿真，该仿真软件采用图形组态模式，设计方便，操作简便，可以对搭建的液压回路进行仿真，以动画方式显示回路的动作以及有关流量、压力等参数。此外，fluidsim3.5还可以进行控制系统的设计，能够完成电气控制、plc梯形图设计等功能。三、实验注意事项1液压泵输出回路必须设置溢流阀或安全阀，定量泵输出的最高压力应调定为不超过6.0mpa；2由于实验系统中既有液压元件，又有电气元件，且使用的介质是液压油液，因此，实验中应注意安全和爱护实验设备，严格遵守实验规程，不得擅自启动与当次实验无关的设备，实验中发现异常现象（如异常噪音、喷油等）应立即切断电源和保护现场，并向指导老师报告，以便妥善处理；3接通油管时，应将手中的油管中心线以准液压阀接口的中心线，稍加用力即可插入。拆卸油管时，一只手扶稳油管，另一只手握住油管的前端滚花部分，向后稍用力即可拔出；4液压阀的接口在其相应位置都有标注，在插接时一定要注意不要接错。四、实验报告撰写要求见附件一和附件二。五、实验内容（实验一、实验二任选其一，实验三必做）实验一 节流调速回路设计实验一、实验目的1. 通过实验，深入理解节流调速回路的组成、原理和特点；2. 掌握三种基本的节流调速回路的设计方法和所用仪器、设备的使用方法，并能根据实验结果对所设计的回路进行分析；3. 掌握电气控制系统的设计方法。二、实验所用设备和仪器1. festo液压实验台2. 电气控制面板三、实验步骤1. 设计液压回路：按照实验要求，拟定节流调速回路实验原理图（实验前准备好）；2. 搭建实验回路：根据节流调速回路实验原理图，确定用于实验的液压元件，核定无误后在festo液压实验台上连接成实验油路；3. 接通电源，采用单泵为所设计的回路供压；4调节各控制元件，核定液压回路动作无误；5. 改变节流阀开口大小调试回路特性；6. 记录实验结果，填写实验记录表。四、实验报告按实验报告撰写要求编写实验报告。实验二 双缸顺序动作回路设计实验一、实验目的1. 通过实验，深入了解双缸顺序动作回路的组成、原理和特点；2. 掌握各种双缸顺序动作回路和电气控制系统的设计方法，掌握所用仪器、设备的使用方法，并能根据实验结果对所设计的回路进行分析。二、实验所用设备和仪器festo液压实验台三、实验步骤1. 设计液压回路：拟定双缸顺序动作回路实验原理图（实验前准备好）；2. 设计电气控制电路：按照双缸顺序动作回路的要求，拟定手动、自动单循环和自动多循环控制电路实验原理图（实验前准备好）；3. 连接电路：根据控制电路实验原理图，确定用于实验的电气元件，核定无误后，连接成实验电路；4调试：手动控制按钮、压力继电器或行程开关等电器元件，核定各器件动作无误； 5. 搭建实验回路：根据双缸顺序动作回路实验原理图，确定用于实验的液压元件，核定无误后用软管和接头在液压实验装置上连接成实验油路；6. 启动：液压泵出口接油箱，接通电源，启动电机，空运转几分钟；7记录实验结果：按启动按钮，观察实验现象，记录实验数据，填写实验记录表。四、实验报告按实验报告撰写要求编写实验报告。实验三 液压回路计算机仿真实验一、实验目的1. 掌握液压回路的设计方法；2. 掌握液压回路的计算机仿真。二、实验所用设备和仪器1. 普通计算机；2. 液压回路仿真软件三、实验步骤1. 自行设计液压回路（实验前准备好）；2. 设计电气控制电路（实验前准备好）；3. 使用液压回路仿真软件搭建所设计的液压回路和电气控制回路；4在普通计算机上仿真运行并进行调试；5记录结果。四、实验报告按实验报告撰写要求编写实验报告。附件1：综合实验报告封面综合实验报告(20 20 年度第 学期)名 称： 综合实验 题 目： 院 系： 班 级： 学 号： 学生姓名： 指导教师： 设计周数： 成 绩： 日 期： 年 月 日 综合实验报告附件2：综合实验报告正文（不少于3000字）一、综合实验的目的与要求1 正文为宋体，五号字 行间