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《液壓與氣動技術(shù)》是技工學(xué)校機(jī)電專業(yè)學(xué)生的必修課。作者自2008年開始從事“液壓與氣動技術(shù)”的教學(xué)工作。教學(xué)中使用的教材很多，包括勞動出版社出版的《液壓技術(shù)》和高等教育出版社出版的《液壓與氣動傳動》。然而，無論是哪種教材，教材只涉及液壓和氣壓的相關(guān)知識，而沒有描述液壓和氣壓回路的控制原理。然而，學(xué)生經(jīng)常會問，在學(xué)習(xí)過程中，液壓和氣動回路的相應(yīng)電氣控制是如何實(shí)現(xiàn)的。雖然他們學(xué)習(xí)電氣課程，如電工學(xué)和電氣驅(qū)動控制電路，但他們不知道如何將液壓和氣動電路與電氣控制原理相結(jié)合。在實(shí)際生產(chǎn)中，液壓和氣動系統(tǒng)也與電氣控制部件緊密相連。因此，在傳授液壓和氣動相關(guān)知識的同時，結(jié)合相關(guān)電氣控制知識進(jìn)行跨學(xué)科教學(xué)是非常必要的。
1溫度是新的和舊的，復(fù)習(xí)相關(guān)的電氣知識
液壓與氣動技術(shù)課程是根據(jù)我們學(xué)校的教學(xué)計劃在學(xué)生在校學(xué)習(xí)后的學(xué)期安排的。大多數(shù)電氣專業(yè)的學(xué)生在前幾個學(xué)期已經(jīng)完成了學(xué)業(yè)。因此，在講授與液壓和氣動回路相關(guān)的電氣知識時，也應(yīng)首先復(fù)習(xí)相關(guān)內(nèi)容，尤其是電氣元件及其功能和功能的國家標(biāo)準(zhǔn)符號。
中間繼電器及其輔助觸點(diǎn)、按鈕等。廣泛用于液壓回路中。因此，作者要求學(xué)生分析和比較圖1a和1b的功能。隨后，作者總結(jié)并說明了中間繼電器及其輔助觸點(diǎn)、按鈕的功能，以及它們在電路中的作用。

圖1a圖1b


圖2
電氣控制電路
用于從淺角度開始。因?yàn)閷W(xué)生接觸到液壓回路和相關(guān)的電路設(shè)計，作者用圖1a在開始時用換向閥的電磁鐵代替燈。這個電路是一個非常簡單的電路(如圖2所示)。它能實(shí)現(xiàn)的功能是用手動按鈕控制液壓缸的往復(fù)運(yùn)動。通過1SB按鈕的開關(guān)控制，電磁鐵1YA斷電通電，從而切換電磁操作機(jī)構(gòu)換向閥的位置，較終控制液壓油的流向，使液壓缸的活塞前后移動。
通過這種簡單液壓回路的設(shè)計和制造，學(xué)生開始初步接觸液壓回路和電氣回路的組合方式，這樣學(xué)生就可以明白通過電氣控制液壓回路的動作并不難，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。
在整個回路設(shè)計過程中，作者沒有讓學(xué)生手工繪制，而是利用液壓軟件進(jìn)行設(shè)計，實(shí)現(xiàn)了回路動作的模擬。在仿真過程中，電回路動作帶動液壓回路的相應(yīng)動作，學(xué)生可以直觀地看到自己設(shè)計的回路是否能夠?qū)崿F(xiàn)所需的功能。在計算機(jī)上設(shè)計成功后，讓學(xué)生到液壓實(shí)訓(xùn)平臺上組裝液壓回路和電氣回路，培養(yǎng)他們看、認(rèn)、操作圖表的能力，并將液壓和電氣原理圖與實(shí)物一一對應(yīng)。
3逐步增加電氣控制的難度
在完成圖2的基礎(chǔ)上，作者增加了難度，要求學(xué)生設(shè)計一個自動控制液壓缸往復(fù)回路(如圖3所示)。其功能是通過使用按鈕、中間繼電器和行程開關(guān)來實(shí)現(xiàn)液壓缸的自動往復(fù)運(yùn)動。通過1SB按鈕的通斷控制和行程開關(guān)1S、2S的條件限制，控制電磁控制機(jī)構(gòu)換向閥電磁閥1YA的通電和斷電，較終控制液壓油的流向，使液壓缸活塞向前或向后移動?；芈返囊簤翰糠只緵]有改變，只增加了兩個行程開關(guān)，但電氣部分有了很大的改變。
通過本電路的設(shè)計，學(xué)生可以了解到液壓電路和電氣控制是不可分割的。電氣控制是實(shí)現(xiàn)液壓回路功能的關(guān)鍵。如果電氣控制回路改變，液壓回路的相應(yīng)功能也可以相應(yīng)改變。
當(dāng)然，有各種液壓和電氣回路。不僅圖3所示的示意圖可以實(shí)現(xiàn)液壓缸的自動往返功能，而且許多回路也可以實(shí)現(xiàn)這一功能。因此，在布置任務(wù)時，作者只告訴學(xué)生回路需要實(shí)現(xiàn)的功能以及他們需要的液壓和電氣元件。他們可以在教師給出的要求和條件的前提下，自由發(fā)揮自己的創(chuàng)造力和主觀能動性。

圖3
4深化設(shè)計，完善液壓回路功能
以上設(shè)計的液壓缸自動返回回路不能實(shí)現(xiàn)停機(jī)后液壓缸活塞自動返回原位，但在生產(chǎn)實(shí)踐中大多數(shù)機(jī)器都需要自動復(fù)位功能。因此，為了與生產(chǎn)實(shí)踐相結(jié)合，作者要求學(xué)生在圖3的基礎(chǔ)上進(jìn)一步深化和完善液壓回路的功能(如圖4所示)
根據(jù)圖3，將液壓回路中的二位四通液壓換向閥(由一個電磁鐵控制)改為三位四通換向閥(由兩個電磁鐵控制)，并增加一個中間繼電器來擴(kuò)展和進(jìn)一步限制液壓回路的工作條件，從而實(shí)現(xiàn)液壓回路的自動往返和關(guān)閉功能通過電路的設(shè)計和制造，學(xué)生可以了解到，實(shí)際上電氣控制是根據(jù)液壓回路的功能給出一定的限制條件，這樣液壓回路就可以在條件滿足時運(yùn)行，這些條件是通過行程開關(guān)1S和2S給出的，但是當(dāng)1S和2S的觸點(diǎn)不夠時，需要通過中間繼電器進(jìn)行擴(kuò)展。

圖4
5優(yōu)化了電路。雖然可編程控制器
圖4可以實(shí)現(xiàn)液壓缸的自動往返和停機(jī)復(fù)位功能，但電路復(fù)雜，電路多，容易接錯線。作者總是注意學(xué)生的接線，密切觀察，并在學(xué)生出錯時及時指出，使學(xué)生認(rèn)識到在實(shí)現(xiàn)電路組裝的同時，僅通過中間繼電器的電路實(shí)現(xiàn)液壓回路更復(fù)雜的功能是很麻煩的，而且液壓回路的檢修、維護(hù)和更換也是很困難的。
那么如何避免這個問題呢？作者組裝了一臺可編程序控制器的電路，通過可編程序控制器的程序改變，實(shí)現(xiàn)了兩個液壓回路的功能。雖然可編程邏輯控制器的電路成本將會增加，但是通過可編程邏輯控制器可以非常靈活地改變液壓和氣動回路的功能，并且回路的功能改變只能通過改變可編程邏輯控制器中的程序來實(shí)現(xiàn)，而實(shí)際電路的布線不需要調(diào)整和改變，從而使學(xué)生認(rèn)識到將可編程邏輯控制器引入復(fù)雜電路的優(yōu)點(diǎn)。
在當(dāng)今社會，技校畢業(yè)生從事的大部分工作是操作員、檢修和維護(hù)人員。他們的工作不僅包括簡單的機(jī)械或電氣知識，還包括機(jī)械和電氣知識的結(jié)合。雖然他們已經(jīng)學(xué)習(xí)了一些機(jī)械和電氣方面的相關(guān)課程，但他們?nèi)匀徊恢廊绾螌⑦@些課程結(jié)合起來，對未來的工作只有片面的理解。教學(xué)中機(jī)電知識的結(jié)合和生產(chǎn)實(shí)踐的引入有利于學(xué)生快速吸收知識、快速掌握技能和快速成功。他們被雇用后很容易開始工作。
在今后的教學(xué)過程中，筆者將繼續(xù)探索和改進(jìn)教學(xué)方法，調(diào)整現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生在課堂上體驗(yàn)學(xué)習(xí)的樂趣，在實(shí)踐中掌握操作技能

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