多功能液压教学实验台CAD癈AI课件设计.pdf

6 液压 与气动 2 0 0 8年 第 6期 多功能液压教学实验台 C A D及 C A I 课件设计 柴京富 杨卫平 李尧忠 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 南昌航空大学 航空与机械工程学院 江西 南昌 3 3 0 0 6 3 摘要 该文介绍如何利用计算机辅助设计液压回路 对液压元件及液压 系统进行动态仿真的论述 借以 达到有利 于学生更好 更全面地理解和掌握 液压 传动这一 学科 的 内容 增 强学生的实践意识和动手能 力 关键词 液压教学 实验台 多媒体 计算机辅助设计 计算机辅助教 学 中图分类号 TP 3 9 1 7 2 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 0 4 8 5 8 2 O O 8 O 6 0 0 0 6 0 4 1 问题的提出 液压传动课程是机械类专业的一门实践性很强的 专业技术基础课 其讲授的内容包括大量的理论知识 和丰富的视 图 理论与实验相结合是这一课程的传统 教学模式 在当前拓宽专业 大力加 强基础的情况下 该课程作用就显得尤为重要 但我院以往的液压实验 教学中 大多只进行压力形成 节流调速等演示性内容 的实验 其弊端是实验内容低水平重复 验证性和演 示性实验多等 而引入启发性和加强学生动手能力的 手段落后 难于满足学生全面掌握这一课程的理论以 及进行设计应用的能力 这与现阶段对大学生培养目 标相差甚远 针对国内许多大专院校 纷纷开展了该课 程的教学研究与软件开发的情况 我们结合当前液压 教学实验台的发展趋势 根据液压传动课程的教学特 点和要求 以及查阅国内外资料 从增强学生对液压传 动知识的感知及培养学生学习该课程的兴趣出发 我 教研室提出了自行研制 YJ S 一 1 1 型多功能液压教学 实 验台 的设想后 很快得到院系有关领导和部门的认 可和大力支持 该液压教学实验台研制成功后 为我 院液压传动课程的实验教学手段的提高创造了有利条 件 是提高理论教学质量的一个重要补充 它不仅能完 全满足 液压传动 课程的实验教学要求 而且由于该 实验台具有综合性强的特点 对培养学生创新思维 学 习兴趣 工程设计能力 液压系统的调试能力及综合运 用所学专业知识能力等都具有极大的帮助 并且还可 成为相关课程 如可编程控制器课程等 的一个实验 点 使该实验台不仅只能满足液压传动课程的实验需 要 还可以用于课程设计和毕业设计等较大项目的教 学任务 使本专业的学生对机电液一体化的产品 技术 有更加深刻的认识和理解 这在我院教务处主持的专 家评审会上 得到了一致好评和肯定便可看出 但在会 议上 专家们就如何充分发挥该实验台的作用提出了许 多很好的意见和建议 其中一条就是希望我们应在现 有的基础上 再开发出多媒体教学软件 以充分利用多 媒体的表现力 参与性 重视 力和受控性强的特点 达 到传授知识 开发智力 培养能力及实现因材施教和个 性化教学的目的 为此学院领导在经费紧张的情况下 专门拨出一定经费 资助我们为该实验台开发出相配套 的 C AD及 C AI 教学软件 以便为课堂教学提供良好 的辅助教学手段 节省学时 增加教学信息量 2 C AD及 CA I 课件设计思想及其实现 2 I 课件设计思想 鉴于 目前 流行 的有关液 压教学或实验的 C AD C AI 教学软件 使用起来不顺手 也难以寻找出适合本 实验台的教学软件 故我们做出自行开发教学软件的设 想 实验课件的开发 首先从一般实验教学规律出发 即实验教学课件的开发 不但有一般实验教学应有的 收稿 日期 2 0 0 7 0 9 1 l 基金项目 江西省教育科学 十五 规划 0 4 YB1 6 2 项目 作者简介 柴京富 1 9 7 0 一 男 黑龙江密山人 讲师 硕 士 主要从事机械设计制造及其 自动化方面的教学和科研 工作 维普资讯 2 0 0 8年 第 6朝 液压 与气动 7 实验 目的 实验原理 实验步骤 实验注意事项和实验 设备要求等内容 而且还应有学生本次实验时绘制的 液压系统原理图 以及学生对本次实验或实验装置提 出改进的留言板等反馈信息内容 该系统的总体结构 如图 1 所示 本系统的各模块基本功能简介如 翮 I基 础 l l液 压 兀 件 图 形 I I典 型 液 l I液 压 系 统 劂 l实 验 报 告 I苴 I 羰f l 系 f 鬓 I l 簇 旧 I模 块 l I统 没 计 楱 块 l I库 模 块 l I真 模 块 lI文 本 模 块 l I他 I 图1 系统的总体结构及基本功能框图 1 基础知识模块 本模块有本液压实验台的供油调压系统的介绍 说明 有液压传动教学过程用到的流体力学基本知识 和液压系统设计时常用知识的说明等数据字典 2 液压元件图形库及液压系统设计模块 学生按 自己的设计思维构成液压 回路后 可从液 压元件图形库中选择相应的液压元件符号 各元件符 号上都有供液压回路设计的节点 及代表油路的连线 实线表示主油路 虚线代表控制油路 便可快速 准 确地设计一幅供实验使用的液压回路原理图 该模块 具有所见即所得的特性 如图 2所示的液压元件提取 库模块 在完成液压回路原理图的绘制以及得到实验 指导教师的认可后 学生便可根据 自己所设计的液压回 路 从液压元件柜中选取相应的液压元件及橡胶软管 在实验台上组装成液 压回路 并与实验台供油调压系 统构成一完整的液压系统 这样不但便于实验指导教 师的对学生所掌握知识的了解 检验学生设计系统正 确性 而且有利于学生对液压传动知识的充分理解 3 典型液压回路库模块 图2 液压元件图形库模块 本模块列出了液压教学中的一些典型液压回路实 验 以方便学生进行一些验证性的液压实验项 目 达 到学生更好和更快地理解 掌握实验精华的目的 本 模块设有下列典型液压回路 1 液压系统的压力形成实验 2 节流 进口 出口和旁路 调速回路实验 3 容积节流调速回路实验 4 双泵供油回路实验 5 差动回路实验 6 压力调节 含溢流阀的卸荷 和多级调压回路 实验 7 速度换接 含快进 一工进和工进 一工进换接 回路实验I 8 减压回路实验 9 双缸顺序动作 含顺序阀控制和行程阀控制 回路实验I 1 0 泵的保压和卸荷回路实验 4 液压系统及液压元件仿真模块 本模块不但具 有液压元件工作过程的仿真功能 而且还有典型液压回路工作过程的仿真 如图3 所示 为一典型的双缸调速顺序液压回路 该模块不但有利 于学生对液压回路工作原理的理解 而且便于在计算 机上进行液压回路的修改 实现多种方案比较分析 从 中选择最佳方案 而且 该模块可将枯燥乏味 静态不 动的理论知识和液压元件结构 以丰富有趣 形象生动 的形式展现在学生面前 甚至可以体验在实际操作中不 易体验到的错误操作所带来的危害等实验 达到增强 学生的获取知识的欲望 提高了学生学习的效果 5 实验报告及留言等文本模块 2 图3 双缸顺序动作液压系统原理图 实验报告及留言等文本模块的设计 不但便于实验 指导教师掌握学生本次实验的收获和进展情况 而且 能更好地了解学生反馈信息 以便今后更好改进 提高 实验教学 6 其他 该模块针对液压实验 有供预习 和完成实验后的 参考习题外 还设有液压回路原理 图完成后 所用液压 元件明细表 标题栏的填充 以构成一完整的液压系统 维普资讯 8 液压 与气动 2 0 0 8年 第 6期 原理图 此外 还设有输出 打印等功能 2 2 开 发工具 的选择 在上述液压系统及液压元件 的设计与动化仿真 过程 中 除进行一些文本的输入及修改 主要进行大 量液压 系统原理图的绘 制及多媒体的制作 为了更 好地实现这些功能 采用 了Au t o C AD 2 0 0 0软件下 的 VB A编程语言来完成 其考虑是 首先 VB A编 程语言与其他的 VB编程语言一样 简单易学 适应 面广 在通信 多媒体等方面都 可以使用它开发 其 次 鉴于 Au t o C AD 2 0 0 0具 有绘 图简便快 速 正确 便于修改及动化易于实现的特点 为液压元件 图形库 中液压元件符号的建立及其调用等提供了极大便利 再者 该软件具有强大功能和资源 可将其他软件 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 图片 电子表格 等数据文件 引入到 Au t o C AD 2 0 0 0 的平台上 3 应用实例 例 l 液压元件图形库模块 为了更方便地进行液压系统回路设i t 软件根据本 液压实验台所能提供的各液压元件 设计了相应的液 压元件图形库 它们是液压系统原理图设计的基础 其界面如图2所示 该界面采用了所见即所得的方式 它的操作是首 先选择图符名称 然后在图符列表框内找到相应的液 压元件后 点击确定插入按纽 便可以将液压元件插 入到选定位置上 然后再辅助代表油路连线 便可以 迅速完成液压系统原理 图设计 在该界面中 还辅助 有 液压元件的查询 液压元件的功能说明及其动画 仿真等 例 2 液压 系统工作过程仿真 在多媒体软件的教学中 多媒体电脑显示各种液 压元件的二维图形 三维实体造型以及其在一个系统 中的动态变化过程 使学生像在一个真实的实验台上进 行操作和观察的感受 从而掌握液压操作规程 操作技 巧 并增强实际操作能力 如在 图3所绘制的双缸顺 序动作液压系统原理图的基础上 软件可根据输入条 件的变化 如 表 1 中电磁铁通电的变化 后 便可以 显示缸活塞杆实际工作的模拟过程 让学生通过观察 模拟实验过程后 自己得出实验结论 这将有利于学 生加深对书本内容的学习 理解和掌握 4 结束语 多功能液压教学实验台的研制成功 不但改变了 传统的演示性实验教学的模式 有利于学生全面理解 和掌握液压传动与控制学科的理论知识 而且为学生 学会液压回路的设计 合理选择液压元件以及组装调 试液压系统 提供了有力工具 为提高实验教学而设计 的教学软件 目前在我院或大多院校来讲 可以说是在 探索和构建新型的教学模式阶段 对它们的研究 还 需要我们广大教师和实验人员共同努力 以进一步提高 实验教学效果 以适应本学科建设的发展需要 通过 我们的初步实践 C AD及 C AI 的教学软件就显示出 了极佳的教学效果 如 1 为学生进行现场设 修改液压系统回路 提 供了极大的便利条件 2 实验过程中 由于图文并茂地展示了教学内 容 实现了三维动态仿真 极大地激发了 学生的学习兴 趣 充分调动了学生们学习的主动性和积极性 使学生 从被动接受到真正地参与 3 C AD及 C AI 与液压教学实验台的结合 将许 多传统教学手段无法清楚表达的内容 借助于上述软 件 使学生的理解和掌握更加深刻 并为学生创新能力 的培养提供了 一 个极佳的锻炼手段 虽然 经过初试就取得了如此效果 但在今后的工 作中 我们还将在液压理论教学和实验教学中 以 强化 基础 注重实践 为指导思想 以提高学生的产品开发能 力和创新设计能力为目的 就计算机辅助设计和多媒体 表 1 双缸顺序动作循环表 电磁铁状态 换向阀位置 液压缸状态 信号来源 l YA 2 YA 3 YA 4 YA 阀 l 阀 2 缸 2 缸 5 按下启 动按钮 左位 中位 前进 停止 缸2 块压下行陧开关4 中位 左位 停止 前进 缸5 块压下行陧开关7 右位 中位 返回 停止 缸2 块压下行陧开关3 中位 右位 停止 返回 缸5 块压下行陧开关6 中位 中位 停止 停止 维普资讯 2 0 0 8年 第 6期 液压 与气动 9 快速放绳装置 赵 亮 李满军 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 中国矿业大学 机电学院 江苏 徐州2 2 1 0 0 8 2 灵宝黄金股份有限公司 河南 灵宝4 7 2 5 0 0 3 广西工业建设设计研究院 广西 南宁5 3 0 0 0 0 摘要 该文指 出了目前矿井提升机钢丝绳更换工作所存在的问题 设计了一种快速放绳装置 介绍了快速放 绳装置的结构和操作过程 分析 了系统的工作原理 采用该装置放绳可大大提 高换绳效率 降低换绳劳动强度和作 业 难度 关键 词 快速放 绳 换 绳 液压 系统 中图分类号 TH1 3 7 文献标 识码 B 文章编号 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 煤矿安全规程 第 4 0 3条规定 摩擦提升钢丝 绳的使用年限不应超过 2年 当有一根首绳损坏而需 更换时 必须同时更换所有首绳 以保持各首绳具有相 同工作条件 可见 多绳摩擦式提升机首绳更换工作比 较频繁 落地式多绳摩擦提升机更换钢丝绳 因各单位使 用的设备 习惯 钢丝绳的绳数不同 换绳工艺多种多 样 但基本方法如下 在辅助卷扬机上绕上大于所换 钢丝绳长度的钢丝绳 用夹头将新 旧绳卡紧 新绳在旧 绳的带动下下放 为保证新绳 旧绳同步 一般需要夹 5 副夹头 一般 2 0m左右 1 副 每下放 2 0m需停车一 次 夹上 1 副新夹头 同时取最下面的第 5副夹头 若井 深 5 0 0m 则中途要停车 2 5 次 装拆夹头 3 0 副 由于 目前方案中的放绳