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工程機械論文范文1
液壓技術內容:①先導控制技術:即采取力度較小的手動操作,通過操縱手柄產生的控制信號,實現對較大功率的主閥芯進行控制,使用過程靈活簡單。②采用負載傳感技術,有效解決工程機械負載變化大和多路閥復合操作相互影響問題。③計算機控制技術應用于工程機械,先進的硬件環境對先進的智能控制策略的應用提供了根本保證。④比例技術和伺服技術應用于高精度的工程機械控制,以達到操作方便、高控制精度的目的。⑤通過使用液壓泵控制技術,可以提高對發動機控制利用的效率。
2工程機械液壓系統的組成與工作原理
液壓系統主要組成部分包括:動力元件、執行元件、控制元件、輔助元件及傳動介質五大部分組成。主要特點如下:在設備作業過程中,在相關元件的作用下,實現能量的互相轉換,在運行過程中,可以平穩無間隙地進行傳動,這樣就可以實現大范圍的無級變速,并且還可以使得傳動設備得到一定程度的簡化,相較于其他的傳動裝置設備,液壓傳動設備有著比較明顯的優勢,其體積較小、重量輕,在工作過程中慣性小,動態性能良好。液壓系統的動力傳動介質為油,這就使得液壓元件在使用時,可以得到充分的,減少工作磨損,延長使用壽命。動力元件即液壓泵,是一個能量轉換裝置。通過液壓泵,把機械能轉化為液壓能,輸出帶有壓力的油液,而后,在壓力油液的作用下,通過液壓執行元件,液壓缸、液壓馬達等,再將液壓能轉化為機械能,這就可以進行正常的機械工作。
3液壓系統故障診斷的基本技能和方法
3.1基本技能
技術維修人員,要對液壓系統的基本結構掌握好,弄清楚整體液壓系統的工作原理和各主要部件的主要功能,并且對液壓元件的使用特點進行詳細的了解。在掌握了上述基本的技能之后,還要有一定的液壓設備運行管理經驗,提高處理緊急情況的能力。維修技術人員,還需要學會使用基本的檢測儀器,在憑個人經驗技術不能確定液壓設備故障的情況下,需要使用相關的專業檢測儀器進行故障檢測,以提高故障檢測的準確率。
3.2常見診斷方法介紹
3.2.1直觀檢查法
直觀檢查法就是技術人員直接通過對液壓系統的看、聽、摸等感覺器官進行檢查,再結合個人的實際經驗,對故障進行分析和判斷。具體說來,要觀察液壓油的顏色,通過和相應的標準進行對比,得出合理的結論,一些液壓元件,由于使用溫度的變化,也會導致顏色發生變化,比較常見的,是銀白色的液壓元件,在高溫、高負荷的工作環境下,會逐漸變成暗黃色,時間長了,如果液壓元件超負荷運轉時間長了,就容易出現顏色的明顯變化,這就通過肉眼的觀察,可以直接得出結果。在液壓設備的工作過程中,主要是聽設備在荷載情況下的聲音,出現雜音時,要引起注意,可能是液壓系統的內部構件出現了破損,若是設備發出比較沉悶的聲音,可能是液壓油濃度過大,這就需要維修技術人員及時更換濃度合適的液壓油。通過用手觸摸,也是一種分析判斷液壓設備故障的良好方法,正常的液壓元件應該是光滑、質地細密的,如果用觸摸相關的元件時,感覺到粗糙、扎手,那就很可能是液壓元件出現硬傷,比如設備的震動或較大幅度的移動,可能會給一些液壓元件造成碰撞,使其出現物理硬傷。因此,通過手的觸摸,可以發現這種問題。
3.2.2排除分析法
邏輯分析法,主要是通過對液壓系統的整體把握,通過排除一些不可能發生故障的環節,進而逐步縮小故障產生的范圍,減少不必要的大范圍檢查,這樣可以逐步提高設備故障診斷的準確率。除此之外,在排除分析法的基礎上,還可以使用邏輯分析法。(邏輯分析法,主要通過對故障出現環節的分析,確定故障發生的原因)
4工程機械液壓系統的常見故障與維護
4.1液壓油的正確使用
液壓系統經常發生的各種故障和損壞事故往往與液壓油變質污染及密封的破壞有關。因此必須保證液壓油的清潔。油品性能可以根據需要具體選用,必須保證油品無污染、潔凈。
4.2防止空氣進入
液壓系統進入空氣后,會使液壓系統產生很多泡沫以致破壞油液的性能,且造成液壓執行元件在工作中出現速度緩慢、力量不足等現象。因此,必須嚴禁空氣進入液壓系統,并應注意防止回油時帶入空氣,不要使回油管露出油箱內的油液表面;如果系統已進入空氣,應及時檢查出漏氣部位,認真進行修復,并將進入系統的空氣排除掉。
4.3提高液壓油濾芯使用壽命
第一,提高液壓油的質量。液壓油系統目標清潔度的等級在確定后,始終保證液壓系統在目標清潔度等級下工作是非常重要的。在液壓系統所必需的基本清潔度下工作,能夠盡量避免由于系統污染所造成的元件磨損,以便延長系統壽命。第二,減少液壓油的污染。實際液壓系統中濾油器失效的主要原因是污染入侵率高。高污染侵入率增加了濾芯的負擔,縮短了濾芯使用壽命。液壓油的污染程度越大,濾芯的壽命越小。避免濾芯由于液壓油污染而減小濾芯的壽命,關鍵在于嚴格的限制將要進入液壓系統的環境污染的通路。所以應該盡量仔細保證敞開的油口保持蓋住或堵住,而元件的分解和重裝要在經過保護、防止過多空氣粉塵和污染的場所中進行。
4.4加強日常維護
執行元件在長時間的使用后,殘留的污物會破壞閥芯與閥體配合,使得密封不嚴,動作失靈,整個系統工程循環受阻,此時應更換總成或清洗元件。液壓泵在初始運轉前,應向泵內注滿油,以防泵空轉而損壞。在液壓系統進入穩定的工作狀況后,維修技術人員要隨時注意油溫、壓力、聲音等情況;如發現異常情況,必須及時處理,以保證設備運行安全。
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工程機械論文范文2
工程機械維修、保養及管理工作的主要因素有四個,它們分別是:
第一,工程機械設備的使用不規范,導致工程機械設備磨損老化速度加快。在進行工程機械設備的操作時,部分人員沒有做到對施工技術的熟練掌握,對眼前所使用的工程機械設備的使用知識又知道的很少,這樣的現狀使其在使用工程機械設備時不能科學操作,影響了工程機械設備的維護。另外,在操作人員中總有一些短期聘用人員,這些人員的技術素質相對較低,一則他們不熟悉工程機械設備的操作規范,有時候,即使知道,往往也不注重具體的施工條件和作業方法,而只是為了趕工期、搶進度,超負荷地使用、操作工程機械設備。有時,工程機械設備已經“生病”,也沒有被停工檢修,而仍然帶”病”作業,從而加速了機械設備的磨損老化。除了在工程機械設備的使用過程中不按規范操作,很多時候在工程項目結束以后,本來該進行及時維修的設備并沒有得到認真的保養和維護?!皫Р 钡墓こ虣C械設備在被調配到新的工程項目后,出現故障就成為不正常的正常現象了。為了使工程機械設備重新開始工作,不得不花費較大精力和高額費用再去進行整修,這樣一來,正常施工工期又遭到了嚴重貽誤。
第二,工程機械設備的管理力量比較薄弱。在工程施工過程中,工程項目通常點多面廣,工程機械設備的管理作為一個“稍顯次要”的工作自然沒有其它項目更受重視。思想上的忽視加上機械設備管理人員調動頻繁的客觀因素,還有一種情況也不得不說,即工程機械設備管理部門有時候會盲目地精簡機械設備管理機構包括管理人員,導致工程機械設備的管理層與操作層之間聯系不上,致使工程機械設備的管理力量更顯薄弱。此外,更需要引起注意的是,有相當一部分施工企業在工程機械設備管理方面根本就沒有形成完整、嚴格的制度,導致工程機械設備的管理工作非?;靵y,工程機械設備的管理臺賬一點也不健全,上述種種管理現狀給工程的正常施工造成了嚴重影響。
第三,工程機械設備的維修技術力量比較薄弱。目前,工程機械設備維修技術人員首先數量偏少,其次流動性大。維修人員這樣的弱勢致使一些工程機械設備在維修中不但勞動強度大,而且機械化程度低,修理質量難以保證。目前,進行工程機械設備維修時,主要憑經驗、靠感官來判斷工程機械故障的部位,這樣的判斷方法使得工程機械設備的故障程度也很難得到確定。工程機械設備的疑難問題自然更難以得到解決。
二、工程機械設備的維修、保養及管理的對策
針對工程機械維修管理中存在的上述問題,應對癥下藥,做好工程機械設備維修、保養及管理。
第一,提高操作人員以及維修技術人員的技術水平,加強工程機械設備使用人員以及維修技術人員的培訓。目前,越來越多的新型工程機械設備已經投入使用,不會用、不會修、不會管的問題日益突出。工程施工對于工程機械設備的操作人員以及維修技術人員的要求也越來越高。為了盡量減少工程機械設備使用過程中磨損加速的人為因素,要加強工程機械設備操作人員的技術培訓,保證其能最大限度地懂得并嚴格按照操作規程對工程機械設備進行操作。為此,不妨積極探索施工培訓的新路子,如工程企業與院校聯手對工程機械設備的操作人員以及專業維修技術人員進行培養,大力抓好在職職工的培訓。此外,廣泛開展技術比武、崗位練兵等活動,在競賽中提高工程機械設備使用人員以及維修人員的維修水平。
第二,加強工程機械設備的維修、保養及管理。首先,在工程機械設備配件的采購以及供應方面要做好工作,充分了解工程機械設備的技術狀況、使用情況以及配件的消耗量,除此之外,還要了解該配件的采購供應時間、周期等。其次,要協同有關部門,充分掌握近期的工程機械設備的施工和訓練任務,然后再根據具體情況編制配件采購計劃,爭取做到以最小的庫存量,滿足對配件的最大需求。再次,要收集和整理好維修檔案資料。為了搞好工程機械設備維修資料的總結,要管理好工程機械設備的使用和維修資料,以便為日后的工程機械設備的維修、保養和管理以及對其日后的故障分析提供可供借鑒的經驗。
第三,加強工程機械設備維修、保養和管理技術的研究。首先,針對工程機械設備品種多、型號雜的特點,要注重搞好工程機械設備的維修技術研究。要積極推廣工程機械設備的維修新技術、新工藝,還要搞好工程機械設備的技術開發、消化以及革新。其次,在現代化的工程機械設備的維修中,要采用先進的檢測及維修技術,充分利用現代化的監控檢測儀器,搞好工程機械設備維修的預防。為了針對工程機械設備零部件的不同磨損速度開展適時修理,在工程機械設備的維修、保養及管理中,應積極采用先進的監控檢測儀器,以便有效避免因盲目性造成的損失,也盡可能地縮短維修時間。
三總結
工程機械論文范文3
1.1工程機械化
工程機械化是人類生產文明進步的重要表現,從生產力角度工程機械化是實現生產力提升的直接標志。從廣義角度上講工程機械化就是工程建設施工實現了機械設備替代人力勞動,其是對工程建設施工過程中所有應用機械設備的總稱。工程機械制造作為制作用于工程建設的機械設備施工環節,其所制作的機械設備種類眾多,例如運輸機械、起重機械、礦工冶金機械等等。在國家經濟發展過程中,機械制造水平在一定程度上顯示了該國家的科技發展水平,也就是說一個國家的機械制造水平很大程度上影響了國民經濟發展。目前,我國已經實現了工程機械化發展,但相比于發達國家還有一定的差距,這在一定程度上影響了機械制造業水平的發展與進步,同時也影響了我國國民經濟的進一步發展。相對來看,我國在機械制造發展方面還具有相對廣闊的發展空間和前景,為此我們應該充分發揮國內機械制造業的潛力,以實現對我國機械制造水平地提升。
1.2機電自動化
機電自動化是一門綜合性的機電技術類型,其是機電技術實現科技化發展的重要標志。從機電工程本質上講,其本身就屬于科技化發展產物,而機電自動化則是實現了機電工程全面科技化的發展。從當前的社會發展狀態與情況來看,機電自動化發展是現代化生產環節中不可或缺的一部分。在科學技術的發展背景下,各個專業之間相互滲透、交叉越來越頻繁,機電自動化就是專業交叉的重要產物,其引領了工程領域中的技術革命。在計算機技術發展迅速的科技背景下,電子技術對工程領域中的工業控制、生產方式革新、企業內部管理與成本控制均產生了重要影響,所以說機電自動化技術的發展是實現人類機械電子設備發展的重要里程碑。
2機電自動化在工程機械制造中的應用分析
機電自動化發展作為科學技術在制造業當中的重要發展標志,其所能夠為社會生活帶來的不僅是機械設備制造技術上的發展與進步,更是推動社會生產力水平向科技化、高效化發展的重要支持。隨著機電自動化在機械系統設計、調試等方面的應用,其對工程機械制造業的發展及效益提升帶來了重要推動。文章選擇機電自動化在工程機械制造中最常見的集中技術進行分析。
2.1集成自動化技術
集成自動化技術是指機械制造中對各類生產經營、技術功能的集成性發展。在傳統技術模式下,實現對機械制造技術的集成化發展是不切實際的,但隨著信息技術的逐步完善與應用,集成自動化技術不僅得以實現,還成為了機械制造過程中使用最普遍的技術內容。隨著市場經濟體制地到來,機械制造業地競爭越來越激烈,為了能夠在市場競爭中站穩腳跟,很多機械制造企業開展技術研究與發展,通過將電子計算機輔助設計技術、數控教工技術以及企業管理系統等多種技術與系統內容引入到企業的機械生產制造系統中,得到了非常顯著地發展,并成為了機械制造業當中企業的發展潮流,CIMS工程應用的有效保持,在提升機械制造企業的生產能力和市場競爭里的基礎上,也實現了集成自動化技術地有效發展。
2.2柔性自動化技術
所謂“柔性自動化技術”是以數控技術為核心,在融合其他先進技術的前提下而建立起的新興技術類型。從生產與操作過程方面來看,柔性自動化技術能夠實現機械制作與生產全自動化發展。在柔性自動化技術當中,包括機械設備的材料準備、制作、生產等一系列生產行為都由計算機來予以控制和操作。相比于傳統人力機械生產模式,柔性自動化技術不僅能夠在計算機技術的精確控制下,保證機械設備生產、制作過程中的各項生產行為、尺寸的準確性,同時還能大大減少對勞動力的應用,實現了對生產成本的有效控制,并在此基礎上實現生產效率地有效提升,在確保機械設備生產秩序的基礎上,提高生產效益。無論是從機械制造業未來發展角度考慮,還是制造企業的效益提升角度分析,柔性自動化技術都將成為機械設備自動化生產的主流模式。
2.3智能自動化技術
智能自動化技術即智能華機電自動化技術,其是在計算機技術發展支持下,通過利用計算機智能系統對人類行為地模擬,從而替代人類去進行機械設備的生產操作及相關行為。從表面上看智能自動化技術與柔性自動化技術有一定的共同性,但智能自動化技術要比柔性自動化技術更高級,相比于柔性自動化技術而言,智能自動化技術能夠通過對人類行為地模仿,來提高自身的工作能力,并對生產行為產生一定的判斷力,這是柔性自動化技術所不具備的優勢。智能自動化技術在機械設備制造中的應用,能夠更進一步提升機械制造行為的準確性,并保證這一行為能夠始終保持在一個高水平狀態之上。需要注意的是由于智能自動化技術需要人工操作來作為主觀工作支持,因此要經常對智能自動化技術進行維護,以確保智能自動化技術的良好工作狀態。
3注意事項
雖然機電自動化在機械制造中展現出了多方面的優勢,但針對當前的機電自動化水平來看,其仍存在諸多不足,因此在實際應用過程中,要做好以下幾方面的控制:(1)規范應用流程。機電自動化在為機械制造提供支持是建立起機電自動化設備、系統軟件的規范安裝與應用前提下的,為此企業必須要嚴格按照機電自動化要求進行工作,避免操作不當而為企業帶來不必要的損失;(2)做好質量控制。機電自動化在機械制造當中的應用,確實能夠為機械制造帶來重要幫助,但企業必須要保證其所制造出來的機械設備質量符合質檢與應用要求,否則機電自動化為工程機械制造帶來的進步意義都是空談。
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工程機械論文范文4
工程機械的電子商務,其實喊了很多年。目前,工程機械行業的電子商務尚處于起步階段,在價格的透明化、產品的在線交易、產品運輸及售后服務支持等方面,依然存在一些不能盡快化解的難題,這都需要整個行業人士做進一步的溝通和嘗試。在新機市場,目前想推行電子商務確實較為困難。但是,在二手機和配件市場,電子商務已經非?;钴S。
目前,專業的二手機從業人員(車商、中介)都是以QQ、微信為主要營銷工具,對于價值不高、又相互信任的買賣雙方,買家可以在不看車的情況下直接付款讓賣家發車。據筆者了解的情況,由于微信相對更私密,用戶使用頻次更高,目前的成交效果相比QQ更好。在微信沒有出來之前,QQ是這些二手機從業者的主要營銷工具。配件交易方面,二手配件以直接發貨為主,收款有直接打款、也有物流公司代收的,目前交易也非常活躍,雖然每筆業務的收入大都沒有做整機多,但量大了收入也十分可觀。新配件的銷售,主要通過QQ、微信、淘寶等渠道,筆者的一位朋友,在沒投入太多精力的情況下,每個月的淘寶銷售額達幾十萬元,而且他做的是價值相對較低的常用保養件??梢?,從二手機和配件來看,電子商務也是越來越受歡迎的。
但是,目前這個行業沒有監管,都是靠誠信去實現交易,“被騙”的事情幾乎每天都在發生。通過上面對二手機、配件市場的描述,你會發現如果一個從業者既有客源、有信譽,還有實力,那這個從業者的業務肯定不錯。但上述條件不是所有中介都可以滿足,那么問題來了:如果有一個平臺可以幫他們滿足所有條件,并且提供相應的交易安全保障,二手機、配件從業者會依賴這個平臺嗎?答案是毋容置疑的,到那時,這個平臺就可以創造出新的交易規則,整合市場,誰定的標準誰就是市場領導者。
最后,工程機械新機的銷售,未來能否在網上直接銷售?筆者認為這事肯定是可行的。筆者舉個例子拋磚引玉一下:例如新機廠商可以推出電子商務渠道的“定制化產品”,這種配置的產品只通過網上銷售。但這種產品最好是廠家直銷的產品,如果是通過商銷售的產品,需要與商協商好,給商一定的服務費用,讓商提供后續服務。
作者:蘇宇單位:易極環中(北京)拍賣有限公司
工程機械論文范文5
關鍵詞:定量裝置完整的集中系統電源EP泵自動控制器安全閥分配器
0引言
工程機械中采用脂進行的摩擦副很多,如不能及時補給脂,將會造成表面磨損、溫度升高和能量損耗。集中系統利用適當的泵壓,定時、定量的泵送脂到各點。
在實際工作中,按照系統設計需要、工作環境和各種條件,并要考慮必要的參數,以此來確定系統的具體方案。如幾何參數方面:最遠點位置尺寸及最高、最低和最遠點位置尺寸、范圍、以及摩擦副有關尺寸等;工況方面的參數:如機械速度、負荷及工作溫度等;周邊環境方面:空氣濕度、砂塵及水氣等;在運動性質方面:變速運動、間歇運動、連續運動、擺動等。我們要在考慮這些方面后,來制度具體方案。
1集中系統主要構成
一個完整的集中系統主要由以下幾個部分組成。①EP泵,為系統提供脂及動力源;②自動控制器,對整個系統進行控制;③安全閥,限定系統最高壓力,保護各工作元件;④分配器,根據各點需要對脂進行合理的分配;⑤電源,直流12V或24V(ZL50H型裝載機為24V);⑥其它,強制注射開關、管線和接頭等。
2系統介紹
本文以徐州裝載機廠生產的ZL50H型裝載機為例,介紹集中系統的工作原理及各部件的功能。①EP泵是一個電子控制電動機,帶一個小的柱塞泵,貯藏罐中貯有脂。當泵旋轉時,螺旋形攪拌器將脂均勻攪拌,并通過濾網使其沉積在最底部,底部的脂通過活塞的直線往復運動,而被強行打出閥體外,并向主分配器提供脂。如管路中壓力過高(大于30MPa),則脂從安全閥噴出。②自動控制器由一微型集成塊控制,并帶有計時器,機器啟動后開始計時,當注射周期T達到設定值時則開始注射脂。如果機器中途停機,則CPU將數據自動保存,下次啟動時不再重新計時,而對時間進行累計,以免因工作時間小于T而造成不足。注射周期T及注油時間均可在泵的控制板上進行調節。③分配器相當一個分配閥,當脂進入閥腔后,各個活塞串聯在油路中,并進行反饋控制。每個工作循環內各個油口依次打出脂,各個油腔的容量可以通過更換閥塊進行調節,這樣就保證了不同點對脂的劑量要求。④集中系統克服了人工加注脂的缺陷,它能夠利用一定的泵壓,按時、定量的將脂泵到到各個點,保證各個摩擦副形成可靠和足量的油膜,使設備持久正常運行。另外集中系統是封閉的,能防止脂被污染。超級秘書網
3小結
工程機械論文范文6
各種物理量的測量是工程實踐中一個普遍的問題,傳統上解決的方法是針對某一種測試的要求購置一種儀器,儀器的功能由廠家定義,它一般是單一、固定的。近十幾年以來,隨著計算機技術的飛速發展,誕生了虛擬儀器這種新的測試技術。應用虛擬儀器技術使一臺普通的計算機成為一個功能完備的個人實驗室。面對工程實踐中可能遇到的各種物理量的測量與分析任務,不需要預先準備許許多多儀器,也不必現去訂購合用的設備,而是簡單地修改一下軟件,就得到一臺新的儀器。虛擬儀器技術的方便靈活和計算機技術的迅速普及,使物理量測量不再需要去請專業的測試技術人員來完成,每一個工程師和科學家都可以應用虛擬儀器技術完成自己遇到的測試任務,它是目前測試領域的一個技術熱點,也代表了未來儀器技術的發展方向。在機械工程專業中,傳統儀器教學主要是學習儀器的功能、原理、使用方法等。虛擬儀器教學重點則是儀器的“制作”,即在一定的編程環境下,指導學生自己用計算機軟件開發儀器。這樣更突出了學生在學習中的主體地位。由于虛擬儀器主要是利用計算機軟件來實現儀器的功能,所以儀器的內部結構對學生是透明的,學生能夠構造、修改和增加儀器的功能,更容易激發學生的學習興趣,培養學生的創造性思維和工程實踐能力。我們把虛擬儀器教學與機械工程測試技術教學有機地結合在一起。機械工程測試技術課程是高等學校機械類專業一門重要的專業課,主要講授機械工程領域各種常見物理量的測試與分析方法?;谔摂M儀器的機械工程測試技術教學,從整體上對傳統的教學模式進行了改革,課堂教學主要突出測試技術的基礎理論,刪減了某些目前工程中已經很少使用的傳統儀器的教學內容,增加了虛擬儀器的教學內容。使學生能夠了解典型的虛擬儀器結構,掌握虛擬儀器系統的構成以及其中各個環節的作用。虛擬儀器的軟件教學是虛擬儀器教學的主要部分。我們選擇美國NI公司的LabVIEW作為虛擬儀器教學平臺。LabVIEW是當前諸多虛擬儀器軟件開發平臺中最流行的一個。它采用圖形語言,編程界面非常形象直觀,使用圖標、連線來編寫程序,代替傳統編程語言的文本語句。它提供各種旋鈕、儀表盤、波形圖等控件,用于在計算機屏幕上創建虛擬儀器的軟面板,代替傳統儀器的硬面板。提供了經典的信號處理的幾乎全部功能模塊和大量常用的數學分析工具。
二、基于虛擬儀器的機械工程測試技術實驗教學
虛擬儀器的生命力就體現在使用者可以用軟件隨心所欲地構造出自己需要的儀器,實現豐富與靈活的功能。應用虛擬儀器進行工程測試,是測試技術發展的必然趨勢,也有益于學生與未來的工程實踐接軌。通過虛擬儀器教學環節,學生能夠用自己開發的虛擬儀器進行機械工程測試實驗,完成編寫軟件、連接硬件,進行實驗的全部過程。實驗內容包括國內高等院校目前開設比較普遍的各個機械工程測試實驗項目。
1.應變測試實驗。
在應變梁上按不同形式粘貼好電阻式應變片,用信號調理器完成組橋并供激勵電壓和進行信號的放大、濾波,用LabVIEW提供的ConvertStrainGaugeReading函數將各種組橋方式的應變電壓信號轉換成應變值,根據ConvertStrainGaugeReading函數輸出的應變值,描繪出各種形式應變梁的撓曲軸,計算出梁的最大撓度值,構成一臺高效的多功能數字式應變儀,通過實驗,學生可以掌握應變的測量方法和電橋特性。
2.頻率響應函數與數字濾波實驗。
頻率響應函數是描述測試系統動態特性的重要參數。LabVIEW的TransferFunction計算頻率響應函數并返回兩個參數,一個數組是頻率響應函數的模(FrequencyResponseMag),即被測系統的幅頻特性;另一個是頻率響應函數的幅角(FrequencyRe-sponsePhase),即被測系統的相頻特性。LabVIEW開發環境內有大量的數字濾波函數和數字濾波器開發工具。我們選擇比較有典型意義的巴特沃斯(Butterworth)和切比雪夫(Chebyshev)濾波器作為測試系統,并根據選頻要求分別將它們設置為低通、高通、帶通和帶阻型濾波器。通過實驗學生既掌握了頻率響應函數的測試方法,又了解了各種數字濾波器的頻率響應特性。該實驗內容也可以脫離硬件進行,大大降低了實驗成本。
3.位移測試實驗。
位移傳感器采用近年來發展起來的導電塑料電位計,學生根據傳感器的電阻分壓電路,推導出位移與信號電壓的關系式,編寫位移測試的程序。實驗中用游標卡尺測試位移傳感器的位移量,代替被測量實際值,作為測試裝置的輸入值,對位移傳感器進行靜態標定。計算系統線性度時,采用LabVIEW的LinearFit函數擬合直線,不需要編程時進行復雜的數學計算,就能取得高精度的結果。
4.基于DataSocket的網絡化振動測試。
實驗中教師機產生一個頻率連續變化的正弦激勵信號,通過數據采集卡進行D/A轉換后輸出,經功率放大器送到激振器,使被測懸臂梁產生受迫振動。壓電晶體加速度傳感器拾取被測梁的振動信號。為了增加學生參與實驗的機會而不過多增加設備投資,這個實驗設計為基于計算機網絡的實驗,采用LabVIEW的DataSocket技術來實現的。實驗室計算機網絡是校園網的一部分,邏輯上是一種總線型結構,采用廣播網傳輸技術。實驗室中任何一臺計算機發出的消息都能被所有計算機接收到。這樣,當教師機運行振動測試服務器程序,采集被測對象加速度信號傳輸到計算機網絡以后,同學只要在自己的振動測試程序中準確填寫教師機的IP地址或網絡標識名,就可以像自己的機器采集數據一樣完成振動測試實驗。
三、虛擬儀器技術對其他學科教學的促進
經過這些實驗教學訓練,學生更好地掌握了機械工程測試的有關內容和虛擬儀器編程技術。在這個基礎上可以根據各種專業課程上學到的知識,自己選擇實驗內容,自行設計實驗方案,在LabVIEW環境中進行自己感興趣的實驗。這樣生動直觀地展示許多抽象概念的物理實質,使它們更易于理解,達到課堂講授很難得到的效果。由于學生要自己“做”實驗儀器,所以就必須透徹了解實驗原理,合理地設計實驗方案,真正參與到實驗過程當中。學生對這種實驗教學方式表現了極大的興趣,許多學生能夠用多種方法完成同一個實驗。還有些學生為了驗證專業課學的某些知識,除教師指定的實驗題目之外,還自己設計了一些實驗,在完成教師指定練習內容的基礎上有所創新和突破。因此,虛擬儀器技術促進了各學科教學質量的提高。
四、虛擬儀器技術對提高學生工程素質的作用
在LabVIEW平臺上進行機械工程測試技術教學,不僅能夠應用虛擬儀器作為實驗設備對理論教學進行驗證,而且能訓練學生應用虛擬儀器進行實際工程測試的能力。由于我們的實驗環境軟硬件完全是工業標準的產品,學生在實驗中開發的許多虛擬儀器完全可以直接應用到工程實踐中去。在虛擬儀器教學內容上,我們安排了大量工程實例。學生學了這門課程以后,就知道所學的知識將來如何應用。幾年來,我們還注意利用畢業設計這個最后的實踐性教學環節,綜合應用虛擬儀器技術和各學科知識,指導學生完成了基于LabVIEW的機器視覺系統、旋轉機械狀態監測與故障診斷、網絡化機械參數測試、現代液壓測試技術等課題,其中有些獲得大學生科技創新競賽獎。這些課題來源于生產實踐,可以在工業現場應用,學生工程素質得到極大地提高。
五、結論