機(jī)械工程系《綜合實(shí)驗(yàn)》指導(dǎo)書

1、綜合實(shí)驗(yàn)本科生指導(dǎo)書華北電力大學(xué) 機(jī)械工程系一、前言機(jī)械電子工程專業(yè)和物流系統(tǒng)及自動(dòng)化專業(yè)涉及機(jī)械、電子、液壓傳動(dòng)、自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)等領(lǐng)域工程技術(shù)，學(xué)生在完成相關(guān)技術(shù)基礎(chǔ)理論課的學(xué)習(xí)后，有必要通過綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，提高運(yùn)用所學(xué)理論和知識的能力。綜合實(shí)驗(yàn)是一門結(jié)合機(jī)、電、液和自動(dòng)控制的綜合設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)課，旨在使學(xué)生綜合運(yùn)用基礎(chǔ)課上學(xué)習(xí)的理論知識和實(shí)驗(yàn)知識，在機(jī)電液綜合實(shí)驗(yàn)臺上動(dòng)手進(jìn)行設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)操作技能，激發(fā)學(xué)生的獨(dú)立創(chuàng)造力，以提高分析和解決工程技術(shù)問題的綜合能力。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備綜合設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)臺是用于學(xué)生進(jìn)行自行設(shè)計(jì)、組裝液壓傳動(dòng)系統(tǒng)、電氣傳動(dòng)的多功能實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，主要由液壓實(shí)驗(yàn)裝置、電

2、氣控制裝置和計(jì)算機(jī)等組成。1液壓實(shí)驗(yàn)裝置液壓實(shí)驗(yàn)裝置采用德國FESTO液壓實(shí)驗(yàn)臺。FESTO是一套快速拆裝實(shí)驗(yàn)臺，所使用的油管經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)，具有拆卸自動(dòng)閉死功能。各液壓元件的通口在不使用時(shí)即為堵死狀態(tài)，因此無需安裝堵頭。在實(shí)驗(yàn)中，油管可以在泵運(yùn)行狀態(tài)下直接插撥，油液不會發(fā)生泄漏，使用得回路的布置非常方便。FESTO液壓實(shí)驗(yàn)裝置主要包括液壓實(shí)驗(yàn)架體、液壓元件、液壓泵和液壓輔件等構(gòu)成。液壓實(shí)驗(yàn)臺架體主要由可雙面作業(yè)的卡槽面板構(gòu)成，面板上加工有多個(gè)卡槽，可供FESTO專用液壓元件插裝。液壓元件是用來設(shè)計(jì)組裝液壓回路（系統(tǒng)）的壓力、方向和流量三大類控制元件，壓力類液壓元件包括：溢流閥、減壓閥、順序閥和

3、壓力繼電器等。方向類液壓元件包括：普通單向、閥液控單向閥、三位四通電磁換向閥（O型、M型）、二位四通電磁換向閥等。流量類液壓元件包括：普通節(jié)流閥、單向節(jié)流閥、調(diào)速閥等。FESTO液壓實(shí)驗(yàn)臺的所有液壓元件全部采用插裝式，拆裝簡捷可靠，便于回路的設(shè)計(jì)和安排。液壓泵是一種能量轉(zhuǎn)換裝置，把驅(qū)動(dòng)電機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成油液的壓力能，供液壓回路（系統(tǒng)）使用。FESTO實(shí)驗(yàn)臺安裝了流量不同的雙泵，可以各自獨(dú)立接入回路，也可以聯(lián)合使用，體積小，功率大，使用非常方便。2電氣裝置電氣裝置由可編程序控制器（PLC）和繼電器控制元件及控制面板等構(gòu)成?？删幊绦蚩刂破饔脕碓O(shè)計(jì)自動(dòng)測控系統(tǒng)，它具有檢測模擬量、數(shù)字量和與計(jì)算機(jī)通信

4、的功能。本綜合實(shí)驗(yàn)采用三菱FX2-24MR型可編程控制器、FX-20P-E型便攜式簡易編程器及SC-08編程電纜。三菱FX2-24MR型可編程控制器可以與普通計(jì)算進(jìn)行連接通信，如圖1所示。圖1 PLC與PC的硬件連接圖繼電器接線控制面板是實(shí)驗(yàn)由插孔和開關(guān)按鈕組成，如圖2所示。繼電器接線控制面板是通過組合插接不同插孔設(shè)計(jì)電氣控制回路，為電磁換向閥的電磁鐵提供24V直流工作電壓。圖2 繼電器接線控制面板3. 計(jì)算機(jī)仿真軟件本綜合實(shí)驗(yàn)采用FluidSim3.5對所設(shè)計(jì)的回路進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真，該仿真軟件采用圖形組態(tài)模式，設(shè)計(jì)方便，操作簡便，可以對搭建的液壓回路進(jìn)行仿真，以動(dòng)畫方式顯示回路的動(dòng)作以及有關(guān)流

5、量、壓力等參數(shù)。此外，F(xiàn)luidSim3.5還可以進(jìn)行控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，能夠完成電氣控制、PLC梯形圖設(shè)計(jì)等功能。三、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)1液壓泵輸出回路必須設(shè)置溢流閥或安全閥，定量泵輸出的最高壓力應(yīng)調(diào)定為不超過6.0Mpa；2由于實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中既有液壓元件，又有電氣元件，且使用的介質(zhì)是液壓油液，因此，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意安全和愛護(hù)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)規(guī)程，不得擅自啟動(dòng)與當(dāng)次實(shí)驗(yàn)無關(guān)的設(shè)備，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象（如異常噪音、噴油等）應(yīng)立即切斷電源和保護(hù)現(xiàn)場，并向指導(dǎo)老師報(bào)告，以便妥善處理；3接通油管時(shí)，應(yīng)將手中的油管中心線以準(zhǔn)液壓閥接口的中心線，稍加用力即可插入。拆卸油管時(shí)，一只手扶穩(wěn)油管，另一只手握住油管的前端滾

6、花部分，向后稍用力即可拔出；4液壓閥的接口在其相應(yīng)位置都有標(biāo)注，在插接時(shí)一定要注意不要接錯(cuò)。四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫要求見附件一和附件二。五、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)二任選其一，實(shí)驗(yàn)三必做）實(shí)驗(yàn)一 節(jié)流調(diào)速回路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 通過實(shí)驗(yàn)，深入理解節(jié)流調(diào)速回路的組成、原理和特點(diǎn)；2. 掌握三種基本的節(jié)流調(diào)速回路的設(shè)計(jì)方法和所用儀器、設(shè)備的使用方法，并能根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對所設(shè)計(jì)的回路進(jìn)行分析；3. 掌握電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。二、實(shí)驗(yàn)所用設(shè)備和儀器1. FESTO液壓實(shí)驗(yàn)臺2. 電氣控制面板三、實(shí)驗(yàn)步驟1. 設(shè)計(jì)液壓回路：按照實(shí)驗(yàn)要求，擬定節(jié)流調(diào)速回路實(shí)驗(yàn)原理圖（實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備好）；2. 搭建實(shí)驗(yàn)回路：根據(jù)

7、節(jié)流調(diào)速回路實(shí)驗(yàn)原理圖，確定用于實(shí)驗(yàn)的液壓元件，核定無誤后在FESTO液壓實(shí)驗(yàn)臺上連接成實(shí)驗(yàn)油路；3. 接通電源，采用單泵為所設(shè)計(jì)的回路供壓；4調(diào)節(jié)各控制元件，核定液壓回路動(dòng)作無誤；5. 改變節(jié)流閥開口大小調(diào)試回路特性；6. 記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，填寫實(shí)驗(yàn)記錄表。四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告按實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫要求編寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)二 雙缸順序動(dòng)作回路設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 通過實(shí)驗(yàn)，深入了解雙缸順序動(dòng)作回路的組成、原理和特點(diǎn)；2. 掌握各種雙缸順序動(dòng)作回路和電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，掌握所用儀器、設(shè)備的使用方法，并能根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對所設(shè)計(jì)的回路進(jìn)行分析。二、實(shí)驗(yàn)所用設(shè)備和儀器FESTO液壓實(shí)驗(yàn)臺三、實(shí)驗(yàn)步驟1. 設(shè)計(jì)液壓回

8、路：擬定雙缸順序動(dòng)作回路實(shí)驗(yàn)原理圖（實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備好）；2. 設(shè)計(jì)電氣控制電路：按照雙缸順序動(dòng)作回路的要求，擬定手動(dòng)、自動(dòng)單循環(huán)和自動(dòng)多循環(huán)控制電路實(shí)驗(yàn)原理圖（實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備好）；3. 連接電路：根據(jù)控制電路實(shí)驗(yàn)原理圖，確定用于實(shí)驗(yàn)的電氣元件，核定無誤后，連接成實(shí)驗(yàn)電路；4調(diào)試：手動(dòng)控制按鈕、壓力繼電器或行程開關(guān)等電器元件，核定各器件動(dòng)作無誤； 5. 搭建實(shí)驗(yàn)回路：根據(jù)雙缸順序動(dòng)作回路實(shí)驗(yàn)原理圖，確定用于實(shí)驗(yàn)的液壓元件，核定無誤后用軟管和接頭在液壓實(shí)驗(yàn)裝置上連接成實(shí)驗(yàn)油路；6. 啟動(dòng)：液壓泵出口接油箱，接通電源，啟動(dòng)電機(jī)，空運(yùn)轉(zhuǎn)幾分鐘；7記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果：按啟動(dòng)按鈕，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，填寫實(shí)驗(yàn)記

9、錄表。四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告按實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫要求編寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。實(shí)驗(yàn)三 液壓回路計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 掌握液壓回路的設(shè)計(jì)方法；2. 掌握液壓回路的計(jì)算機(jī)仿真。二、實(shí)驗(yàn)所用設(shè)備和儀器1. 普通計(jì)算機(jī)；2. 液壓回路仿真軟件三、實(shí)驗(yàn)步驟1. 自行設(shè)計(jì)液壓回路（實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備好）；2. 設(shè)計(jì)電氣控制電路（實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備好）；3. 使用液壓回路仿真軟件搭建所設(shè)計(jì)的液壓回路和電氣控制回路；4在普通計(jì)算機(jī)上仿真運(yùn)行并進(jìn)行調(diào)試；5記錄結(jié)果。四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告按實(shí)驗(yàn)報(bào)告撰寫要求編寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告。附件1：綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告封面綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告(20 20 年度第 學(xué)期)名 稱： 綜合實(shí)驗(yàn) 題 目： 院 系： 班 級： 學(xué) 號： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 設(shè)計(jì)周數(shù)： 成 績： 日 期： 年 月 日附件2：綜合實(shí)驗(yàn)報(bào)告正文（不少于3000字）一、綜合實(shí)驗(yàn)的目的與要求1 正文為宋體，五號字 行間