關于FluidSIM 仿真軟件在液壓傳動教學中的應用探索

王星 寧夏工商職業技術學院機械工程系

作為三大傳動之一的液壓傳動在生產實踐中應用越來越廣泛，將FluidSIM 教學仿真軟件穿插在《液壓與氣壓傳動》教學單元中，將更能形象的理解所學內容，特別是對課程液壓原理圖的理解和設計起到關鍵的作用。現就將FluidSIM 教學仿真軟件在《液壓與氣壓傳動》教學單元的實際應用的探索結果加以闡述。

1 FluidSIM 仿真軟件在《液壓與氣壓傳動》教學中的應用內容

《液壓與氣壓傳動》重點和難點是如何看懂復雜的液壓（氣壓）原理圖和如何設計液壓（氣壓）系統原理圖，而FluidSIM 液壓（氣壓）教學仿真軟件恰好迎合了這門課的需要。通過仿真現有復雜的液壓(氣壓)原理圖，學生很快就能理解原理圖的動作原理，進而明白液壓（氣壓）標準圖符的含義和原理；通過仿真軟件，學生會根據老的要求設計液壓（氣壓）原理圖，并不斷的修改、仿真，以達到要求的動作功能。

2 FluidSIM 液壓（氣壓）教學仿真軟件在原理圖的理解仿真應用

液壓（氣壓）原理圖的理解對于《液壓與氣壓傳動》這門課非常重要，而且這也是一項職業能力，也會對設計液壓（氣壓）系統有至關重要的影響。如圖1 所示，FluidSIM 液壓（氣壓）教學仿真軟件能夠很好的解決這一教學難題。一般情況下，液壓（氣壓）原理圖的理解仿真分為四步。

2.1 畫出原理圖

利用FluidSIM 液壓（氣壓）教學仿真軟件CAD 功能畫出原理圖。CAD 功能是專門針對流體而特殊設計的，符合DIN 電氣-液壓(氣壓)回路圖繪制標準。分為從元件庫中提出所需要的液壓元件和連接管線兩個步驟。

2.2 畫出電氣控制回路

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

2.3 仿真調試

2.3.1 給各元件加上字母標簽，規則類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，對應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，用元件庫中的標尺畫出，用字母S1、S2、S3……來標注，并設定行程值。

2.3.3 仿真

利用FluidSIM 液壓（氣壓）教學仿真軟件仿真功能進行仿真調試

3 FluidSIM 液壓（氣壓）教學仿真軟件在設計原理圖上的仿真應用

在對液壓（氣動）原理圖仿真理解的基礎之上，我們要求學生能夠根據老師設定的條件設計液壓（氣動）原理圖。

以某一教學內容為例說明設計液壓（氣壓）原理圖的步驟：

設計題：有兩個液壓缸帶動兩個物體運動，物體1 先運動，運動一定距離后停止運動，同時物體2 開始以一定的速度運動；物體2 運動一定距離后退回到運動起點，同時物體1 退回到運動原點。試設計一單循環液壓原理圖，并設計電氣控制圖進行控制仿真。

設計原理圖的步驟如下：

3.1 理清液壓（氣壓）設計條件，搞清有幾個動作

根據設計要求，顯然整個液壓運動過程分為四步，即物體1 前進——物體2 前進——物體2 退回——物體1 退回。

3.2 分析每個動作所需要的基本回路

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

4 設計電氣控制圖

FluidSIM 液壓（氣壓）教學仿真軟件設計簡單電氣控制圖的基本原則是一個自鎖回路控制一個電磁閥上的電磁鐵。按照這一原則，再結合電氣控制知識不斷的調試我們便可設計出完整的仿真圖

設計電氣控制圖的過程也就是調試液壓系統圖的過程，動作過程符合要求即設計完成。

5 結束語

經過幾年的實踐，FluidSIM 液壓（氣壓）教學仿真軟件已經《液壓與氣壓傳動》成為一個有效的工具。充分挖掘FluidSIM 液壓（氣壓）教學仿真軟件的潛力，使它發揮更大的作用，這將使《液壓與氣壓傳動》的教學更加形象和生動，也會使老師的教學方法更加多樣和有效。