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1、结合FluidSIM软件与THPYC1A型实训装置在液压与气压传动课程的教学 【摘 要】 为提高学生在液压方面的的学习爱好及效果采纳了FluidSIM软件的与THPYC-1A型实训装置相结合的方法教学。本文中介绍了FluidSIM软件与THPYC-1A型实训装置的仿真功能且通过详细实例分别说明白FluidSIM软件与THPYC-1A型实训装置的配套运用充分让学生理解及驾驭液压传动的原理。 【关键词】 THPYC-1A型实训装置 FluidSIM软件 仿真 液压传动原理 液压与气压传动是机械类各专业的一门专业基础课，由液压和气压传动两大技术组成，包括液压、气压元件及液压、气压回路系统等。液压与气
2、压传动元件结构困难，传动系统过程较为抽象，对于刚刚接受专业课的学生来讲是有肯定难度。 1 软件及实训台介绍 1.1 FluidSIM软件介绍 随着计算机软件技术的快速发展，出现了越来越多的液压与气压传动仿真软件，例如：AMESim、festo、automation studio、FluidSIM等，其中比较适合高职教学用的要属FluidSIM。 FluidSIM由德国Festo公司和Paderborn高校联合开发，是特地用于液压、气压传动及电液压、电气动的教学培训软件，具有简便快捷的绘图、系统仿真、设定系统工作参数和回路纠错等功能，可实现机电一体化综合演示仿真。 专业的绘图功能：一般通用的计算
3、机协助绘图软件并不具备仿真功能，在绘制专业图形时往往效率不高，而FluidSIM软件的CAI功能是和回路的仿真功能紧密联系在一起。FluidSIM的图库中有101多种标准液压、电气启动元件。在绘图室可把图库中的元件干脆拖到制图区生成该元件的原理图，各种元件接口间回路的链接，只需在两个连接点之间按住鼠标左键移动，即可生成所需的回路。 系统的仿真功能：FluidSIM软件可以对绘制好的回路进行仿真运行，通过强大的仿真功能可以实现显示和限制回路的动作，可以刚好发觉设计中存在的错误或不合理环节，有利于设计出结构简洁、工作牢靠、效率更高的回路。并且在仿真中还可以视察到各元件的物理量值，如液压缸的运动速度
4、、输出力、节流阀的开度等，这样能够预先了解回路的动态特性，从而正确的估计回路实际运行时的工作状态。 综合演示功能：FluidSIM软件包含了丰富的教学资料，供应了各种液压电气元件的符号、实物图片、工作原理剖视图和具体的功能描述。一些典型元器件的剖视图可以进行动画播放，逼真地模拟这些原件工作过程及原理。该软件还具有多个教学影片，讲授了典型液压电气回路和液压电气元件的运用方法及应用场合，有利与学生对液压电气技术的理解和驾驭。 仿真功能与CAD功能紧密相连：FluidSIM软件符合DIN电气液压回路图绘制标准，CAD功能是特地针对流体而特别设计的。如在绘图设计过程中，FluidSIM软件将检查各元件
5、之间连接是否可行。详细表现在对基于元件物理模型的回路图进行实际仿真，同时有状态图显示，可使回路图绘制和相应液压系统仿真相一样，从而能够在设计完回路后，验证设计的正确性，并演示回路动作过程。 功能具体可系统学习：FluidSIM软件可用来自学、教学液压技术学问。此软件配有液压元件文本说明、各种练习和教学影片讲授了重要回路和液压元件的运用方法、通过图形及动画描述其工作原理。 可设计电气限制回路限制液压回路：电气-液压回路同时设计与仿真，提高学生对电气动、电液压的相识和实际应用实力。 1.2 THPYC-1A型实训装置 “THPYC-1A型液压传动实训装置”是依据中华人民共和国教化行业标准-电工电子
6、类实训基地仪器设备配备标准，教化部“振兴21世纪职业教化课程改革和教材建设规划”要求，根据职业教化的教学和实训要求研发的产品。此实训装置采纳工业现场的液压元件以及继电器限制单元、PLC编程技术计算机组态技术于一体，是典型的机电气一体化的综合实训设备，实现学生自行组合液压回路及限制系统。 “THPYC-1A型液压传动实训装置特征： 独立模块、便于装拆、回路清楚，液压阀底板 ，采纳45#钢加工而成，表面镀铬处理，阀板背部采纳弹簧卡扣设计，干脆固定于铝材槽内，阀板正面的进出油口安装有防漏油快速接头，并由阀板的正面四周引出，以便利于实训连接时插拔。 各个液压元件成独立模块，均装有带弹性插脚的底板，实训
7、时可在通用铝型材板上组装成各种液压系统回路，布局敏捷，回路清楚、明白。 运行时噪声、振动小。为了解决液压传动机构噪声大、振动大的缺点，装置将电机和泵轴承式连接，再和油箱固定在一起，在振源处加防振圈，油箱和限制屏单独放置，使振源和其它机构不形成共振，大大降低了装置的噪声和振动。 回路可用电气和PLC限制。液压回路可采纳独立的继电器限制单元进行电气限制，也可采纳PLC限制，通过比较，突出PLC限制的优越性，加深对PLC的了解及驾驭。 2 FluidSIM-H与实训台的实例应用 2.1 设计和仿真液压回路 采纳FluidSIM-H软件设计液压回路。学生依据老师布置的题目设计“单个双作用液压缸自动实现
8、来回运动”，要求设计液压原理图且由电气回路限制实现。以下是FluidSIM-H软件来实现双作用液压缸来回运动的仿真。如图1所示。 此图设计的回路能够实现双作用液压缸自动来回运动，在这个界面里，左边是元件库，设计界面在右边，设计内容包括液压系统及电气限制回路，回路中所用到的元件都是从左边的元件库中拖拉而来，设计界面的每个元件右击都可以变更它的相关参数。 缸来回运动自动循环仿真运动分析。 图1的右边设计界面为双作用液压缸来回运动系统图及电气限制回路，其中元件1为液压源，元件2为三位四通电磁换向阀，元件3为双作用液压缸，元件4为标尺，当按下开关1S，电磁铁1Y得电，缸3活塞向右运动，运动到终了时，压
9、下标尺的S2则电磁铁2Y得电，缸3活塞向左运动，完成一次来回运动；当运动到终了时，压下标尺的S1则电磁铁1Y再次得电，缸向右运动实现循环运动，直到按下开关2S，活塞停止运动。 2.2 THPYC-1A型实训装置运用 THPYC-1A是液压传动实训装置，主要实现液压回路的搭建实际运行。图2所搭建的回路能够实现双缸来回运动与FluidSIM-H软件设计的回路相对应。 选用液压元件。学生依据在FluidSIM-H软件设计的回路选用液压元件，如：一个三位四通电磁换向阀、一个液压缸、两个行程开关、电路短线若各条、一个继电器模块。 组装元件及接通电路。学生将选用的液压元件一一装在实训装置的操作面板上，并用
10、油管接通每个元件的油路口，且用电路途将须要限制的运动的元件与操作面板上方的继电器模块相通，如图2所示。 运行。检查完毕后，按下继电器模块的上S5开关，电磁换向阀的左位工作，活塞向右运动，遇到最右边的行程开关，电磁换向阀的右位工作，活塞向左运动运动到终了时完成一次循环；压下最左边的行程开关，电磁换向阀的左位工作，活塞向右运动当再压下右边行程开关活塞向左运动根据此功能始终循环，直到按下继电器模块上的S6开关，系统停止工作。 3 结语 以往学生单一根据书中学习液压与气压的各个回路很难理解，现在将回路通过FluidSIM软件仿真，再把仿真的回路在THPYC-1A型实训装置上组装便能更直观的理解及驾驭液压与气压回路，从而提高学生的学习爱好，熬炼了学生的设计实力及动手实力，学习效果教好。 参考文献： 1杨培元.液压系统设计简明手册.M.北京：机械工业出版社. 2左建民.液压与气压传动M.北京：机械工业出版社. 第7页 共7页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页第 7 页 共 7 页