液压原理基本知识十篇

液压原理基本知识篇1

（一）液压传动课程的特点

液压传动课程涉及学科多，各部分内容相对较为独立，根据本专业实际，目前所授内容主要由四部分组成，即：流体力学基础知识、液压传动元件结构与工作原理、液压传动回路、液压传动典型回路分析。从内容设置上看，流体力学基础知识部分作为整个课程的理论基础，内容较为抽象，是正确理解液压传动现象本质和进行液压传动分析的重要前提，但从知识结构上与后续液压元件结构、液压回路分析的学习没有必然联系；液压传动元件部分重点介绍各液压动力元件、执行元件、控制元件以及辅助元件的结构组成、工作原理，需要学生具有较强的三维空间想象能力，正确掌握各液压元件的内部结构组成和工作原理；液压传动回路部分需要学生具有较强的逻辑思维能力，在熟悉各液压元件图形符号及工作机理的基础上，准确分析液压油流动方向及液压元件的动作，熟练掌握液压传动基本回路组成和功能；最后液压传动典型回路分析部分则要求建立在对上述三部分内容准确理解的基础上，结合装设备的功能和动作要求，能够对典型回路工作过程进行准确分析乃至进行回路设计，要求通过学习使学生具备对典型液压系统进行分析的综合素质。从教学目的看，通过课程学习，学生需要掌握液压传动的基本知识，具备对液压基本回路、典型液压系统进行综合分析和实验研究的初步能力，具备对装设备液压系统故障分析和排除的基本素质。

（二）实验教学现状

目前实验室所使用的是秦川机床厂生产的QCS014型液压实验台。该实验台由液压工作台框架、两台液压泵、二十几个拆装式液压元件阀板和电气控制柜组成，液压工作台框架用于布置和安装液压元件阀板，管路与阀板之间采用快换接头连接，利用液压泵、拆装式液压元件、快换接头、电气控制柜构成几种典型的功能回路，主要可用于进行演示性实验，此外学生也可在教员的指导下，根据实际需要设计简单的液压回路并进行验证。经过多年液压传动实验教学实践，目前实验教学条件已凸显出较大的不足，主要表现在如下方面。1.实验台为上世纪80年代设备，设备老化，且严重滞后于当前液压传动发展水平，已无法满足现阶段液压传动教学需求。2.经过长时间使用，部分液压元件已出现零部件损坏、阀件堵塞、管路漏油严重等问题，由于年代久远，维修较困难，更换维修又代价过大，原有两台实验台目前已只有一台堪用，许多实验实际上已无法开出。3.实验台台套数有限，且受教学时数限制，在实验实施过程中，只有部分掌握教学内容较好的学生能够动手进行操作，其他学生或因不够熟练，或因时间有限，只能在旁进行辅助，以“看”实验为主，动手机会不多，得不到必要的锻炼。4.实验实施过程中，即使部分学生能够主动动手，但也只是按照实验指导书给出的实验步骤进行演示性验证，很少去思考为什么这样做，或者无法在现有实验条件下通过实验验证自己的想法，实验教学效果有限。5.实验室缺乏液压流体力学和液压元件部分的相应实验设备，所开出的实验课主要针对第三部分内容，在实验授课过程中发现，由于前两部分课程内容相对较抽象，学生对相关液压流体力学的概念和液压元件的结构及工作原理的理解程度参差不齐，因此部分学生在进行实验时易处于被动地位。

二、计算机仿真技术在液压传动实验教学中的应用

由于液压设备价格昂贵，维护保养专业化要求较高，在现有条件下，引入液压教学设备比较困难，为了满足教学需求，有必要在实验教学方法和教学手段上进行改革。计算机技术近年来在教学实践中得到了广泛应用，作为实验教学的一种辅助手段，把计算机数值仿真引入液压传动的实验教学是一种弥补实验条件不足的有效手段。针对液压传动课程各部分内容的不同特点，在教学的不同阶段采用相应的计算机仿真软件进行实验教学，可大大弥补实验教学条件的不足。根据对液压传动课程特点的分析，可知其知识点主要可分为三类，即基础理论类知识点，主要包括油液的物理特性、流体动力学、液体流动的压力损失等；结构原理类知识点，主要包括液压泵、液压执行元件、液压控制阀，以及液压辅助元件的结构组成及工作原理；逻辑动作类知识点，主要包括液压基本回路、典型液压系统回路的逻辑动作、工作原理。针对这三类知识点，可以结合不同软件的特点，设计相应的仿真实验。针对第一类知识点，教员可利用Authorware软件或类似软件，制作交互式、多媒体课件，学生通过上机进行演示性实验。如图1所示，学生可通过类似实验，了解相关液压基础理论知识，加深对教学内容的理解。通过该类演示性实验，可在较少的课时掌握基本要点，达到与实作相同的教学效果。针对第二类知识点，教员可利用Pro/E软件或类似CAD软件，制作液压元件的3D模型，学生可通过软件的虚拟装配和运动仿真功能，上机进行综合性实验。如图2所示，学生可通过该类实验，在计算机上了解元件的内部结构，进行液压元件装配，观察机构运动机理，从而掌握各型液压元件的结构组成、部件与部件的相对关系，以及液压元件的工作原理。通过该类实验，可大大节省实验支出，提高教学效率，激发学生的创新意识。针对第三类知识点，教员可利用Fluidsim软件或类似软件，搭建液压回路，学生在初学阶段可根据教员提供的工作原理图，按部就班进行液压回路的建立，验证液压油路及液压元件的动作；在后阶段即可尝试自行设计回路，开展创新性实验。如图3所示，学生可通过该类虚拟实验，掌握液压回路的逻辑动作，熟悉液压回路的组成，培养学生的创新能力。

三、结束语

液压原理基本知识篇2

【关键词】液压与气压传动 知识 技能 教学理论 教学实践

《液压与气压传动》是职业学校机电专业主要的技术专业课。通过学习本课程，学生可以掌握液压与气压传动的基本知识，掌握液压与气压元件的基本构成及其工作原理，并运用所学知识对一些简单液压回路进行设计。为了培养出具有一定知识和技能、适应社会发展需求的人才，在长期的教学实践过程中，我们注重理论和实践相结合的教学方法，收到了较好的教学效果。

1.合理安排教学内容

由于我校是一所职业学校，因而在教学过程中要突出实践部分的内容，以增强学生的动手能力。考虑一部分学生毕业后在自动化生产线上工作，而大多数生产线上又是以气压传动为主，因而讲授气压传动部分的知识是十分必要的。而传统的《液压与气压传动》教材偏重于液压传动部分的知识内容，而气压部分的知识内容仅占据很少一部分，而且实践知识讲解得较少。因此，合理安排好教学内容显得更为重要。所以我们在制订教学计划时偏重气压传动的理论教学和实践教学，增加实训时间和内容，制定了应用性较强的实训指导书。

2.理论教学与实践教学相结合

在教学中注重多种教学方法相结合，给学生创造一个轻松的学习氛围，是学生学习好本课程的一个必要条件。因而我们采用了多种教学方法：

运用启发式教学法，调动学生的学习积极性这门课程的基本理论知识涉及一些物理知识。而职业学生来源特殊：他们有的初中毕业，有的初中都未毕业。因此，他们的学习基础差，这给教学工作带来了一定的难度。教师在讲解基本理论知识时一定要注意运用适当的教学方法，举一反三，启发学生在学习新知识的同时回顾旧知识，这样才能使学生打下扎实的基础。例如，我们在讲授“液体流动的伯努利方程”时，由于液体在流动的时候具有多种能量的变化，同时还伴随着能量的损失，学生学起来比较吃力。所以，教师在讲课时应注重运用启发式教学，在讲授能量流动特点的同时帮助学生回顾液体静力学及其他的一些相关的基本知识，使前后所学知识融会贯通，帮助学生加深对所学知识的理解，强化学习效果。

讲课时注重联系生活中的实例，增强学生的学习兴趣可以这么说，浓厚的学习兴趣、强烈的学习愿望是学生学好课程的基础。教师不应该照本宣科，不考虑学生是否接受他所讲授的知识，是否对所学的知识有兴趣。一个教学经验丰富的教师，不仅应该具备丰富的理论知识，还应具备丰富的实践经验。不仅能够讲出丰富的理论知识，而且还应举出大量实例增强学生的感性认识，吸引学生的学习兴趣，开拓学生的视野。如在“绪论”课上，讲“液压传动”时我们可以举出机床的工作台的移动，举重机、千斤顶举重物的例子；在讲“气压传动”时我们可以举出气动的升降椅，汽车的刹车系统，汽车门的开关等等。因此，举出大量的实例，可以开拓学生的视野，调动学生的学习积极性，提高教学效果。

3.增强实践教学，提高学生的动手能力

液压原理基本知识篇3

关键词：液压传动 框图教学法 知识框图 系统化

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）07（a）-0155-02

液压传动是高等工科院校机械专业重要的专业基础课，其特点是理论性和实践性均较强，且知识点多而分散。为了适应现代社会人才需求，随着近年来课程系统改革的不断深入，专业课学时不断压缩，如我校本课程学时已由原来的60学时压缩至目前的40学时（包括6个实验学时），如何在这么少的学时内将《液压传动》重要知识点传授给学生，给教师提出了更高的要求。本人在教学实践中，尝试采用框图教学法，将液压传动知识点系统化、框图化，使学生对貌似纷乱复杂的众多知识点有了较为清晰的掌握思路，大大提高了教学效果，本文对此进行详细介绍，以为同类课程教学提供参考。

1 基本思想

一直以来，大学生对《液压传动》课程学后的感觉大多是知识点太多、图形太多，面对复杂的液压元件结构图，感觉无所适从。而老师也面临对液压元件结构和原理，不详细讲解学生听不懂，详细讲解又太费课时的尴尬局面。如能将课程中的知识点提炼成框图表示，上课过程中以框图为主线，逐个展开讲解，对于学生了解上课内容和各知识点间的相互关系将大有帮助。

2 知识框图绘制

2.1 总体知识点

《液压传动》课程内容可分为工作介质、动力元件、执行元件、辅助元件、液压控制元件、液压回路等6个部分，其中液压回路应是前5个部分的综合应用，从而可分为5个大的知识模块，每个知识框图模块又可分为小的模块。

2.2 分级框图

课程教学中要在总体知识点的基础上将各部分内容分别展开，下面以动力元件为例，介绍分级知识框图的绘制与应用。

动力元件也称液压泵，按结构不同可分为齿轮泵、叶片泵、柱塞泵等，根据几何排量是否可调可分为定量泵和变量泵。然而其基本参数与计算方法、工作原理基本相同，各种泵的基本结构也都是建立在同样工作原理基础上的，即高低压腔要分开、具有可变的密封容积及匹配的配流方式、具备吸油条件等。从而以工作原理为主线，绘制知识框图，针对不同类型泵对照介绍，可大大增强学生对知识点的掌握效果。图1所示，在总体知识点的基础上，绘制的执行元件知识框图。

动力元件种类较多，对于具体各类型液压泵需要绘制更为详细的知识框图，图2为齿轮泵的知识框图。

其中图2所示的知识框图，是在图1所示框图的基础上的进一步细分，特点是内容开始有明显区别，如高低压腔分开方式，齿轮泵与双作用叶片泵具有明显区别，这也是这两种泵的结构特点所决定的。

3 知识框图应用

知识框图绘制完毕，使学生对要讲授的知识点有大体认识后，下面就是如何进一步将知识点融会贯通，使学生充分掌握各知识点。知识框图中的知识点虽然表面上较为独立，实际上彼此之间是相互关联的。下面以齿轮泵为例介绍如何在知识框图的基础上讲解此部分内容。

3.1 齿轮泵结构及工作原理

知识框图中对应知识点：基本原理。

齿轮泵结构是以满足液压泵的基本工作原理为基础的，即高低压腔要分开、密封容积可变及可匹配的配流方式、具备油液吸入条件，具体实现方式如下。

（1）高低压腔要分开。

（2）密封容积可变及可匹配的配流方式。

（3）油液吸入条件：齿轮旋转过程中，啮合密封容积逐渐增大，形成局部真空，油液在大气压的作用下被吸入空腔。

从而齿轮泵主要结构包括主、从动齿轮、传动轴、泵体和泵前后端盖等，工作原理就是依靠齿轮旋转过程中，相互啮合形成的密封容积变大和变小，实现吸油和排油，齿轮旋转一周，各齿谷均吸排液一次。

3.2 齿轮泵的几何排量和流量

知识框图中对应知识点：基本参数流量几何排量计算、流量脉动、泄漏及解决措施。

（1）基本概念。

几何排量为一个齿轮的轮齿体积和齿谷容积之和。而流量包括瞬态流量和平均流量，液压泵在一段时间内的平均流量也是变化的，称之为流量脉动，通常用流量脉动系数衡量，齿轮泵的缺点之一就是流量脉动较大。通过增大齿数，减小重叠系数和增大刀具压力角可一定程度上减小流量不均匀性。

（2）流量泄漏。

液压泵基本工作原理之一就是密封容积和高低压腔要分开，实际上很难做到理想状态，高压腔和低压腔之间总会因存在间隙而相互连通，进而产生油液泄漏。主要有三种形式的泄漏，即径向泄漏、轴向泄漏和齿面啮合处间隙泄漏，其中轴向泄漏最大，占总泄漏量的70%左右。泄漏量直接导致实际流量与理论流量相比要小，容积效率小于1，减小泄漏的措施通常是采用端面间隙补偿。

3.3 齿轮泵压力和提高措施

知识框图中对应知识点：基本参数压力工作压力范围、困油和径向不平衡力及解决措施、提高工作压力措施。

齿轮泵工作压力一般在2.5～30 MPa左右，属于中低压液压泵。

（1）困油现象。

齿轮转动过程中有时会出现两对轮齿同时进入啮合，造成一部分油液在轮齿形成的密闭腔中无法排出，随着齿轮转动封闭容积减小，被困油液被挤压而压力急剧上升，并从缝隙挤出，同时引起油液发热和造成不平衡负载，封闭容积增大时，又会造成局部真空而出现气穴现象，对齿轮泵稳定运转带来不利影响。

解决措施：在两端盖板上开矩形卸荷槽，卸荷槽之间距离应保证压油腔和吸油腔在任何情况下均不能通过其直接连通。此处可简要介绍无变位标准啮合情况下，两卸荷槽之间的距离计算公式[1]，以使学生加深印象。

（2）径向不平衡力。

因齿轮泵高、低压腔压力不同而存在的压力差称为径向不平衡力，会造成泵体内表面与齿轮齿顶间具有径向间隙，进而引起径向泄漏。

减小径向液压力的措施如下。

（1）合理选择结构参数。

（2）增大吸液口尺寸和减小高压口尺寸。

（3）开径向液压力平衡槽。

（3）提高外啮合泵压力的措施

要提高齿轮泵的压力，最直接的方法就是减小泄漏，也即尽量降低间隙的存在，通常随着使用时间的延长，端面磨损会逐渐增大，如不及时修复或补偿，会因间隙越来越大造成工作压力下降。通常采用浮动轴套或弹性侧板装置自动补偿端面间隙，此处可结合原理图进行介绍，以加深学生印象。

4 结论

《液压传动》课程知识点较多且互相关联，随着教学学时的不断压缩，如何在较短的时间内将众多知识点脉络化，以最简洁的方式讲授给学生至关重要。本文提出框图教学法，也即将知识点用框图的形式系统化、条理化，将抽象、繁杂的知识点用较为直观的框图表现出来，大大降低了课堂教学难度。文中以液压泵中的齿轮泵、叶片泵为例，绘制了对应的知识框图，并介绍了知识框图的用法，为《液压传动》课程教学提供了一个新的思路，对于其它专业课教学也具有一定借鉴作用。

参考文献

[1] 许贤良，王传礼，张军，等.液压传动[M].北京：国防工业出版社，2010.

[2] 许福玲，陈晓明.液压与气压传动[M].北京：机械工业出版社，2000.

液压原理基本知识篇4

【论文摘要】针对目前液压传动课程教学过程中存在的主要问题，本文试图从学生心理、社会需求这一视角出发，大胆进行课程教学改革，寻找一条适合现代教学理念的教学新路子。

    液压传动课程是机电一体化类、机械制造、数控技术等机械相关专业一门重要的专业基础课程。也是机械类各专业课中难度较大的课程之一。对该专业学生而言，动手能力的培养非常重要。如何开展教学活动，让学生实现真正去做，是全面实施素质教育对教学改革提出的要求。因此，本文针对液压传动课程自身特点和教学过程中存在的问题，为提高教学质量，培养学生创新实践能力，从学生心理、社会需求出发，对教学改革作了一些有益的探讨。

    一、目前液压课程教学存在的问题

    (一)内容多，学时少

    使学生能够阅读、设计一个完整的液压传动系统是“液压传动”课程的教学目的。要达到这一教学目标，应对以下内容进行讲解:流体动力学的基本理论、液压元件的结构原理、液压基本回路及液压系统。这些内容前后相关，在教学过程中需通盘考虑，缺一不可。传统教学计划中总教学课时在100学时以上，现在随着教学计划的改革，教学学时已缩减至50学时左右。如何处理好教学学时与教学目标这一矛盾，是该课程教改面临的首要问题。

    (二)学习困难

    液压传动以流体力学为理论基础，概念、原理较抽象，各类元件及传动的原理非常不直观，学生较难理解和掌握。同时，该门课程实践性也较强，教学过程中安排的四个实验项目，绝大多数为验证性实验，实验课上很多学生是“看”实验，而不是“做”实验，即便动手做，也只是动手不动脑，很少去思考为什么要这样做。由此导致学生理论学习困难、应用基本不会的局面。

    二、教学方法探讨

    针对以上液压传动学习过程中存在的问题，如何改变传统的理论授课、集中实验、期终考试的教学方式，以激发学生的学习兴趣，调动学生的学习积极性，让学生在学习过程中把理论和实践结合起来，可进行以下教学改革。

    (一)依据必需、够用原则安排教学内容

    液压传动课程主要由三部分内容组成:流体动力学、液压元件、液压回路。这三部分内容既有自身的特点和知识体系，彼此之间又有一定的内在联系。这就导致学生在学习这门课时产生一种“内容繁杂、知识散乱”的迷茫感觉，课程的知识要领很难把握。如何使学生抓住学习的重点和难点，这是教师在教学中需要面对的难题之一。对此，在课程的理论教学过程中，应坚决贯彻“必需、够用”的原则，在阐述基本概念和基本理论的同时，重点突出其技术的应用和实用，大量删减理论偏深、偏多的推导及证明。在教学内容安排上，一是应打破原有的编排顺序，将流体力学和液压元件基本原理、液压元件原理和液压回路分析等有关内容结合起来讲授，加强知识的连贯性，以利于学生的理解、接受和记忆。二是应重点介绍液压元件作用、基本回路的特性、整机系统的分析等。三是应简要介绍目前新型液压技术。

   (二)依据学生主体原则采取教学措施

    目前，大学液压传动课程教学过程主要以教师授课为主导，而学生的学习主动性不高，这与培养实用型人才的目标相悖。激发学生主体意识的重要手段是激发学生的兴趣，兴趣是推动学生学习的内在力量。因此，课程教学改革应充分考虑学生及社会实际需求，从学生心理需求出发调动学生的学习积极性与主动性，始终贯穿着学生主体原则，改变过去那种“我讲你听”的“满堂灌”的填鸭式教学方法，探讨新的教学模式，提高教学质量与效果。首先，学生自主学习，应先给学生提出些问题及要求，让学生带着问题和要求去自学，培养大学生从书本中获取知识的能力。教师应通过多种途径引导学生从被动地接受中走出来，强化学生的主体意识，激发学生的学习潜能，实现学生的自主学习。教师应让学生懂得教师只是他们的疏导者和助学者。其次，应进行多种方式的理论讲授。在学生自学基础上，教师对课程中每一章节，都应开展重点、难点部分的理论讲授。教师可根据每一章节自身特点，采用多种方式，如液压元件部分采用直观性教学方法，让学生对照实物，学习元件工作原理，组织学生讨论;鼓励学生发表意见，最后由教师总结归纳。这样教师可减少繁琐的简单说教，学生也可得到必要的锻炼。回路部分采用多媒体教学方法，用动画形象生动地表现回路的中液压油的流动方向，执行元件的运动等，控制过程一目了然，加上讲解，可收到事半功倍的教学效果。最后，学生自拟实验。液压传动课程是一门实践性很强的专业基础课，学生能否实际运用所学理论知识与实验内容和实验教学方法有关。因此，应结合实验室条件，删除部分验证性实验，同时增加动手型、设计性实验。教师在此类实验中只对学生提出实验内容、实验要求，提供实验设备，由学生根据所学的液压基本理论知识，自己拟定实验方案、实验步骤，选配相应液压元件，连接液压回路，并独立操作，自行发现并解决问题。这样，就能为学生创造主动思考和主动参与的机会，从而培养学生独立分析问题、解决问题的能力。

液压原理基本知识篇5

关键词：项目教学法 液压与气压传动 教学改革

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2017）03-0124-01

《液压与气压传动》课程主要是研究液压与气动技术一般规律与实际应用的一门学科，是中职机电类R档囊幻胖匾基础课程，与生产实际联系十分紧密，对中职学生知识、能力以及专业素养的培养和提高有着积极的推动作用。中职学校开设《液压与气压传动》课程，不仅能让学生学到有关液压和气压的专业知识，对学生在安装、维护、调试液压和气压控制元件等方面的动手能力有着促进作用。长期以来，该课程的教学常以教师“教”为中心，强调的是理论知识而忽略了对学生实践能力的培养，没有达到中职教学的根本目的。因此，本文提出基于项目教学法的《液压与气压传动》课程教学改革的探索与研究。

一、中职学生学习状况分析

1.学生自身原因

大部分中职生从小没有得到父母充分的关注和适当的教育，学习跟不上其他同学，长期被人忽视，甚至有些经常得到父母、老师和同学的斥责、蔑视。渐渐地他们对自己的学业没有了信心，甚至对学习产生了抵触的心理。长此以往，导致学习能力越来越弱，学习停滞不前。中职生在进入职业学校后需要学习专业知识，知识难度突然增大，虽然有部分学生在入学时立志认真学习，但随着学习的深入，信心也在逐渐消失。这就是中职学生学习热情不高，上课时纪律差，注意力不够集中，对考试无动于衷的原因。

2.教师和学校的原因

传统课堂教学以填鸭式教学为主，忽视学生的主动性培养。《液压与气压传动》课堂教学大多是以教师讲授理论为主，学生被动地听，对部分较难理解的液压元件的结构和工作原理，仅仅以挂图或模型说明。另一方面，中职学校实验设备的购买力有限，导致了很多专业课程只能纸上谈兵，无法进行实践教学。种种原因导致教学方法及手段枯燥无味，极大地挫伤了学生的学习积极性，使学生渐渐失去学习兴趣，教学效果极差。

二、项目教学法在中职教学中的实际意义

项目教学法率先在德国提出，在提出之初就是用于德国的职业教育，主要方法就是教学中以师生共同参与到完整项目的工作中为基本形式，对学生进行教学，是利用“项目导向，任务驱动”的基本原理实现学习目标。经过后人的不断改进，项目教学法又被赋予了不同的时代色彩而发生了一系列变化，但其基本核心并没有变。我国根据中职学生的学习现状，对项目教学法进行了一些改进，采取以示范项目的形式，将教学中涉及的相关知识点融入项目的整个工作流程中，并把学生放置到这一虚拟的项目工作环境中，从而来完成知识从理论到实践的迁移，帮助学生在讨论合作中实现知识的巩固掌握和技能的获得，突破了课堂和社会生产之间存在界限，建立了二者之间的有效结合，从各方而提升了学生的职业素养，防止学校教学和社会实际生产之间出现脱轨。因而在中职教学尤其是机电类专业的教学中，应用项目教学法意义重大。

三、《液压与气压传动》课程项目教学设计

1.教学内容设计

将教学内容分为四个大项目：一是液压、气压传动的基本原理和系统组成，其中有关流体动力学的公式计算均不讲。该部分重点让学生理解液压、气压传动的原理，掌握系统的组成，以及各组成元件的图形符号。二是液压、气压系统组成元件的结构、分类、工作原理及性能，重点是元件的结构及工作原理。三是液压系统、气压系统基本回路的组成和工作原理。应在掌握液压、气压元件的工作原理和性能的基础上，分析回路工作过程和工作特点，重点掌握基本回路的分析方法。四是对比典型的液压、气压传动系统进行分析，重点让学生掌握液压、气压系统的分析方法。

2.项目化教学实际示例

在讲解液压、气压系统组成元件的内容时，先安排1课时左右的时间让学生进行拆装，并观察元件的结构，绘制所拆装元件的结构简图，若时间充裕同学之间可进行讨论，这此项目完成后，教师边提问、边引导学生学习有关的结构、工作原理。此外还可以通过此项目的设计，引导学生独立思考，举一反三，培养学生的创新思维。例如，在讲溢流阀、顺序阀和减压阀的结构和功能时，重点讲解溢流阀，对于顺序阀和减压阀，则以项目任务的形式让学生从基本构造、图形符号、功能特点及应用、进出油口状态及其压力值、内部油路、控制油来源、泄漏形式等方面对它们进行对比并填写相应表格，教师再进行讲解，最后学生提交项目报告。又如，液压与气压传动的原理和系统组成非常相似，因此我将授课内容的重点放在了液压上面，同时按小组给学生布置了气压传动原理的项目作业，让学生将气压传动与液压传动进行比较并讨论、归纳不同之处，并上交项目报告，在时间充裕的情况下，我还会安排学生上台来讲解自己的项目结果，其他学生补充。

四、实施项目化教学对教师提出更高的要求

项目教学法是师生通过共同实施一个完整的“项目”工作而进行的教学活动，这就要求教师在项目准备上要花大量的时间和精力，在项目实施过程中能够准确引导学生按照项目要求完成任务，在项目评价时能及时发现学生在团队合作中的闪光点。这些对教师的教学都提出了更高的要求。

实践表明在中职《液压与气压传动》课程教学中采用项目教学法，能够有效激发学生的学习潜能，帮助学生在获得理论知识的同时，逐步提高自己的动手能力、应用能力，并通过小组合作的方式提高学生的协调、协作能力，全方位地提高学生的专业水平、职业素养，帮助学生为以后的就业打下良好的基础。学生学习效果的改善证明了《液压与气压传动》课程项目化教学改革的思路和方向是正确的，在今后的教学过程中应不断的完善项目化教学方法和提高人才培养质量。

参考文献

[1]兰建设.液压与气压传动[M].北京：高等教育出版社.2010.1

液压原理基本知识篇6

关键词：FluidSIM软件；液压传动系统；仿真实训教学

中图分类号：G712 文献标识码：A 文章编号：1672-5727（2013）02-0168-03

液压传动系统仿真实训教学的目的及意义

《液压与气压传动》是一门集机械原理、机械设计、流体力学、检测技术和自动控制等多方面知识于一体的综合性课程，相关技术在机床、工程机械、交通运输、冶金机械、农业机械、塑料机械、锻压机械、航空、航天、兵器、石油与煤炭等许多领域应用相当广泛。故该课程是机械类专业一门极其重要的专业基础课，且其实践性很强，旨在培养学生具有读懂一般机械液压系统原理图，并且独立运用所学知识综合分析和解决工程实际中机电液控制系统、液压与气动等相关问题的能力，以及设计中等复杂程度以下液压系统的能力。但基本概念难以理解、元件结构复杂、系统工作过程抽象等，一直是这门课程教学的难题。实践教学则一般停留在演示性和验证性实验上，很难构建新的回路，具有一定的局限性和欠缺。基于FluidSIM软件的仿真实训教学可以帮助解决这一系列问题。

FluidSIM软件内置各种标准液压、气动、电气等元件库，具有方便快捷的绘图、设计功能和先进的机电液控制系统仿真功能。在实践教学中应用FluidSIM软件对回路进行模拟运行和检验，能使学生清晰地了解各元件在回路各个运动阶段的工作过程，加深对元件和回路原理的理解。利用FluidSIM软件对液压回路及控制系统进行仿真实验，使机械、液压、电气有机结合，能进一步加深学生对机电液控制系统的理解，并使学生能灵活地运用已经掌握的知识分析和解决实际问题。FluidSIM仿真软件使用独立的液压及控制元件，很容易连接成不同的液压控制回路。对这些元件不同的组合，可以得到不同回路，学生可以方便快捷地搭建各类电、液控制回路，能激发学生的创新意识，培养学生整体构思设计能力和综合运用知识的能力。FluidSIM仿真软件还可对系统进行准确的动作和工作参数的模拟及测试，可以真实地反映、模拟现场实际，为设备的维护、故障分析提供依据。

液压传动系统仿真实训的设计思路

所设计的仿真实训内容呈现出不同的层次梯度：从基础到提高；从基本元件认识、简单回路连接到复杂控制回路联动；从液压回路的单模块到机械、电气、PLC、液压集成的综合模块，从功能演示、原理验证、操作互动到探索实验、自我设计。进而从让学生能掌握扎实的基础知识，独立运用所学知识分析和解决问题，到按照要求设计出符合实际工况的一般中等复杂程度的机电液控制回路。

加强学生对液压传动系统的组成、工作过程和特点的理解和各液压元件结构、原理、工作性能、连接方式和功用的认知，以及对仿真软件的安装与搭建液压回路的基本操作方法的学习，由仿真实训指导书和仿真实训报告书中的实训报告要求体现。分析液压系统原理图，深度理解液压控制阀在液压基本回路中所起的作用，解读系统工作过程和状态；在同一动作要求下发散思维，修改元件的组合或电气控制程序，设计出不同的液压回路；根据工况要求，设置简单的PLC控制程序，使用常见的液压元件、电气元件等元器件进行设计、搭建各类电液控制回路，这些由仿真实训指导书和仿真实训报告书中的思考题、选做思考题体现。选做思考题由教师根据实际教学情况选定，供有兴趣的学生选做。所设计的思考题要有很大的自由度，课堂考核标准应具有一定的灵活性，学生根据自己的理解和想法搭建出合理的控制回路，所得结果只要理由充分、设计合理、考虑全面都应取得较好成绩。

液压传动系统仿真实训的内容

我们当前设计的基于FluidSIM软件的液压传动系统仿真实训包括8个单元，最后一个单元为仿真实训考核。实训时间为4周。具体内容如表1所示。

仿真实训项目的实施

根据以上仿真实训项目的设计内容和思路，对实训课的上课方法、情景设置等都做了一些调整，并将课堂考核融入到实训项目的实施过程中，提高学生的完成能力。以实训五“差动连接回路”项目为例，其实施过程如下：

（一）教师借助仿真状态图，演示差动连接回路使液压缸快速运动的工作原理

如图1（a）和图1（b）所示，当液压缸活塞没有触碰到行程开关S1时，电磁阀处中位工作，液压泵输出的液压油同时与液压缸的左右两腔相通，回路呈差动连接状态；当触碰到行程开关S1时，电磁阀处左位工作，液压缸左腔进油，右腔回油，活塞杆继续伸出；当触碰到行程开关S1时，电磁阀处右位工作，活塞杆缩回。由液压缸的仿真状态图图1（c）可以很清楚地看到，液压缸伸出的过程中，其差动连接阶段的位移曲线斜率明显大于非差动连接阶段，充分说明了在不增加泵流量的前提下增加了供给无杆腔的油液量，使活塞快速向右运动。

（二）在教师引导下，学生在FluidSIM仿真软件界面中搭建满足工况要求的差动连接回路

工况要求提出由行程控制液压缸动作：快进—工进—快退，如图2（a）所示，速回路实现工进；采用换向阀实现快退。再进一步考虑用行程开关控制电磁换向阀实现快进和工进的换接，以及工进和快退的换接。原理图设计如图2（b）所示。

（三）根据PLC控制电路知识，完成液压缸动作编程

学生通过系统原理图和液压缸的动作，得出电磁铁的动作顺序，如图2（c）所示，再综合以前所学PLC知识进行编程。其程序如图2（d）所示。

（四）根据PLC程序选择和连接电气元件，其电气控制原理图如图2（e）所示，完成由行程开关控制的液压缸动作。然后进行仿真调试，检验系统工作是否满足工况要求，液压缸的仿真状态图如图2（f）所示。

从设计搭建回路到编程到仿真完成液压缸动作，教师起引导作用，学生有较大自由度。学生可以提出自己的想法和方案，采用仿真调试的手段来验证，并记录在报告中。课下将仿真实训报告书上交，教师记分作为实训平时成绩。

（五）教师引导学生在课堂上通过搭建回路，对其仿真、分析、调试，完成实训报告中的发散型和设计型思考题，并根据学生的完成情况当堂打分，作为课堂考核的平时成绩

思考题如下：（1）M型中位机能的三位四通电磁换向阀在该回路中起何作用？采用O型中位机能的三位四通电磁换向阀是否可行？为什么？（2）该系统中，二位三通电磁换向阀可以用两位两通电磁阀代替吗？如果可以，绘制回路图。（3）该系统中，若将二位三通电磁换向阀换为二位三通机动换向阀，液压缸动作是否能满足工况要求？PLC控制程序须如何修改？（4）若采用P行中位机能的三位四通电磁换向阀实现差动连接，要求工况动作不变，若可行，绘制回路图，给出PLC控制程序或电气原理图。（5）试设计一个回路能满足该工况要求，请绘制系统原理图，给出PLC控制程序梯形图或电气原理图。此题由教师根据实际教学情况选定，由有兴趣的学生选做。

仿真实训项目实施效果

FluidSIM软件信息量大、内容新颖、功能齐全。在仿真实训项目的实施过程中，教师可以很好地将专业理论和实践相结合，不仅增强学生的感性认识和学习兴趣，而且增加学生实践和动手的机会。其先进的仿真功能，直观、逼真的仿真效果，能加快学生对液压元件、液压基本回路、简单的机电液一体化系统的理解速度，进而提高学生的学习质量。利用软件对液压与气动回路及控制系统进行仿真实验，能使机械结构和传动、液压气动技术、可编程控制器等知识有机地结合起来。通过为液压系统设置控制电路，学生可以实现综合练习，激发出创新意识，培养整体构思能力。由于加大了平时学习成绩的比例，能提高学生对课程学习过程的重视。实训教学的开展，也促进教师不断学习，在对软件的熟悉、运用和实训项目的设计、实施过程中，教师提高了自身的业务素质。

仿真实训项目方案的进一步优化

在本课程的仿真实训教学的实施过程中，我们也对项目的设计方案和内容进行了思考。仿真实训项目的设计方案、内容可做出更进一步的优化：可改进基础知识呈现的方式方法，使其更具直观性，增强综合实例中各科知识之间的关联性。对学生在认知过程中所提出的想法，教师应循序渐进地引导，要加以肯定，以调动学生的积极性。应考虑增加强化机电液综合模块的选做实训项目和工程实际运用较多较简单的机电液控制系统的例子，简化后作为选做的实训项目，以满足部分兴趣浓厚、有想法、积极性较高的学生。还可将传感器技术、逻辑电路控制技术、计算机控制技术等融入其中，模拟工程实际例子形成综合实训系统，深层次地加强学生对综合知识的运用能力，使学生开拓眼界，拓宽知识面，为日后进一步深入学习、从事专业工作做好铺垫。

参考文献：

[1]白柳，于军.液压传动与气动[M].北京：机械工业出版社，2009.

[2]赵秀华，王秋敏.FESTO实训系统在《液压与气压传动》课程实训教学中的应用[J].机床与液压，2010（22）.

[3]刘军，唐曙光.FESTO培训系统在机电液综合课程设计中的应用[J].现代制造工程，2006（7）.

[4]钱振华.基于FluidSIM的液压与气动课程仿真教学研究[J].液压气动与密封，2009（4）.

[5]张群生.液压传动与气动[M].北京：机械工业出版社，2008.

[6]隋文臣，化雪荟，陈大力.浅谈FluidSIM液压（气动）仿真软件在教学中的应用[J].液压与气动，2007（6）.

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液压原理基本知识篇7

【关键词】液压与气压传动 课程教学 教学改革

【中图分类号】TH137-4；G712 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）19-0015-02

《液压与气压传动》课程是机械类相关专业一门重要的专业技术基础课程，在教学中占有重要的地位。课程不仅理论性强，而且具有很强的实践性，与企业的生产实际联系紧密，对学生的知识和技能培养起着至关重要的作用。为更好的适应现代职业岗位的要求，学生必须掌握液压与气动传动的基础知识和工程应用的相关技能。那如何在有限的教学时间内，让学生学有所成，对教师提出了更高的要求。在多年的教学实践中，通过不断突破传统的教学模式，改革教学方法，调整教学内容，理论联系实际，取得了良好的效果。

一、根据学生现状和培养目标调整课程内容

中职学生普遍存在厌学情绪，学习的自觉性较差，学习热情不高。而另一方面中职教育是一种就业准备教育，是生产一线能够解决实际问题的技术工人，而不是专门从事设计工作的技术人员。因此本课程教学的最终目标是让学生正确理解液压（气压）传动的基本原理，了解液压（气动）元件的结构和性能，掌握在操纵、控制等方面的具体应用，培养学生能读懂典型液压、气动系统图，具有排除简单故障的基本技能。对于相关的设计与计算则很少接触。因此，课程教学内容的设置应以实用、够用、会用为标准，应重点突出实际工程需要的应用型内容，对于教学内容中过繁过深的理论推导、分析和计算内容进行删减，从应用的角度合理调整教学内容。例如：对于教材中液压传动原理及参数这部分内容，其中一些定理、原理及诸多方程式的推导，理论性较强，因此可将其中的内容进行了压缩和删减，只讲解流量、流速、压力几个常用的参数及相应的计算公式，把内容化难为易。

本课程主要内容包括液压传动原理、液压元件（包括执行元件、动力元件、调节控制元件、辅助元件等）、液压基本回路、典型液压传动系统及气压传动简介五部分内容。其中液压传动的学习为重点，而气压传动与液压传动类似，此部分可以简单介绍后学生自主学习。

虽分以上及部分内容，但各部分内容是相互联系的，我们学习液压传动原理和液压元件是为了分析液压回路；而液压回路、液压系统的分析离不开前面的知识。因此教学中可以进行融合。例如在学习液压元件时，不是孤立地去介绍它们的应用、工作原理，而应将这些液压元件放在液压回路中来学习。为此精心选择了几个典型的液压回路作为载体，比如动力滑台液压传动系统、液压机液压系统等。一方面让学生明确该元件在系统中的位置及作用，以及它在系统中的重要性，从而激发学生研究其结构组成、工作原理的兴趣，为下一步系统的安装、调试、使用及故障排除打下良好的基础。另一方面随时培养学生的识图能力，以方便应用。同时在学习过程中还根据需要增加典型液压传动系统实例，使教学内容更多地和生产实践相联系。

二、改革教学方法和手段，充分调动学生的积极性

1）将现代信息技术运用于教学中

现代信息技术的迅速发展为提高学习效率、增强学习效果提供了有效途径。计算机辅助教学已经越来越得到学校的重视和欢迎。图文并茂的多媒体教学既可以对抽象难以理解的内容进行动画、视频演示，方便学生学习，增强学生对知识的吸收，极大调动了学生学习的积极性；又可以提高课堂容量，扩展知识面，提高了教学效率和质量，同时还能解决课时减少的问题。

例如，在学习液压元件时，我们可以通过拆装元件，认识内部结构。而对其工作原理则采用多媒体演示。液压泵的吸油压油，方向控制阀的动作、阀口通断的关系及液体流动方向，压力控制阀如何改变阀口的大小、进出油口的通断，直观形象的动画演示让复杂的分析简单化，变抽象为具体。把元件的工作过程清楚地展示出来，学生易理解且感兴趣，就能更好的应用。

2）联系生活、生产实际，创设问题情境

《液压与气动传动》是一门与生活、生产实际联系密切的课程，从中找到学生感兴趣的实例，创设问题情境，提出问题，进行探究。在此过程中提高学生的学习兴趣，培养分析问题、解决问题的能力，并养成良好的学习习惯。例如，在认识液压传动系统时，我以游乐设施旋转木马为例，设计问题：用什么可以带动其旋转？如果直接带动会怎样？又如何把电机和设备连接？这样做的好处是什么？问题的提出，学生热情高涨，积极参与课堂，他们各组提出方案并加以分析比较，大大提高了教学质量。再比如，在认识液压系统的工作原理及组成时，以磨床工作台液压传动系统为例，创设问题情境，通过观看磨床工作台的运动，引导学生分析其工作原理，并对系统中各元件的作用，所在位置进行思考。从而对一个完整的液压传动系统有一个更明确的认识，对于后面的学习起到事半功倍的作用。

3）仿真软件教学

多媒体演示教学只能反映工作原理及动作过程，如要加深对系统运行过程状态的变化，还可以让学生使用仿真软件动手设计一些简单的回路并且演示其动态过程，这样学生会产生浓厚的学习兴趣，在不知不觉中掌握了相关知识。

4）充分利用实验室，进行实践式教学

实验是学生理解、应用理论知识的重要环节。通过实验让学生探索液压元件的实际应用，设计简单的液压回路，培养学生的安装调试和排除故障的能力。我校拥有液压气动实验室，象液压元件的认识、拆装，回路的连接，性能的验证都可以完成。例如在学习液压基本回路时，在认识基本回路的作用、组成、工作原理的基础上，把学生带到实验室中去，让学生在试验台上连接相应回路，并进行回路性能的验证，以加强对基本回路的认识。同时鼓励学生自己设计回路，先进行模拟演示，再在试验台上验证。通过实验训练，使学生具备利用常见液压元件搭接液压系统回路的能力，初步具备液压回路故障的查找和排除故障的能力。

三、采用不同的教学方式，激发学生的学习兴趣

1）任务驱动，项目引领

课程教学中，有些内容采用任务驱动教学、项目引领，象在讲溢流阀、顺序阀和减压阀的结构和功能时，对于溢流阀要重点讲解，而顺序阀和减压阀，可以项目任务的形式让学生从作用、结构、职能符号、特点及应用、进出油口的状态等方面对它们进行对比并填写相应表格，教师进行对比讲解后，学生提交项目报告书。又如，液压与气压传动原理和系统组成非常相似，授课时重点要放在液压传动部分，同时按小组给学生布置了气压传动原理的项目作业，让学生将两种传动从各个方面进行比较并讨论、归纳不同之处，并上交项目报告。

2）采用“做中学、做中教”一体化的教学方式

将课程实训和理论课程的讲解融合在一起，讲到相关的液压元件就让学生实实在在感受到，让学生去触摸、去观察来提高学生的认知度。例如：讲液压元件的工作原理及其复杂的结构这部分内容时，过去在理论课堂上通过单一的看图学原理和结构，这是很难的，学生也兴趣可言。现在我们在液压实验室，让学生动手拆装这些元件，在拆装过程中学生就会观察各个元件的结构，并且通过思考进一步探索其工作过程和原理，同时在拆装过程中增强了学生的动手能力，这种方式大大激发了学生学习的兴趣，明显提高了学生的学习效果。

四、改革考评方式，综合评价学生

评价是课程改革的一个非常重要的环节，具有检查和激励的作用。但就目前大部分课程评价形式单一、评价内容不全面，大部分课程还是以传统考核方式采用笔试，以期末考试成绩来评价学生的学习。职业教育的目的是培养适应社会经济发展的合格劳动者，那从这个角度来看，课程评价的目的不仅是为了考查学生达到学习目标的程度，更是为了检验和改进学生的课程学习和教师的教学，完善教学过程，从而有效地促进学生的发展。在教学实践中我校是这样进行改革的：

首先学生的学业成绩评价我们主要是侧重过程考核，学生的考核成绩由三部分组成：平时学习表现（出勤、课堂参与度、实验报告及作业等），笔试成绩（期中、期末考试）以及实验、实训操作分。通过这种综合考核，既端正了学生的学习态度、使其重视平时过程中的学习，又注重了学生在学习过程中方法、情感、态度等方面的评价，有利于学生全面素质的提高。

液压原理基本知识篇8

关键词：海洋平台起重机；液压系统；故障查询；

1引言

海洋平台起重机是海上平台的关键设备，因液压故障而停机会给平台生产造成很大的经济损失，严重时甚至制约平台工作人员的正常生活，而对于液压系统系统运行抖动或不平稳等疑难故障却没有足够的时间进行检查及维护。

随着液压系统的规模、功能、复杂程度及自动化水平日益提高，但是由于诸多不可避免的因素，液压系统却难免会出现故障。目前液压故障诊断方法主要有主观诊断法、基于模型诊断和智能诊断技术[1-4]。智能诊断研究主要从两个方面而开展：基于专家系统和基于神经网络的液压系统故障智能诊断技术[5]。基于专家系统的液压故障诊断广泛应用于轧机AGC、机床、组合机床、矿用卡车以及液压泵等液压故障诊断研究[1-8]。上述的方法不能有效适用于海洋平台起重机液压系统故障诊断，均存在着各自的局限性。因此需要针对海上平台起重机存在的故障，分析故障存在的原因，找到故障的症结，并开发出海洋平台起重机液压故障诊断专家系统，对其故障进行诊断，一旦海洋平台起重机遇到突发故障，该故障诊断方法能在短时间内做出分析判断，及时解决海洋平台起重机的液压故障。

2海洋平台起重机液压系统简介

海洋平台起重机主要用于海上固定或浮动的海上油气田钻井或生产平台/船舶上，用以在海上平台甲板内或平台与船舶之间吊运货物或人员。海洋平台起重机具有起升、变幅、回转三个机构，通过三个机构的配合使用完成相关作业，是海洋平台必备设备。海洋平台起重机主要由基座、回转机构、A型架、变幅机构、起升机构、臂架等组成。从图1中可以看出，海洋平台起重机的液压系统可以分解为起升，变幅，回转三个液压系统、一个辅助液压系统和一个应急液压系统。

起升机构和变幅机构都是由液压泵的压力油驱动马达，经过减速机减速增大扭矩带动卷筒转动，实现重物的起升与下降和臂架的变幅。回转机构是由液压泵的压力油驱动马达，经过减速机减速增大扭矩带动臂架等上部组件绕回转支承转动。辅助液压系统，即辅助泵系统，担负向上述三个独立工作液压系统提供补偿油液，从而提供控制油路油压和安全装置控制油压。应急液压系统，即操纵手动泵系统，负责向起升机构提供压力油，实现重物的下放，起到应急作用。

3液压故障知识表达与知识库建立

面向对象的知识表示法是将对象的属性和行为知识及规则知识封装在对象结构中，根据稳定的对象建立知识表达，能很好地适应需求的变化，具有良好的可重复性、可扩展性和可维护性。将面向对象的设计思想引入到故障知识，对故障知识存储、故障诊断推理有着显而易见的重要作用。

如图2所示，将液压系统故障知识中一条具体故障知识分为故障元对象、故障类型、故障部位、故障现象、故障原因、排除方法等六个对象分别表示与存储。故障元对象中的各种标示ID确定了一条故障知识，即该条故障知识的故障类型、部位、现象、原因和排除方法。故障知识各个对象特性可以作为数据库表的字段，并且液压故障知识各对象之间通过自身标示ID与父结点ID构成网状结构。故障现象对象中发生次数特性用来统计故障现象发生概率，即故障现象发生权重大小，便于推理时优先考虑概率大的故障现象，使专家系统更快更准确地推理已发生故障的原因及其排除方法。

按照上述规则对液压故障知识进行表达，故障知识中各个对象结构形式便于SQL server等关系数据库存储。在图3中用字母表示故障知识对象，用带箭头直线表示故障各对象间关系，可以看出故障知识构成网状结构。

4液压故障诊断推理策略

依据知识库中的专家知识，网状结构中回路的特点，如图4所示可以采取正向、反向或混向等方法进行故障诊断的推理，解决实际过程中出现的故障现象，并且提供可行的故障排除方法。

正向推理，由故障现象推理出其故障原因，例如：如液压系统出现A1类型B2部位C1现象，便推理出D1、D2、D4等几条原因；如液压系统同时出现A1类型B2部位C1现象和A2类型B3部位C2现象，便可推理出导致这一系列现象的原因是D2。

同理反向推理，由故障原因推理出其引起的故障现象。混合推理，由用户输入故障现象推理出该现象故障原因，再从这些故障原因中逐条原因反向推理，推理出每条原因引起的故障现象供用户选择，根据用户的选择故障现象再进行正向推理出液压系统相对准确的故障原因以及相应的故障排除方法。

5故障查询系统设计与开发

本系统实现液压系统故障的快速诊断和排除，也可以为海洋平台起重机液压系统的学习和研究提供方便。一旦海上平台起重机遇到突发故障，能在短时间内完成诊断推理，提供维修方案，满足应急维修需要，及时解决海洋平台起重机故障。

由系统方案可以确定系统框架，如图5所示。系统按功能划分为界面操作模块、内核模块、数据库模块和输出模块等四大模块。

系统模块功能如下：

(1) 界面操作模块。界面操作模块是液压故障诊断系统和用户交流的接口，用来整合故障诊断专家系统各个模块，并为用户提供故障知识上传、故障知识管理、信息打印等一系列辅助功能，如图6所示。

(2) 内核模块。内核模块在系统中处于底层位置，主要负责故障诊断推理，解释推理过程，以及系统运行过程中故障知识和信息的处理，主要包括知识处理类、信息预处理类、推理机类及解释机类五部分。

知识处理类，主要负责液压系统故障知识获取、知识验证、故障知识库管理等功能。其中知识获取模块负责将领域内事实性知识和专家经验转化为计算机可识别与推理的形式。知识验证模块在获取故障知识时，用于验证故障知识的有效性和唯一性。知识管理模块主要利用系统设置的管理模式，管理液压领域内知识，对液压故障知识进行补充、修改、删除、提炼。

信息预处理类，主要用于处理界面获取的故障现象信息，以及系统在推理过程中向用户询问信息，从而实现信息简单处理与转化，为系统诊断推理做准备。

推理机类是故障诊断专家系统的核心部分，是系统解决故障问题的核心方法。推理机按照上述推理策略进行推理，通过将系统获取的信息与知识库的规则进行推理与匹配来实现整个诊断推理过程。

解释类，负责向用户解释系统推理过程以及推理结果，使系统具有透明性。

(3) 数据库模块。数据库模块主要包含三个部分，分别为液压故障知识库，故障正向、反向、混合推理策略规则库和动态存储数据库。如图7所示，故障知识库采用SQL Server存储，故障推理策略规则采用XML文件存储。动态存储数据库存放系统推理过程中提取的故障知识，中间结果及最终诊断结果。

(4) 输出模块。作为故障诊断系统最终诊断结果生成模块，主要用于输出最终诊断的故障现象、故障原因、故障诊断结果等文件。输出模块通过将内核模块中解释机经过解释的内容显示到界面模块，并且为用户提供修改、打印故障诊断结果等操作。

6结论

(1) 本文所开发的海洋平台起重机液压故障查询系统可对液压故障进行推理，解释推理过程，并且输出故障查询结果，方便用户操作，对海洋平台起重机液压故障查询具有较好的应用价值。

(2)采用面向对象的思想表达液压故障知识，并且建立故障知识表示模型，以及各对象之间网状结构，便于关系数据库存储液压故障知识和按照面向对象的方法编写液压故障诊断策略。

(3) 采用正向、反向以及混合策略进行液压故障诊断推理，尤其在混合推理过程中，诊断专家系统与用户进行交互询问操作，根据用户输入不同故障现象信息进行推理，推理出相应的故障原因以及故障推理策略。

参考文献：

[1] 虞军胜.轧机液压AGC系统故障智能诊断的研究[D].武汉科技大学,2006.

[2] 周汝胜,焦宗夏,王少萍.液压系统故障诊断技术的研究现状与发展趋势[J].机械工程学报,2006,42(9)：6-14

[3] 简小刚,张艳伟,冯跃.工程机械故障诊断技术的研究现状与发展趋势[J]. 中国工程机械学报, 2005,3(4):445-449

[4] 周宏林.液压系统故障智能诊断技术的研究与发展[J].机械制造与自动化,2004(2):16- 18.

[5] 曾良才.板带轧机液压AGC综合测试系统及故障诊断研究[D].武汉理工大学.2005.

[6] ZHOU Ruixiang,LIN Tingqi,et al.Fault diagnosis of airplane hydraulic pump[C],Proceedings of the 4th World Congress on Intelligent Control and Automation, Ak,2002(4):3150-3152.

[7] TAN Hongzhou, SEPEHRI N.Parametric fault diagnosis for electro-hydraulic cylinder drive units [J].

IEEE Trans onIndustrial Electronics,2002,9,96-106.

[8] 杨宇.组合机床液压系统故障诊断专家系统研究[D].武汉理工大学.2008.

[9] 陈阳国,曾良才,吕敏建.基于AMESmi的液压位置伺服系统故障仿真[J].机床与液压,2007,35(9)：215-219

液压原理基本知识篇9

【关键词】基于工作过程；学习情境；理实一体化；课程考核

“液压与气动技术”不仅是高职高专机械类及机电类有关专业的一门专业必修课，而且也是一门能直接用于工程实际的技术学科，该课程主要研究液压与气动元件的结构原理、回路功能及用途、常见故障与处理方法，培养学生分析解决一般机电设备液压气动系统常见问题的能力。液压与气动技术广泛用于航空、冶金、船舶、石化、造纸、汽车、工程机械、压力机械、纺织、食品加工等专业领域，这些行业对液压岗位高技能人才的需求量非常大。

1改革前“液压与气动技术”课程教学存在的主要问题

改革前该课程教学存在的主要问题是：①沿用几十年的液压与气动的课程体系，先讲液压传动基础知识，介绍液压元件、液压回路，然后讲气动基础知识，介绍气动元件、气动回路，最后介绍液压与气动技术的应用，这样学生在学习过程中难以理解课程，容易出现知识链的断接；②理论与实际脱节，学生在课堂学习理论知识，然后到实验室做一些验证实验，他们会感觉课程枯燥乏味，丧失学习动力和兴趣，存在着理论教学和实践教学严重脱节的弊端，从而影响了教学效果；③该课程所学的知识与生产实际紧密结合不够，学生到工作岗位后会觉得无法很快适应岗位需求。

2基于工作过程导向的课程教学改革思路

基于工作过程的课程与课程开发的提出是源于由姜大源教授任组长的全国教育“十五”规划教育部重点课题《当代德国职业教育主流思想研究》。基于工作过程导向的课程与开发就是：根据工作过程寻找典型的工作任务，从而确定学习领域，并且进行学习情境设计和项目教学。根据专业的工作过程寻找本专业典型的工作任务，然后确定本专业的各个学习领域。

“液压与气动技术”是高职高专机械类及机电类有关专业的一个学习领域。本学习领域确定七个学习情境，分别是：液压油的选用、动力源的选用与维护、换向回路的构建与维护、调压回路的构建与维护、调速回路的构建与维护、其它回路的构建与维护、机床液压气动回路的维护。学习情境的设计要体现本学习领域标准的特色与设计思想，要突出“工作过程导向”的理念，将职业工作作为一个整体化的行为过程进行分析，将知识点和技能点有机地联系起来。学习情境内容的选择要体现先进性、实用性、趣味性和可操作性。本课程的改革要突出工学结合、能力本位，实现“教—学—做”一体化、理实一体化的教学原则。本课程最好在理实一体化的教室授课。

在教学内容的安排上将液压与气动技术编排在一起，便于对比学习；同时按工作任务设计项目教学，例如换向回路的构建与维护这个学习情境是先介绍液压与气动换向元件的结构使用，接着让学生拆装液压与气动元件，熟悉其维护保养要领，然后教师讲授液压与气动换向回路基本知识，学生自己设计液压与气动换向回路，最后学生在液压、气动综合实训台上构建液压与气动换向回路。通过这样一个学习实训过程，学生基本掌握液压与气动换向回路的构建和维护技能。

3学习情境设计实例

以换向回路构建与维护这个学习情境为例，介绍学习情境的设计内容。

学习情境3：换向回路的构建与维护学时： 121.学习目标

使学生会拆卸液压、气动换向阀，知道阀的接口、参数；

会拆卸液压缸、气缸、液马达、气马达；能看懂液压换向回路、

气动换向回路安装图，并在试验台上用油管、气管连接；

会对换向回路进行维护。培养学生再学习的能力，自我管理能力；

做计划的能力及评价能力2.教学方法建议

①项目法；②引导问题教学法；③案例教学法3.教学实施工作

过程工作任务教学组织学时资讯了解工作背景，

明确项目工作任务熟悉任务：提出资讯建议，提供

获取资讯的方法与途径信息。1决策熟悉各种换向回路，

熟悉组成各种换向回路

液压、气动元件；

熟悉各种执行元件；

了解各种连接方法。公布项目任务，学生分组，

明确分工；重视回路构成

分析，注意液压、

气动元件的正确安装、

连接方法，防止损坏元件。2.5计划制定构建液压、

气动换向回路的流程；

确定使用的元件、动力源。老师提供指导意见：

学生通过查资料，

比较表达方案选优；

绘回路图细节提示。3实施绘制换向回路图；

选择所需元件；确定

各元件的参数；在试验台上

构建换向回路；学生互检；

教师检查；回路运行。老师提供案例：注意

设计的规范性，考察学生

从液压、气动元件到回路构建

表达的迁移能力，关注质量

意识考察，作好相应记录。4.5检查对回路的构成方式进行认真

检查；同时检查元件参数

选用是否合适；技术文档归档。自检与老师检查结合；教师提

出设计过程中的成功和不足，

团队分析原因，教师点评。0.5评估自评；互评；教师总体评价。评估项目质量：

提出优化意见，教师点评。0.54.对象

液压泵、气源装置、各种换向阀、液压缸、

气动缸、液马达、快换油管、气管、台架等。5.工具

换向回路原理图、《液压与气动元件手册》等常用工具书；

拆装工具等；多媒体设备、教学课件。6.教学重点

回路构建时的管路连接。7.考核与评价

采用工作成果评定为主（占60%）、

兼顾团队合作（同学互评）（15%）、

工作态度及工作规范（20%）；

学生自评5%； 评价成绩采用百分制。

4改革教学方法，提高学生学习积极性

结合本课程教学内容的整改，同时改变传统教学方法，在调动学生学习工程力学的积极性和主动性上下功夫。

4.1切实体现以学生为主体原则。

在传统教学中，主要是教师按照教材及大纲所规定的内容进行传授，学生则被动的学，基本上是“满堂灌”或“填鸭式”的教与学。对于实践性很强的“液压与气动技术”这门课程，传统教学方法基本无法调动学生学习的主动性，也就比较难保证最终的教学效果，学生学习的书本知识在生产实际中作用不大。

在教学中打破传统教学中以教师为主体的现状，教与学的关系中，教是服务与学生学的，所以教师教不应该成为教学的主体。教师可以利用基于工作过程导向下的情境式教学内容的安排，从学生的毕业后就业岗位需求出发，想学生所需，学生就业岗位需要学什么内容，不需要什么内容。如果我们在备课时考虑到这些，那么课上就不可能滔滔不绝、长篇大论地去讲述和推导什么液体力学中的相关理论知识和复杂的液力学公式，就不会将自身的教置于教学中的主体地位。教师只有在教学把握住以学生为主体，才有可能提高学生学习“液压与气动技术”这门课程的主动性和积极性，从而最终提高本课程的教学效果。当然这就需要任课教师有丰富的生产实际经验，要经过大量的走访、调查。

4.2引导学生的参与到课程的教学中去。

在教学中若教师只是一味地给学生灌输自认为重要的知识，就是再博学的教师授课也会使学生厌倦，教师要根据教学情境的需要适时地让学生参与到教学中去，这样学生的积极性才能充分地调动起来。例如在“液压油的选用”教学情境教学中，教师只讲授液压油的基本知识，设定工作条件，将学生分成8组，然后让每个小组讨论决定选用什么类型、牌号的液压油，到市场询价，最后分组写成报告，各组在课堂回报。通过这样的学习过程，学生的学习积极性大大提高，对这个情境的内容掌握的就比较好了。

4.3合理利用各种现代化教学手段。

合理利用各种现代化教学手段对于改革后的“液压与气动技术”的教学辅助的作用是巨大的。在每个情境的教学上，能否充分调动学生学习主动性和积极性，很大程度上取决于教师对本情境中的工程实例的初次描述上。如果是通过教师讲述简简单单地表达出来的，就不容易引起学生的学习兴趣，对激发学生学习主动性和积极性并不利。相反如果利用多媒体的图影来描述工程实例，利用实际视频增强学生身临其境的感受，同时还可以播放由设计缺陷导致灾难性后果的相关影视，这样就可以极大地吸引学生们的眼球，在他们的记忆中产生深刻的印象。如此的教学安排，不仅可以激发学生学习本情境内容的积极性，同时也很好地教育了学生今后从事液压与气动系统设计工作时应具备高度责任感。

教师结合相关计算机软件模拟工程实际问题，由动画的方式展现给大家。比如液压回路中的液压油的流动路线的内容过去对大部分学生来说，由于无法直观展示，实验时又无法观察，但通过计算机制作成动画后，很容易表现液压油的进油路线和回油路线，而且还可以与换向阀等元件的动作联系在一起，本来很难弄懂的知识现在学生比较容易的理解。

5改革考核方式，综合评价学生

原来的课程考核方式是平时考核加期末考核，这样考核的最大缺点是对学生的学习过程没有给给予重视，而且对实训部分考核不充分。改革考核方式主要是侧重学生学习过程考核。改革后本课程评价可采用对每个学习情境进行考核，具体考核方式为工作（实训）成果评定为主（占60%）、兼顾团队合作（同学互评）（15%）、工作态度及工作规范（20%）；学生自评5%； 评价成绩采用百分制。最后七个学习情境的得分进行平均就是学生本课程的成绩。经过2年的实施结果证明：该考核更加客观真实地评价出学生对该门课程的学习情况和知识掌握情况，加强了学习过程的考核，全面地反映学生应用该课程知识解决实际问题的能力，让更多的学生发挥出个人的潜能。克服了单纯的理论考试反应学生成绩的片面性，避免了出现高分低能情况。

高职高专“液压与气动技术”的教学改革是一项长期的、复杂的的工作。本文的改革措施在实际教学中已取得了良好的效果，希望能给同课程的教师在教学改革上起到抛砖引玉的作用，同时也希望不同学校的教师多加强交流，在改革中不断总结和累积经验，使本课程的职业教学体系得到完善。参考文献

[1]李玉军.《液压与气动技术》课程教学实践[J].甘肃科技，2011，（3）

液压原理基本知识篇10

先由学生看课本再现知识，再有针对性的选择习题，以点代面，突破学生的薄弱点，教材中的难点。完善学生物理知识结构，使前后知识联系起来，形成网络化，便于学生记忆。一般性的考点通过练习再现，重点、难点以例题形式出现。如对力学中的难点《浮力》的复习，首先要深化对浮力公式的理解，F浮=ρ液gV排中,ρ液不是物体的密度，是物体所浸入的液体密度，V排也不是物体的体积，是物体浸在液体中的体积，只有物体完全浸没时，V排才等于V物。其次举例分析，包括阿基米德原理的应用，用弹簧称二次称重法测物体所受浮力，漂浮物体的计算等，最后对浮力与压强，简单机械有联系的简单的综合题也要涉及一些，这样既让学生尽早接触综合练习又能加强基础知识的记忆。

（二）把握重点，专题复习。

（三）针对考点，强化训练。

（四）以学生为主体，坚持精讲巧练的教学模式。采用精讲巧练的课堂教学模式，主要是通过学生的思考和练习，去感知知识，获取知识，发现疑难并提出，教师针对学生发现的疑问去精讲点拨。这样既节约了时间，又提高了效率。

三、复习安排

1、第8章力

（1）力的概念及力的作用效果

（2）怎样表示力和怎样测量力

（3）知道什么是重力，重力的方向是竖直向下的

（4）重力和质量关系

（5）知道磨擦的现象，知道滑动磨擦力的大小与哪些因素有关，知道滚动磨擦。

（6）知道增大和减小磨擦的方法

2、第9章力和运动

（1）知道牛顿第一定律，知道什么是惯性，会用惯性的知识解释现象。

（2）知道什么是二力平衡和二力平衡的条件，会用二力平衡的知识分析、解决简单问题。 中国教育查字典语文网

（3）理解什么是合力，掌握用一直线上二力的合成，知道物体在非平衡力作用下运动状态是变化的。

3、第10章压强

（1）理解压力的概念，懂得压力垂直于受力面以及压力和重力的区别

（2）掌握压强的概念，压强的公式和单位，能灵活运用压强知识进行有关计算。 （1）知道液体压强的原因

（2）知道液体压强与哪些因素有关，知道液体压强知识在生产和生活中应用，学会对液体压强的计算

5、10.3连通器及其应用

（1）常识性了解连通器及其原理

（2）了解连通器的应用实例，船闸的作用和工作过程。

6、10.4大气压强

（1）了解大气压强产生的原因，知道托里拆利实验及标准，大气压的大小，了解气压计

（2）知识大气压随高度的增加而减小。

（3）知道液体的沸点随大气压减小而降低，随大气压增大而升高。

7、浮力

（1）知道浮力产生的原因

（2）阿基米德原理，知道阿基米德原理

（3）理解物体的浮沉条件，知道轮船、气球、飞艇、潜水艇的浮沉原理

8、简单机械

（1）研究杠杆的平衡条件及杠杆的作用、理解力臂的概念，理解杠杆的平衡条件。

（2）知道定滑轮、动滑轮、滑轮组的作用，会组装简单的滑轮组。

9、功

（1）理解做功的两个必要因素，理解功的计算公式。

（2）知道功的原理。