關(guān)于FluidSIM 仿真軟件在液壓傳動(dòng)教學(xué)中的應(yīng)用探索

王星 寧夏工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械工程系

作為三大傳動(dòng)之一的液壓傳動(dòng)在生產(chǎn)實(shí)踐中應(yīng)用越來(lái)越廣泛，將FluidSIM 教學(xué)仿真軟件穿插在《液壓與氣壓傳動(dòng)》教學(xué)單元中，將更能形象的理解所學(xué)內(nèi)容，特別是對(duì)課程液壓原理圖的理解和設(shè)計(jì)起到關(guān)鍵的作用。現(xiàn)就將FluidSIM 教學(xué)仿真軟件在《液壓與氣壓傳動(dòng)》教學(xué)單元的實(shí)際應(yīng)用的探索結(jié)果加以闡述。

1 FluidSIM 仿真軟件在《液壓與氣壓傳動(dòng)》教學(xué)中的應(yīng)用內(nèi)容

《液壓與氣壓傳動(dòng)》重點(diǎn)和難點(diǎn)是如何看懂復(fù)雜的液壓（氣壓）原理圖和如何設(shè)計(jì)液壓（氣壓）系統(tǒng)原理圖，而FluidSIM 液壓（氣壓）教學(xué)仿真軟件恰好迎合了這門(mén)課的需要。通過(guò)仿真現(xiàn)有復(fù)雜的液壓(氣壓)原理圖，學(xué)生很快就能理解原理圖的動(dòng)作原理，進(jìn)而明白液壓（氣壓）標(biāo)準(zhǔn)圖符的含義和原理；通過(guò)仿真軟件，學(xué)生會(huì)根據(jù)老的要求設(shè)計(jì)液壓（氣壓）原理圖，并不斷的修改、仿真，以達(dá)到要求的動(dòng)作功能。

2 FluidSIM 液壓（氣壓）教學(xué)仿真軟件在原理圖的理解仿真應(yīng)用

液壓（氣壓）原理圖的理解對(duì)于《液壓與氣壓傳動(dòng)》這門(mén)課非常重要，而且這也是一項(xiàng)職業(yè)能力，也會(huì)對(duì)設(shè)計(jì)液壓（氣壓）系統(tǒng)有至關(guān)重要的影響。如圖1 所示，F(xiàn)luidSIM 液壓（氣壓）教學(xué)仿真軟件能夠很好的解決這一教學(xué)難題。一般情況下，液壓（氣壓）原理圖的理解仿真分為四步。

2.1 畫(huà)出原理圖

利用FluidSIM 液壓（氣壓）教學(xué)仿真軟件CAD 功能畫(huà)出原理圖。CAD 功能是專(zhuān)門(mén)針對(duì)流體而特殊設(shè)計(jì)的，符合DIN 電氣-液壓(氣壓)回路圖繪制標(biāo)準(zhǔn)。分為從元件庫(kù)中提出所需要的液壓元件和連接管線(xiàn)兩個(gè)步驟。

2.2 畫(huà)出電氣控制回路

利用FluidSIM 液壓（氣壓）教學(xué)仿真軟件的電氣仿真功能就能控制液壓回路。畫(huà)法類(lèi)似于畫(huà)原理圖，即分為從元件庫(kù)中提出所需要的電氣元件和連接電路兩個(gè)步驟。如圖1 舉例所示。

2.3 仿真調(diào)試

2.3.1 給各元件加上字母標(biāo)簽，規(guī)則類(lèi)似于電氣控制原理圖，即相同元件的不同部分用相同的字母表示。例如液壓原理圖中的電磁換向閥用1YA 表示，對(duì)應(yīng)的在電氣控制回路中電磁換向閥的電磁鐵也用1YA 表示。

2.3.2 若有行程限制，用元件庫(kù)中的標(biāo)尺畫(huà)出，用字母S1、S2、S3……來(lái)標(biāo)注，并設(shè)定行程值。

2.3.3 仿真

利用FluidSIM 液壓（氣壓）教學(xué)仿真軟件仿真功能進(jìn)行仿真調(diào)試

3 FluidSIM 液壓（氣壓）教學(xué)仿真軟件在設(shè)計(jì)原理圖上的仿真應(yīng)用

在對(duì)液壓（氣動(dòng)）原理圖仿真理解的基礎(chǔ)之上，我們要求學(xué)生能夠根據(jù)老師設(shè)定的條件設(shè)計(jì)液壓（氣動(dòng)）原理圖。

以某一教學(xué)內(nèi)容為例說(shuō)明設(shè)計(jì)液壓（氣壓）原理圖的步驟：

設(shè)計(jì)題：有兩個(gè)液壓缸帶動(dòng)兩個(gè)物體運(yùn)動(dòng)，物體1 先運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)一定距離后停止運(yùn)動(dòng)，同時(shí)物體2 開(kāi)始以一定的速度運(yùn)動(dòng)；物體2 運(yùn)動(dòng)一定距離后退回到運(yùn)動(dòng)起點(diǎn)，同時(shí)物體1 退回到運(yùn)動(dòng)原點(diǎn)。試設(shè)計(jì)一單循環(huán)液壓原理圖，并設(shè)計(jì)電氣控制圖進(jìn)行控制仿真。

設(shè)計(jì)原理圖的步驟如下：

3.1 理清液壓（氣壓）設(shè)計(jì)條件，搞清有幾個(gè)動(dòng)作

根據(jù)設(shè)計(jì)要求，顯然整個(gè)液壓運(yùn)動(dòng)過(guò)程分為四步，即物體1 前進(jìn)——物體2 前進(jìn)——物體2 退回——物體1 退回。

3.2 分析每個(gè)動(dòng)作所需要的基本回路

從題目看，一共有兩個(gè)液壓缸，要控制液壓缸的伸出與縮回，所以每個(gè)液壓缸都換向回路。其中一個(gè)液壓缸需要速度控制，所以需要速度控制回路。還有一個(gè)控制系統(tǒng)壓力的壓力控制回路。為了防止液壓缸活塞運(yùn)動(dòng)前沖要在重要回路上加一個(gè)背壓回路。所以我們需要五個(gè)基本路：兩個(gè)換向回路、速度控制回路、壓力控制回路和背壓回路。

4 設(shè)計(jì)電氣控制圖

FluidSIM 液壓（氣壓）教學(xué)仿真軟件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單電氣控制圖的基本原則是一個(gè)自鎖回路控制一個(gè)電磁閥上的電磁鐵。按照這一原則，再結(jié)合電氣控制知識(shí)不斷的調(diào)試我們便可設(shè)計(jì)出完整的仿真圖

設(shè)計(jì)電氣控制圖的過(guò)程也就是調(diào)試液壓系統(tǒng)圖的過(guò)程，動(dòng)作過(guò)程符合要求即設(shè)計(jì)完成。

5 結(jié)束語(yǔ)

經(jīng)過(guò)幾年的實(shí)踐，F(xiàn)luidSIM 液壓（氣壓）教學(xué)仿真軟件已經(jīng)《液壓與氣壓傳動(dòng)》成為一個(gè)有效的工具。充分挖掘FluidSIM 液壓（氣壓）教學(xué)仿真軟件的潛力，使它發(fā)揮更大的作用，這將使《液壓與氣壓傳動(dòng)》的教學(xué)更加形象和生動(dòng)，也會(huì)使老師的教學(xué)方法更加多樣和有效。