基于企業(yè)實例的液壓回路實驗教學(xué)導(dǎo)入與任務(wù)設(shè)計

張明軍

摘 要：本文結(jié)合液壓回路實驗的教學(xué)特點和技工學(xué)校學(xué)生的實際需求，以企業(yè)主機產(chǎn)品為載體，深化工學(xué)結(jié)合，對液壓回路實驗教學(xué)的導(dǎo)入與任務(wù)設(shè)計進行了詳細的闡述，旨在通過巧妙的導(dǎo)入和精心的任務(wù)設(shè)計，增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高課堂教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：液壓回路實驗 課堂教學(xué) 導(dǎo)入方法 任務(wù)設(shè)計

課堂導(dǎo)入和任務(wù)設(shè)計是一體化課堂教學(xué)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是課堂教學(xué)的重要組成部分。導(dǎo)入得好，任務(wù)設(shè)計巧妙，便能充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，體現(xiàn)學(xué)生的主體地位，也必能打造精彩高效課堂。筆者以液壓回路實驗中的平衡回路等三個代表性的回路實驗為例，進行導(dǎo)入和任務(wù)設(shè)計，僅供各位同仁參考。

一、平衡回路實驗的導(dǎo)入與任務(wù)設(shè)計

1.導(dǎo)入設(shè)計

平衡回路在起重設(shè)備上經(jīng)常使用，故該實驗可以從汽車起重機如何吊起重物、如何落放重物的角度導(dǎo)入。例如，教師可以先提問起重機上的重物是如何下落的，然后介紹重物下落的兩種方式，即落卷揚或落變幅，從而引出重物的下落是靠液壓油來推動的。接著，教師讓學(xué)生們思考重物落下的時候怎樣避免自由落體，以防發(fā)生危險。在學(xué)生們意識到危險并進行表達的時候，教師可順勢對其進行表揚，并提出對于汽車起重機而言，這也是最需要注意的事情，然后再提問同學(xué)們?nèi)绾谓鉀Q。在學(xué)生提出相應(yīng)解決措施后，教師便可引出今天的課題：“這就是我們今天要研究的平衡回路?！?/p>

2.任務(wù)設(shè)計

任務(wù)一：某小型工程機械生產(chǎn)公司準(zhǔn)備生產(chǎn)一種小型汽車起重機，且其工作場合所吊裝重物的質(zhì)量基本上是固定的，不需要經(jīng)常改變吊重，要求價格越便宜越好，準(zhǔn)備讓公司的技術(shù)部門進行設(shè)計。假定你就是這個團隊中的一員，請你設(shè)計一小型汽車起重機變幅油缸平衡回路，要求實現(xiàn)變幅缸靜止→變幅缸下落→變幅缸快速下落→變幅缸運動速度變慢→變幅缸又靜止的動作。

任務(wù)二：某大型工程機械生產(chǎn)公司生產(chǎn)的汽車起重機要滿足全國甚至全世界各類用戶的各種工作場合使用需要，所吊重物也是隨時變化的，因此，不能簡單地使用內(nèi)控式的平衡閥，需要使用能夠根據(jù)負載的變化自動調(diào)節(jié)其回油阻力的外控內(nèi)泄式平衡閥。那么，現(xiàn)在就請你設(shè)計該汽車起重機變幅油缸平衡回路，要求實現(xiàn)變幅缸靜止→變幅缸下落→變幅缸快速下落→變幅缸運動速度變慢→變幅缸又靜止的動作。

二、順序動作回路實驗的導(dǎo)入與任務(wù)設(shè)計

1.導(dǎo)入設(shè)計

對于順序動作回路的學(xué)習(xí)，首先要確定它是由兩個或多個油缸組成的液壓回路，而在此之前學(xué)習(xí)的液壓回路均是由一個油缸組成的，因此可以此為切入點引導(dǎo)同學(xué)們思考在工程機械上是否只是一個油缸在工作，有沒有復(fù)合動作；在有復(fù)合動作的時候，它是順序的，還是同步的，從而引出多缸動作回路。例如，挖掘機、汽車起重機、混凝土泵車等都有好幾個油缸。

順序動作回路的課堂教學(xué)導(dǎo)入，教師應(yīng)抓住最典型的汽車起重機支腿動作過程，輔以工作視頻，并結(jié)合汽車起重機支腿工作的實際工況，讓學(xué)生們思考水平支腿與垂直支腿的工作順序，在學(xué)生們異口同聲地說出答案之后，順勢引出實驗教學(xué)的課題：“很好，這就是我們今天要完成的順序回路實驗?！?/p>

2.任務(wù)設(shè)計

任務(wù)一：某生產(chǎn)農(nóng)用四輪車的小公司瀕臨破產(chǎn)，為此，老總準(zhǔn)備將公司轉(zhuǎn)型，向工程機械方向進軍，基于公司的優(yōu)勢，汽車底盤生產(chǎn)對他們來說沒有問題，準(zhǔn)備生產(chǎn)小型汽車起重機底盤。于是召集技術(shù)部門開會，要求研究設(shè)計類似于某大型汽車起重機底盤的液壓支腿控制系統(tǒng)，并且要求將手柄控制改成電磁閥控制，以體現(xiàn)先進性，增強競爭力。假定學(xué)生們就是這個技術(shù)團隊的成員，請學(xué)生們設(shè)計一個水平垂直雙缸順序動作回路，要求實現(xiàn)水平缸伸出→垂直缸伸出→垂直缸收回→水平缸收回的手動控制順序動作。

任務(wù)二：國內(nèi)某大型汽車起重機公司的一大客戶某大型吊裝公司，致電起重機公司客服中心，反映今年經(jīng)濟開始復(fù)蘇，工程量大，要提高作業(yè)效率，請考慮將數(shù)百臺汽車起重機改成半自動控制，即水平缸伸出后垂直缸自動伸出，工作完畢后，垂直缸收回后水平缸自動收回。起重機公司技術(shù)部門給出回應(yīng)：公司雖有一套方案，但不能更改并說明原因，只能改為電磁閥控制。請學(xué)生們設(shè)計一個水平垂直雙缸順序動作回路，要求實現(xiàn)水平缸伸出→垂直缸伸出→垂直缸收回→水平缸收回的半自動控制順序動作。

任務(wù)三：任務(wù)二中該大型汽車起重機生產(chǎn)公司某個體客戶也遇到了同樣的問題，面對經(jīng)濟的復(fù)蘇，也想提高支腿收放效率，于是也致電該公司客服中心，要求將起重機改成半自動支腿控制，而且要求水平支腿伸出后垂直支腿自動伸出，在收回的時候要求水平垂直支腿同時收回。同樣，該公司技術(shù)部門也給出回應(yīng)：公司針對此問題也有一套方案，但也不能更改并說明原因，只能改為電磁閥控制。故請學(xué)生們完成該公司技術(shù)部門提到的這個方案，實現(xiàn)水平缸伸出→垂直缸伸出→垂直水平油缸同時收回的半自動控制順序動作。

三、快速運動回路實驗的導(dǎo)入與任務(wù)設(shè)計

1.導(dǎo)入設(shè)計

快速運動回路最常用的兩種形式為差動連接快速運動回路和雙泵供油快速運動回路。

差動連接快速運動回路主要是應(yīng)用于快速行程比較短的場合，因此，可以以企業(yè)機加工設(shè)備中最為常見的牛頭刨床為例，先讓學(xué)生們思考刨床的工作過程，即前進、加工、退回的動作，然后，請學(xué)生們思考刨刀在接觸到工件之前如何提高工作效率。在學(xué)生提出在空行程中運動得快一點的時候，便可引出這是今天將要完成的第一個工作任務(wù)，即差動連接快速運動回路。

對于雙泵供油快速運動回路的導(dǎo)入，可以接著上一任務(wù)提出，差動連接快速運動回路只能解決短行程的控制，還有某些場合需要長時間進行快速運動，從而引導(dǎo)學(xué)生們想象汽車起重機正在起吊重物的場景。請學(xué)生們思考，在沒有伸縮和變幅，只有起落的情況下如何使卷揚的運動速度加快。在學(xué)生們提出把伸變油液供給卷揚機的時候，教師順勢引出今天的課題：“這就是我們今天要學(xué)習(xí)的第二種快速運動回路，即雙泵供油快速運動回路?！?/p>

2.任務(wù)設(shè)計

任務(wù)一：請學(xué)生們改進牛頭刨床的快速運動回路（用液壓系統(tǒng)來實現(xiàn)，改進牛頭刨床的機械控制往復(fù)工作機構(gòu)），前提條件是只有一個泵，多給一個兩位三通電磁換向閥，即采用差動連接來實現(xiàn)刨刀的快速前進→刨刀的慢速攻進→刨刀的快速退回的控制動作。

任務(wù)二：請學(xué)生們設(shè)計一個汽車起重機起升馬達的雙泵供油快速運動回路，要求實現(xiàn)吊臂在伸縮和變幅過程中，切斷向卷揚機馬達供油，卷揚馬達只由一個泵供油；當(dāng)?shù)醣奂炔簧炜s也不變幅的時候，給出一個電信號，讓雙泵開始合流供給卷揚機系統(tǒng)，實現(xiàn)快速運動。

除了上述的三種液壓回路實驗以外，還有很多常用的回路實驗，如減壓回路實驗、鎖緊回路實驗和調(diào)速回路實驗等，在此不再一一闡述。但無論是哪種回路實驗，只要我們能夠抓住其在實際產(chǎn)品或生產(chǎn)中的應(yīng)用，進行精心和巧妙地導(dǎo)入和任務(wù)設(shè)計，就能夠取得良好的教學(xué)效果，讓學(xué)生真正融入真實的工作環(huán)境，發(fā)揮學(xué)生潛在的能量，營造活躍而有序的課堂氣氛，從而真正提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性和積極性，達到學(xué)以致用的目的，從而打造精彩高效的課堂。

參考文獻：

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[2]蔣建強，張紅兵.液壓氣動技術(shù)與實訓(xùn)[M].北京：北京師范大學(xué)出版集團，2010.

[3]孫艷喬.淺議電工學(xué)課堂教學(xué)導(dǎo)入技巧[J].科技視界，2013（7）.

（作者單位：徐州工程機械高級技工學(xué)校）