工程機械液壓實訓臺制作與實踐

劉勺華，周同根,劉恩師

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工程機械液壓實訓臺制作與實踐

劉勺華，周同根,劉恩師

摘要：通過制作工程機械液壓實訓臺，可視化的LED燈泡高亮和電機正反轉(zhuǎn)的形式來顯示隱蔽的液壓驅(qū)動回路，降低學生理解困難，提高學生學習積極性，為高職院校工程機械專業(yè)教學、培訓、考工提供一種結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、功能完善、安全可靠的教學儀器設(shè)備。

關(guān)鍵詞：高職院校；工程機械；液壓系統(tǒng)；液壓實訓臺

目前，大多數(shù)高職院校工程機械專業(yè)實驗實訓設(shè)備均以整車和臺架為主，而整車需要投入很大，在實施教學時，也有很多局限性，給教學效果帶來一定的影響。另外，專業(yè)課程都是以模塊為主，包括發(fā)動機、底盤、液壓、電器，每一個課程模塊的教學都離不開相應(yīng)模塊實驗設(shè)備的支持，這么多的課程模塊乘以班級數(shù)目，勢必要求有更多的實驗設(shè)備臺套數(shù)，如果每臺套數(shù)均以一輛整車計算的話，設(shè)備經(jīng)費的投入無疑是巨大的。所以，除了整車外，更多的實驗設(shè)備均以各模塊或總成制作的臺架為主，如發(fā)動機臺架、液壓臺架、電器臺架等等。實訓臺架不僅投入少，而且教學直觀方便，各模塊結(jié)構(gòu)清晰，各總成拆裝方便，故障設(shè)置靈活，可以滿足構(gòu)造原理、故障診斷等理論、實踐課程教學需要。［1-2］

而“工程機械液壓系統(tǒng)維修”、“挖掘機構(gòu)造與維修”作為工程機械運用與維護專業(yè)的核心課程，其理實一體化教學改革對實驗實訓設(shè)備的需求尤其突出，挖掘機整機顯然不適合理實一體化教室內(nèi)使用，故開發(fā)適合教學改革的室內(nèi)教學檢測儀器十分必要。依托江蘇省大學生實踐創(chuàng)新項目，開展本實訓臺設(shè)計的目的是利用所學專業(yè)知識，激發(fā)同學們的科研潛力，增強教師的實踐能力，提高同學們學習專業(yè)知識的積極性，為教學、培訓、考工提供一種結(jié)構(gòu)比較簡單、操作方便、功能完善、安全可靠的教學儀器設(shè)備。［3-4］

一、實訓臺設(shè)計方案

近年來，筆者所在學校對學生的生產(chǎn)實踐能力、創(chuàng)新能力特別重視，并將其列為教學改革的重點，在政策上、經(jīng)費上、實訓室建設(shè)上都給予大力支持，目前提供的條件有如下幾個方面：在校內(nèi)建立了加工制造實訓基地，設(shè)置兩周的鉗工實訓課程，都已參加了零件的制造及裝配過程；學院的實驗實訓室基本可以滿足本項目的設(shè)計、零件制作和裝配要求；學校目前圖書館藏資料豐富，購置了網(wǎng)絡(luò)和紙質(zhì)圖書資料，同時擁有挖掘機整機1臺，有專門配套資金用于創(chuàng)新項目的開展；項目指導教師可獲得相應(yīng)的科研工作量，參與項目的學生可獲得相應(yīng)的素質(zhì)學分，對于優(yōu)秀成果和作品，優(yōu)先推薦參加省、市創(chuàng)新類競賽。

工程機械液壓實訓臺設(shè)計方案如下：在全面開展挖掘機液壓系統(tǒng)調(diào)研及資料收集整理的基礎(chǔ)上，討論分析、確定項目的方案和設(shè)計方向；通過試驗來論證方案的可行性，并進行完善和改進；項目經(jīng)驗證可行后、利用CAD等軟件完成結(jié)構(gòu)圖及零部件工程圖的設(shè)計；最后完成實訓臺的制作。

根據(jù)現(xiàn)有挖掘機液壓系統(tǒng)原理圖，設(shè)計制作挖掘機液壓系統(tǒng)回路演示檢測實訓臺，它將挖掘機液壓系統(tǒng)示教板、實訓臺架、操作手柄三者有機結(jié)合，通過不同的燈泡閃亮和電機正反轉(zhuǎn)的工作狀態(tài)模擬挖掘機動臂、斗桿、挖斗、行走、回轉(zhuǎn)等各個動作的液壓回路，將挖掘機油缸、馬達動作驅(qū)動的液壓狀態(tài)通過燈泡閃亮、電機轉(zhuǎn)動的方式機電狀態(tài)呈現(xiàn)出來，實現(xiàn)挖掘機液壓系統(tǒng)回路的可視化功能。

二、實訓臺特色

工程機械液壓實訓臺以自帶電源或外接電源為動力，通過電機正反轉(zhuǎn)的工作狀態(tài)，模擬挖掘機行走馬達正反轉(zhuǎn)、回轉(zhuǎn)馬達左右轉(zhuǎn)動、挖掘機前進后退的功能和挖掘機左右旋轉(zhuǎn)的功能。

工程機械液壓實訓臺上的的左右操縱桿、行走操縱桿模擬挖掘機整機的相應(yīng)操縱手柄，同時根據(jù)實際液壓系統(tǒng)回路走向控制不同回路燈泡閃亮。

工程機械液壓實訓臺既可采用外接電源，也可實行自帶蓄電池，并可采用簡易充電設(shè)備，操作方便可靠；挖掘機液壓系統(tǒng)回路演示檢測實訓臺結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間小，實訓臺安裝有萬向腳輪，能在不同類型教室體現(xiàn)教學、培訓、考工等多重功能。

本實訓臺結(jié)合挖掘機液壓系統(tǒng)原理圖示教板，清晰明了地顯示挖掘機實際工作過程中動臂油缸、斗桿油缸、挖斗油缸、行走馬達、回轉(zhuǎn)馬達的動作驅(qū)動的液壓回路走向，通過不同組合的燈泡閃亮和電機正反轉(zhuǎn)的工作狀態(tài)模擬挖掘機動臂、斗桿、挖斗、行走、回轉(zhuǎn)等各個動作的液壓回路，將挖掘機油缸、馬達動作驅(qū)動的液壓狀態(tài)通過燈泡閃亮、電機轉(zhuǎn)動的方式機電狀態(tài)呈現(xiàn)出來，實現(xiàn)挖掘機液壓系統(tǒng)回路的可視化功能，以此來降低理解認知難度，提高同學們的學習積極性，同時，解決學校實訓設(shè)備臺套數(shù)有限的難題，增加學校教學實訓設(shè)備。

三、實訓臺應(yīng)用

本液壓實訓臺依托科研項目，科研反哺教學。既鍛煉了教師的專業(yè)實踐能力，又加強“工程機械液壓系統(tǒng)維修”“挖掘機構(gòu)造與維修”課程的教學條件，同時也便于提高同學們的學習積極性，提高專業(yè)實踐及綜合技能。[5]

通過研制的液壓實訓臺，分別對挖掘機動臂回路、斗桿回路、鏟斗回路、行走回路、回轉(zhuǎn)回路等液壓回路演示操作，教師講解清晰明了，學生學習輕松理解。在分組練習中，每個小組同學結(jié)合教師講解和本實訓臺回路演示，充分掌握了挖掘機液壓系統(tǒng)回路走向，借助于相關(guān)檢測工具和關(guān)鍵零部件拆裝，很好地掌握了挖掘機液壓系統(tǒng)常見故障診斷分析，取得了良好的教學效果。本實訓臺具有結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、功能完善、安全可靠等眾多優(yōu)點。同時，在教學過程中不斷使用與觀察摸索，為今后對工程機械液壓實訓臺進一步加強改進和持續(xù)完善奠定基礎(chǔ)。

四、結(jié)論

本實訓臺的成功研制與使用可以降低理解認知難度，提高同學們的學習積極性，同時，解決學校實訓設(shè)備臺套數(shù)有限的難題，提高了教學效果。通過這次實踐創(chuàng)新訓練項目的實施，不僅能夠使學生將所學知識與實踐相結(jié)合，而且能提高學生分析問題、解決問題的綜合能力，對學生將來走向社會有很大的幫助。

參考文獻：

[1]朱江濤.挖掘機實訓平臺的設(shè)計與制作[J].機械管理開發(fā)，2013（6）：152-153.

[2]李云峰,張少華.小松挖掘機全車電器電控系統(tǒng)教學實訓臺設(shè)計[J].機械工程與自動化，2014（6）：191-192.

[3]朱保國,高亞明,韓軍，等. GJT112推土機工作原理與故障分析模擬試驗臺[J].機械，2010（6）：11-13.

[4]喻楠霖.新型液壓教學實驗臺設(shè)計及實現(xiàn)方法的研究[D].長沙：湖南大學，2013.

[5]徐有軍，張宏武，劉成平.工程機械電氣設(shè)備檢測實驗臺設(shè)計與實踐[J].機械工程師，2015（10）：211-213.

[責任編輯陳國平]

中圖分類號：G712

文獻標識碼：A

文章編號：1674-7747（2016）06-0076-02

作者簡介：劉勺華，男，常州機電職業(yè)技術(shù)學院講師，碩士，主要研究方向為工程機械運用與維護。

基金項目：江蘇省大學生實踐創(chuàng)新項目“挖掘機液壓系統(tǒng)回路演示檢測實訓臺”（項目編號：201513114017X）