《液壓與氣動技術》的實踐教學改革與應用

張慶旭，馬文龍

（1.內蒙古化工職業學院，內蒙古 呼和浩特 010070；2.內蒙古化工職業學院，內蒙古 呼和浩特 010070）

《液壓與氣動技術》是很多高職類院校開設的機械類、機電一體化專業一門重要的專業課程，該課程的特點是：使學生掌握液壓與氣壓傳動的基礎知識，掌握各種液壓、氣動元件的工作原理、結構特點、應用和選用方法，熟悉常用液壓與氣壓基本回路的功用、組成和應用場合，因此該課程的理論性和實踐性都很強，為了提高教學效果，在學習理論知識的同時，必須利用實踐教學來加強實踐能力的培養，學生通過具體的回路設計、管路聯接、控制調試來提高壓系統的應用能力。

1 實踐教學模式的問題剖析

（1）元件認知困難。由于液壓元件種類比較多而復雜，沒有剖視的實物，學生認識大多通過圖片來認識，而這些認識都是淺顯的、靜態的，無法充分認識元件的結構及動作過程。

（2）系統動作過程認知困難。液壓系統元件工作不是單一的、順序的動作，而是交互動作，僅憑老師來講解系統的工作過程是大部分同學很難理解的。

（3）實訓內容缺少創新性，不能很好地培養學生的創新應用能力。在本人所承擔液壓與氣動技術實訓教學的過程中發現，學生往往在對液壓回路不是很熟悉，對液壓回路了解不夠深刻，對元件的功能也不夠熟悉的情況下進行實訓，學生可以實訓的項目大多是驗證性項目，大多數同學看到執行元件能動起來就認為自己已經掌握了液壓傳動技術，并不清楚液壓元件如何動作，回路如何設計和調試，不能適應工業控制中綜合性較強的特點，從而不能全面掌握液壓系統的特性，影響理論教學的吸收和理解，實訓教學效果也大打折扣。

2 教學實踐改革與實施

針對《液壓與氣動技術》課程實踐教學中存在的問題，經過實踐總結了一定的教學經驗，為不斷充分利用和完善現有的實訓設備條件，對改革實踐教學模式進行改革與創新。本教學改革依托“機、電、液”結合的液壓實訓中心的20臺套FESTO液壓實訓臺，針對機電技術類專業學生，實施1～2周的液壓與氣動技術技能強化訓練。從簡單的液壓元件選擇、按液壓回路進行液壓元件的識別、安裝、調試，到復雜的液壓油路的設計、電氣控制回路的設計。實踐教學改革內容與實施要點：

（1）在現有的液壓傳動技術實訓的基礎上引入仿真環節。

利用FluidSIM液壓（氣動）仿真軟件對液壓基本與典型回路進行仿真設計及分析。可以在計算機上進行液壓、氣動、電氣控制知識的學習，可以很方便地設計出液壓和氣動系統圖，而且符合國家工業標準，并自動檢測系統連接的正確性，元件參數的調節范圍與實際設備參數完全一致，所以可對設計的系統進行準確的測試及模擬。

（2）開發工程應用中典型的液壓回路仿真實訓項目。

綜合傳統液壓的基本回路的傳動特點，通過增加PLC控制技術、傳感器檢測等設計，設計開發特色創新綜合仿真項目，制作相關微課視頻，為學生提供有針對性的演示和多次回放，便于學生對知識點的記憶和理解。

特色仿真項目一：行程開關（行程開關）控制的順序動作回路設計；

特色仿真項目二：差動連接回路設計；

仿真特色項目三：模擬組合機床動力滑臺液壓控制系統。

針對液壓傳動技術實訓的教學改革新模式見圖1。

圖1 實訓項目的實施模式

3 實踐教學改革效果

（1）FluidSIM 軟件可以對繪制的系統回路進行仿真。使教學“活”起來“動”起來了。仿真功能可以讓學生看到油路的執行與動作過程，而且對于回路里的油壓的大小高低能實時的顯示出來，彌補以前液壓的教學中，學生只能看見液路（氣路）看不見電氣回路，各種電氣開關及控制閥的動作過程，對回路的動態的工作過程、工作原理及動作過程理解起來更形象。從基本元件的識別、基本油路的連接到復雜系統油路的聯接，每個回路可以反復修改練習，提高了學生的學習興趣，增加學生動手的機會，培養了學生系統的設計能力，提高學生動手技能。例如，在軟件中的仿真“液壓缸的伸出與縮進的動作”時，通過系統油路的設計或者給液壓缸加載，不難發現，壓力表的顯示數字（外負載的增加時）。通過類似的細節，使學生對“液壓傳動中液壓油的壓力是由負載決定的”這一概念理解得更加深刻，因此，對理論教學及實踐教學和教學科研等方面，都能起到事半功倍的效果。

（2）通過綜合仿真設計型的項目的開發可以對實驗設備任意進行搭建，提高學生的動手能力及創新能力。在學生具備相關的理論知識后，通過虛擬FluidSIM軟件來加深理論知識的理解，再進行實驗項目的設計，可以讓學生先在仿真軟件上進行回路的設計、然后進行仿真，當仿真無問題后再進行實踐操作，使實訓項目不只限于驗證性的項目，學生可以更好地將專業理論和工程實踐理想的結合，同時也增加了實踐和動手的機會。

4 結語

通過FluidSIM的軟件仿真功能和仿真實訓項目的設計與開發，將軟件與實際工作系統聯系起來，實時、直觀、形象地顯示動作過程，機、電、液（氣）真正實現了一體化，拉近了課堂與工業現場的距離，使學生開拓眼界，拓寬知識面，在興趣和樂趣中學習，取得了良好的教學效果，為今后更好地從事專業工作做好鋪墊。