《液壓與氣壓傳動(dòng)》課程中氣壓傳動(dòng)的教學(xué)探討

錢(qián)鵬飛　謝方偉　王存堂　凌智勇

摘 要：在課程體系改革中，《液壓與氣壓傳動(dòng)》課程的課時(shí)被不斷壓縮，氣壓傳動(dòng)部分的課時(shí)被大幅消減。因此，為了保證氣壓傳動(dòng)部分的教學(xué)質(zhì)量，擬采用“先感性接觸，后實(shí)踐實(shí)驗(yàn)，再理論論證”的模式，通過(guò)激發(fā)學(xué)生們的興趣，從而提高學(xué)習(xí)效率。

關(guān)鍵詞：氣壓傳動(dòng)；氣動(dòng)系統(tǒng)；流量特性；教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.03.135

液壓與氣動(dòng)傳動(dòng)是以流體（液壓油或壓縮空氣）為工作介質(zhì)進(jìn)行能量傳遞、轉(zhuǎn)換和控制的一種傳動(dòng)形式。氣動(dòng)技術(shù)是以實(shí)現(xiàn)氣動(dòng)自動(dòng)化為目標(biāo)，將機(jī)械自動(dòng)化、電氣自動(dòng)化等緊密結(jié)合起來(lái)形成一種先進(jìn)的傳動(dòng)與控制技術(shù)。為了拓寬學(xué)生的知識(shí)面，《液壓與氣動(dòng)傳動(dòng)》課程將《流體力學(xué)》《液壓傳動(dòng)》《氣壓傳動(dòng)》3門(mén)課的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了整合，從理論基礎(chǔ)到實(shí)踐操作，從元件到系統(tǒng)，由淺入深，自然連貫，邏輯清晰。然而，在實(shí)際授課過(guò)程中，由于培養(yǎng)計(jì)劃變更、課程體系改革等問(wèn)題，《液壓與氣壓傳動(dòng)》課程的課時(shí)不斷被壓縮，由最初的80多個(gè)課時(shí)壓縮到現(xiàn)在的40個(gè)課時(shí)左右。為了能讓學(xué)生聽(tīng)懂部分重點(diǎn)內(nèi)容，某些章節(jié)不得不輕描淡寫(xiě)一帶而過(guò)，有的甚至直接忽略跳過(guò)。這有違《液壓與氣動(dòng)傳動(dòng)》這本書(shū)編者的初衷。因此，本文就《液壓與氣壓傳動(dòng)》課程中氣壓傳動(dòng)的教學(xué)工作進(jìn)行探討，望提升氣壓傳動(dòng)部分的教學(xué)效率，以保障教學(xué)質(zhì)量。

1 課堂教學(xué)

鑒于課時(shí)緊張，氣壓傳動(dòng)的課堂教學(xué)至少需要4個(gè)課時(shí)。首先可以用1個(gè)課時(shí)的時(shí)間大概介紹一下氣壓傳動(dòng)的基礎(chǔ)知識(shí)，包括氣體狀態(tài)方程、氣體流動(dòng)基本方程、氣體在管道中的流動(dòng)特性、氣動(dòng)元件的流通能力、充放氣溫度與時(shí)間的計(jì)算等。隨后在第2個(gè)課時(shí)中介紹氣源裝置及其輔助元件和真空元件，特別是氣動(dòng)三聯(lián)件，并在最后5 min播放相關(guān)視頻，使學(xué)生對(duì)氣動(dòng)元器件有初步的感性認(rèn)識(shí)。對(duì)于氣動(dòng)執(zhí)行元件（氣缸和氣馬達(dá)）、氣動(dòng)控制元件（方向控制閥、壓力控制閥和流量控制閥）這部分內(nèi)容，可以跳過(guò)或由學(xué)生自行看書(shū)學(xué)習(xí)。因?yàn)檫@部分內(nèi)容是與液壓傳動(dòng)相通的。在第3個(gè)課時(shí)和第4個(gè)課時(shí)中，講授氣動(dòng)基本回路（包括操作回路、安全保護(hù)回路、方向控制回路、壓力控制回路、速度控制回路、位置控制回路、氣動(dòng)邏輯控制回路等）和氣動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和應(yīng)用。這部分內(nèi)容可以結(jié)合多個(gè)小視頻。

2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)

氣壓傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)要求學(xué)生對(duì)氣壓傳動(dòng)與控制實(shí)驗(yàn)方法有所了解，掌握各實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟及常用元件三聯(lián)件、方向閥、流量閥及實(shí)驗(yàn)儀器、儀表的操作、調(diào)試、控制方法，掌握一些基本公式的運(yùn)算。為此，2個(gè)課時(shí)的實(shí)驗(yàn)也是必須的。首先，要讓學(xué)生們親自觸摸壓縮空氣和各元器件，用半個(gè)課時(shí)的時(shí)間讓學(xué)生任意調(diào)節(jié)擺弄事先準(zhǔn)備好的實(shí)驗(yàn)裝置，如圖1所示，目的是讓學(xué)生從書(shū)本走到實(shí)踐的過(guò)程。接下來(lái)的半個(gè)課時(shí)，讓學(xué)生們驗(yàn)證流量公式，即保證閥口上游壓力不變，通過(guò)調(diào)節(jié)下游壓力畫(huà)出被測(cè)氣動(dòng)元件的流量特性曲線，如圖2所示。這個(gè)過(guò)程是讓學(xué)生們通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證書(shū)本中的理論公式，可以加深和鞏固對(duì)所學(xué)知識(shí)的認(rèn)識(shí)和了解。最后一個(gè)課時(shí)，希望學(xué)生學(xué)會(huì)多缸運(yùn)動(dòng)回路控制測(cè)試的基本試驗(yàn)方法，完成各種控制回路的設(shè)計(jì)，即要求學(xué)生自己根據(jù)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有氣動(dòng)元器件設(shè)備情況，完成多缸控制運(yùn)動(dòng)回路試驗(yàn)和調(diào)速回路試驗(yàn)。

3 結(jié)束語(yǔ)

在課程體系改革課時(shí)被壓縮的背景下，合理設(shè)計(jì)課堂和實(shí)驗(yàn)的教學(xué)方案，讓學(xué)生們參與到教學(xué)過(guò)程中來(lái)，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效率，保證教學(xué)質(zhì)量。

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〔編輯：劉曉芳〕