基于企業實例的液壓回路實驗教學導入與任務設計

張明軍

摘 要：本文結合液壓回路實驗的教學特點和技工學校學生的實際需求，以企業主機產品為載體，深化工學結合，對液壓回路實驗教學的導入與任務設計進行了詳細的闡述，旨在通過巧妙的導入和精心的任務設計，增強學生的學習興趣，提高課堂教學效果。

關鍵詞：液壓回路實驗 課堂教學 導入方法 任務設計

課堂導入和任務設計是一體化課堂教學的關鍵環節，也是課堂教學的重要組成部分。導入得好，任務設計巧妙，便能充分調動學生的學習興趣，體現學生的主體地位，也必能打造精彩高效課堂。筆者以液壓回路實驗中的平衡回路等三個代表性的回路實驗為例，進行導入和任務設計，僅供各位同仁參考。

一、平衡回路實驗的導入與任務設計

1.導入設計

平衡回路在起重設備上經常使用，故該實驗可以從汽車起重機如何吊起重物、如何落放重物的角度導入。例如，教師可以先提問起重機上的重物是如何下落的，然后介紹重物下落的兩種方式，即落卷揚或落變幅，從而引出重物的下落是靠液壓油來推動的。接著，教師讓學生們思考重物落下的時候怎樣避免自由落體，以防發生危險。在學生們意識到危險并進行表達的時候，教師可順勢對其進行表揚，并提出對于汽車起重機而言，這也是最需要注意的事情，然后再提問同學們如何解決。在學生提出相應解決措施后，教師便可引出今天的課題：“這就是我們今天要研究的平衡回路。”

2.任務設計

任務一：某小型工程機械生產公司準備生產一種小型汽車起重機，且其工作場合所吊裝重物的質量基本上是固定的，不需要經常改變吊重，要求價格越便宜越好，準備讓公司的技術部門進行設計。假定你就是這個團隊中的一員，請你設計一小型汽車起重機變幅油缸平衡回路，要求實現變幅缸靜止→變幅缸下落→變幅缸快速下落→變幅缸運動速度變慢→變幅缸又靜止的動作。

任務二：某大型工程機械生產公司生產的汽車起重機要滿足全國甚至全世界各類用戶的各種工作場合使用需要，所吊重物也是隨時變化的，因此，不能簡單地使用內控式的平衡閥，需要使用能夠根據負載的變化自動調節其回油阻力的外控內泄式平衡閥。那么，現在就請你設計該汽車起重機變幅油缸平衡回路，要求實現變幅缸靜止→變幅缸下落→變幅缸快速下落→變幅缸運動速度變慢→變幅缸又靜止的動作。

二、順序動作回路實驗的導入與任務設計

1.導入設計

對于順序動作回路的學習，首先要確定它是由兩個或多個油缸組成的液壓回路，而在此之前學習的液壓回路均是由一個油缸組成的，因此可以此為切入點引導同學們思考在工程機械上是否只是一個油缸在工作，有沒有復合動作；在有復合動作的時候，它是順序的，還是同步的，從而引出多缸動作回路。例如，挖掘機、汽車起重機、混凝土泵車等都有好幾個油缸。

順序動作回路的課堂教學導入，教師應抓住最典型的汽車起重機支腿動作過程，輔以工作視頻，并結合汽車起重機支腿工作的實際工況，讓學生們思考水平支腿與垂直支腿的工作順序，在學生們異口同聲地說出答案之后，順勢引出實驗教學的課題：“很好，這就是我們今天要完成的順序回路實驗。”

2.任務設計

任務一：某生產農用四輪車的小公司瀕臨破產，為此，老總準備將公司轉型，向工程機械方向進軍，基于公司的優勢，汽車底盤生產對他們來說沒有問題，準備生產小型汽車起重機底盤。于是召集技術部門開會，要求研究設計類似于某大型汽車起重機底盤的液壓支腿控制系統，并且要求將手柄控制改成電磁閥控制，以體現先進性，增強競爭力。假定學生們就是這個技術團隊的成員，請學生們設計一個水平垂直雙缸順序動作回路，要求實現水平缸伸出→垂直缸伸出→垂直缸收回→水平缸收回的手動控制順序動作。

任務二：國內某大型汽車起重機公司的一大客戶某大型吊裝公司，致電起重機公司客服中心，反映今年經濟開始復蘇，工程量大，要提高作業效率，請考慮將數百臺汽車起重機改成半自動控制，即水平缸伸出后垂直缸自動伸出，工作完畢后，垂直缸收回后水平缸自動收回。起重機公司技術部門給出回應：公司雖有一套方案，但不能更改并說明原因，只能改為電磁閥控制。請學生們設計一個水平垂直雙缸順序動作回路，要求實現水平缸伸出→垂直缸伸出→垂直缸收回→水平缸收回的半自動控制順序動作。

任務三：任務二中該大型汽車起重機生產公司某個體客戶也遇到了同樣的問題，面對經濟的復蘇，也想提高支腿收放效率，于是也致電該公司客服中心，要求將起重機改成半自動支腿控制，而且要求水平支腿伸出后垂直支腿自動伸出，在收回的時候要求水平垂直支腿同時收回。同樣，該公司技術部門也給出回應：公司針對此問題也有一套方案，但也不能更改并說明原因，只能改為電磁閥控制。故請學生們完成該公司技術部門提到的這個方案，實現水平缸伸出→垂直缸伸出→垂直水平油缸同時收回的半自動控制順序動作。

三、快速運動回路實驗的導入與任務設計

1.導入設計

快速運動回路最常用的兩種形式為差動連接快速運動回路和雙泵供油快速運動回路。

差動連接快速運動回路主要是應用于快速行程比較短的場合，因此，可以以企業機加工設備中最為常見的牛頭刨床為例，先讓學生們思考刨床的工作過程，即前進、加工、退回的動作，然后，請學生們思考刨刀在接觸到工件之前如何提高工作效率。在學生提出在空行程中運動得快一點的時候，便可引出這是今天將要完成的第一個工作任務，即差動連接快速運動回路。

對于雙泵供油快速運動回路的導入，可以接著上一任務提出，差動連接快速運動回路只能解決短行程的控制，還有某些場合需要長時間進行快速運動，從而引導學生們想象汽車起重機正在起吊重物的場景。請學生們思考，在沒有伸縮和變幅，只有起落的情況下如何使卷揚的運動速度加快。在學生們提出把伸變油液供給卷揚機的時候，教師順勢引出今天的課題：“這就是我們今天要學習的第二種快速運動回路，即雙泵供油快速運動回路。”

2.任務設計

任務一：請學生們改進牛頭刨床的快速運動回路（用液壓系統來實現，改進牛頭刨床的機械控制往復工作機構），前提條件是只有一個泵，多給一個兩位三通電磁換向閥，即采用差動連接來實現刨刀的快速前進→刨刀的慢速攻進→刨刀的快速退回的控制動作。

任務二：請學生們設計一個汽車起重機起升馬達的雙泵供油快速運動回路，要求實現吊臂在伸縮和變幅過程中，切斷向卷揚機馬達供油，卷揚馬達只由一個泵供油；當吊臂既不伸縮也不變幅的時候，給出一個電信號，讓雙泵開始合流供給卷揚機系統，實現快速運動。

除了上述的三種液壓回路實驗以外，還有很多常用的回路實驗，如減壓回路實驗、鎖緊回路實驗和調速回路實驗等，在此不再一一闡述。但無論是哪種回路實驗，只要我們能夠抓住其在實際產品或生產中的應用，進行精心和巧妙地導入和任務設計，就能夠取得良好的教學效果，讓學生真正融入真實的工作環境，發揮學生潛在的能量，營造活躍而有序的課堂氣氛，從而真正提高學生學習的主動性和積極性，達到學以致用的目的，從而打造精彩高效的課堂。

參考文獻：

[1]徐美剛，李雪平.工程機械液壓傳動[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2008.

[2]蔣建強，張紅兵.液壓氣動技術與實訓[M].北京：北京師范大學出版集團，2010.

[3]孫艷喬.淺議電工學課堂教學導入技巧[J].科技視界，2013（7）.

（作者單位：徐州工程機械高級技工學校）