探讨FluidSIM软件在液压与气动技术课程中的应用

陈玉芳，周登发

[摘 要] 液压与气动技术在很多高校的机械类专业中已經把其作为一门专业基础课程来设置。教师在课堂中讲解这门课时多以理论讲授、实物展示为主，但因各液压与气动元件结构比较复杂，系统工作过程也比较抽象，实践针对性强，学生难以接受。FluidSIM仿真软件的引入刚好可以在理论讲解与实训课程之间起到一个中间枢纽作用。

[关 键 词] FluidSIM仿真软件；液压与气动；实训

[中图分类号] G712 [文献标志码] A [文章编号] 2096-0603（2018）08-0265-01

液压传动与气压传动技术是在液体静力学帕斯卡原理的基础上发展起来的一门新兴技术。特别是第一次世界大战以后，液压技术发展迅猛，逐渐渗透到各个行业。液压系统主要由动力元件、执行元件、控制元件、辅助元件、工作介质等组成。图1是一个简单磨床的液压传动系统原理图。

一、教学过程中存在的问题

（一）液压技术在新领域的应用

近年来，液压技术也随着我国经济转型升级在很多新的领域有了应用。在新经济形势下，教师要用持续发展的眼光去看待问题、学习新的知识、传授知识。这就要求教师积极地学习新知识、新技术。怎样把新知识、新技术直观生动地在课堂中展示出来，这将是我们面临的一个挑战。

（二）液压与气动技术这门课本身的特点

这几年的教学改革，导致液压与气动技术这门课的课时缩减了不少，这就考验我们怎样在有效的时间内高效率地讲解知识点并且还得保证学生的接受程度。液压元件本身结构较复杂，讲解时比较枯燥乏味。而把FLuidSIM仿真软件引入课堂，则可以非常直观生动地展示液压系统的工作过程，并且所用液压元件在该软件中都有对应的实物解剖图，讲解过程中便于学生理解，拉近了该门课程理论与实训之间的距离。

二、FluidSIM仿真软件在教学中的应用

（一）FluidSIM仿真软件简介

FluidSIM是由德国Festo公司和Paderborn大学共同开发的一款教学软件，该软件主要用于液压与气压传动课程的教学，操作界面和一般的绘图软件类似。如，设计好电气—液压回路图，则可以进行模拟仿真操作，回路原理一目了然，可以达到直观生动的效果。另外，通过该软件的教学模块，教师可以找到相应的教学素材，在回路仿真的过程中把相应的实物图展示出来。

（二）教学案例的应用

在液压技术中，方向控制回路是利用各种方向控制阀来控制压力油液的流向与通断，从而实现对液压执行元件启动、换向与停止的控制。

图2是一个双作用液压缸的换向回路，图中左侧是液压回路，右侧是电气回路，回路中用到的换向阀是三位四通电磁换向阀，其中位机能属于M型。整个工作过程分析如图3。

按下动合按钮SB1，继电器K1得电，同时2、3号线上的常开触点K1闭合，而4号线上的常闭触点K1断开。整个过程是继电器K1得电自锁，电磁铁1Y1得电，电磁换向阀工作在左位，压力油经过换向阀进入液压缸的左腔推动活塞向右移动，液压缸右腔的油液通过换向阀流回油箱。整个工作过程如图3所示，加粗的线路代表有压力油和电流通过。

按下动合按钮SB2，继电器K2得电，同时5、6号线上的常开触点K2闭合，而1号线上的常闭触点K2断开。整个过程是继电器K2得电并自锁，继电器K1失电，电磁铁1Y1失电，电磁铁1Y2得电，电磁换向阀工作在右位，压力油经过换向阀进入液压缸的右腔推动活塞向左移动，液压缸左腔的油液通过换向阀流回油箱。整个工作工程如图4所示，加粗的线路代表有压力油和电流通过。

按下动断按钮SB3，继电器K1、K2都处于失电状态，电磁铁1Y1、1Y2都处于不工作状态，电磁换向阀此时处于中位，液压缸处于锁紧状态，压力油经过换向阀中位直接流回油箱，液压泵处于卸荷状态。M型电磁换向阀处于中位是由于双作用液压缸左右两腔都充满油液，所以从静止到启动较平稳，但换向冲击大。

综上所述，课堂中引入FluidSIM仿真软件，能非常直观形象地把液压—电气回路的工作原理及过程呈现在学生面前，能真正让知识在课堂中动起来，能激发起学生的学习兴趣，也让其在理论知识与实训课程之间起到中间枢纽作用，大大缩短了理论与实训课之间的距离。

参考文献：

[1]廖友军，余金伟.液压传动与气动技术[M].北京邮电大学出版社，2014.

[2]郑治国，陈波.液压与气动[M].吉林大学出版社，2009.