機械工程系《綜合實驗》指導書

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1、 《綜合實驗》 本科生指導書 華北電力大學 機械工程系 一、前言 機械電子工程專業(yè)和物流系統(tǒng)及自動化專業(yè)涉及機械、電子、液壓傳動、自動控制、計算機等領域工程技術，學生在完成相關技術基礎理論課的學習后，有必要通過綜合設計性實驗，提高運用所學理論和知識的能力?！毒C合實驗》是一門結(jié)合機、電、液和自動控制的綜合設計性實驗課，旨在使學生綜合運用基礎課上學習的理論知識和實驗知識，在機電液綜合實驗臺上動手進行設計性實驗，培養(yǎng)學生的設計和實驗操作技能，激發(fā)學生的獨立創(chuàng)造力，以提高分析和解決工程技術問題的綜合能力。 二、實驗設備 綜合設計實驗臺是用于學生進行自行設計、組裝液

2、壓傳動系統(tǒng)、電氣傳動的多功能實驗系統(tǒng)，主要由液壓實驗裝置、電氣控制裝置和計算機等組成。 1．液壓實驗裝置 液壓實驗裝置采用德國FESTO液壓實驗臺。FESTO是一套快速拆裝實驗臺，所使用的油管經(jīng)過特殊設計，具有拆卸自動閉死功能。各液壓元件的通口在不使用時即為堵死狀態(tài)，因此無需安裝堵頭。在實驗中，油管可以在泵運行狀態(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液壓實驗裝置主要包括液壓實驗架體、液壓元件、液壓泵和液壓輔件等構成。 液壓實驗臺架體主要由可雙面作業(yè)的卡槽面板構成，面板上加工有多個卡槽，可供FESTO專用液壓元件插裝。 液壓元件是用來設計組裝液壓回路（系統(tǒng)）

3、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液壓實驗臺的所有液壓元件全部采用插裝式，拆裝簡捷可靠，便于回路的設計和安排。 液壓泵是一種能量轉(zhuǎn)換裝置，把驅(qū)動電機的機械能轉(zhuǎn)換成油液的壓力能，供液壓回路（系統(tǒng)）使用。FESTO實驗臺安裝了流量不同的雙泵，可以各自獨立接入回路，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

4、及控制面板等構成。 可編程序控制器用來設計自動測控系統(tǒng)，它具有檢測模擬量、數(shù)字量和與計算機通信的功能。本綜合實驗采用三菱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算進行連接通信，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驗由插孔和開關按鈕組成，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計電氣控制回路，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. 計算機仿真軟件 本綜合實驗采用FluidSim3.5對所設計的回路

5、進行計算機仿真，該仿真軟件采用圖形組態(tài)模式，設計方便，操作簡便，可以對搭建的液壓回路進行仿真，以動畫方式顯示回路的動作以及有關流量、壓力等參數(shù)。此外，F(xiàn)luidSim3.5還可以進行控制系統(tǒng)的設計，能夠完成電氣控制、PLC梯形圖設計等功能。 三、實驗注意事項 1．液壓泵輸出回路必須設置溢流閥或安全閥，定量泵輸出的最高壓力應調(diào)定為不超過6.0Mpa； 2．由于實驗系統(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，實驗中應注意安全和愛護實驗設備，嚴格遵守實驗規(guī)程，不得擅自啟動與當次實驗無關的設備，實驗中發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象（如異常噪音、噴油等）應立即切斷電源和保護現(xiàn)場，并向指導老師報告

6、，以便妥善處理； 3．接通油管時，應將手中的油管中心線以準液壓閥接口的中心線，稍加用力即可插入。拆卸油管時，一只手扶穩(wěn)油管，另一只手握住油管的前端滾花部分，向后稍用力即可拔出； 4．液壓閥的接口在其相應位置都有標注，在插接時一定要注意不要接錯。 四、實驗報告撰寫要求 見附件一和附件二。 五、實驗內(nèi)容（實驗一、實驗二任選其一，實驗三必做） 實驗一 節(jié)流調(diào)速回路設計實驗 一、實驗目的 1. 通過實驗，深入理解節(jié)流調(diào)速回路的組成、原理和特點； 2. 掌握三種基本的節(jié)流調(diào)速回路的設計方法和所用儀器、設備的使用方法，并能根據(jù)實驗結(jié)果對所設計的回路進行分析； 3. 掌握電氣控制系統(tǒng)的

7、設計方法。 二、實驗所用設備和儀器 1. FESTO液壓實驗臺 2. 電氣控制面板 三、實驗步驟 1. 設計液壓回路：按照實驗要求，擬定節(jié)流調(diào)速回路實驗原理圖（實驗前準備好）； 2. 搭建實驗回路：根據(jù)節(jié)流調(diào)速回路實驗原理圖，確定用于實驗的液壓元件，核定無誤后在FESTO液壓實驗臺上連接成實驗油路； 3. 接通電源，采用單泵為所設計的回路供壓； 4．調(diào)節(jié)各控制元件，核定液壓回路動作無誤； 5. 改變節(jié)流閥開口大小調(diào)試回路特性； 6. 記錄實驗結(jié)果，填寫實驗記錄表。 四、實驗報告 按實驗報告撰寫要求編寫實驗報告。 實驗二 雙缸順序動作回路設計實驗 一、實驗目的

8、 1. 通過實驗，深入了解雙缸順序動作回路的組成、原理和特點； 2. 掌握各種雙缸順序動作回路和電氣控制系統(tǒng)的設計方法，掌握所用儀器、設備的使用方法，并能根據(jù)實驗結(jié)果對所設計的回路進行分析。 二、實驗所用設備和儀器 FESTO液壓實驗臺 三、實驗步驟 1. 設計液壓回路：擬定雙缸順序動作回路實驗原理圖（實驗前準備好）； 2. 設計電氣控制電路：按照雙缸順序動作回路的要求，擬定手動、自動單循環(huán)和自動多循環(huán)控制電路實驗原理圖（實驗前準備好）； 3. 連接電路：根據(jù)控制電路實驗原理圖，確定用于實驗的電氣元件，核定無誤后，連接成實驗電路； 4．調(diào)試：手動控制按鈕、壓力繼電器或行程開關等

9、電器元件，核定各器件動作無誤； 5. 搭建實驗回路：根據(jù)雙缸順序動作回路實驗原理圖，確定用于實驗的液壓元件，核定無誤后用軟管和接頭在液壓實驗裝置上連接成實驗油路； 6. 啟動：液壓泵出口接油箱，接通電源，啟動電機，空運轉(zhuǎn)幾分鐘； 7．記錄實驗結(jié)果：按啟動按鈕，觀察實驗現(xiàn)象，記錄實驗數(shù)據(jù)，填寫實驗記錄表。 四、實驗報告 按實驗報告撰寫要求編寫實驗報告。 實驗三 液壓回路計算機仿真實驗 一、實驗目的 1. 掌握液壓回路的設計方法； 2. 掌握液壓回路的計算機仿真。 二、實驗所用設備和儀器 1. 普通計算機； 2. 液壓回路仿真軟件 三、實驗步驟 1. 自行設計液

10、壓回路（實驗前準備好）； 2. 設計電氣控制電路（實驗前準備好）； 3. 使用液壓回路仿真軟件搭建所設計的液壓回路和電氣控制回路； 4．在普通計算機上仿真運行并進行調(diào)試； 5．記錄結(jié)果。 四、實驗報告 按實驗報告撰寫要求編寫實驗報告。 附件1：綜合實驗報告封面 綜合實驗報告 (20 –20 年度第 學期) 名 稱： 綜合實驗 題 目： 院 系： 班 級： 學 號：

11、 學生姓名： 指導教師： 設計周數(shù)： 成 績： 日 期： 年 月 日 綜合實驗報告 附件2：綜合實驗報告正文（不少于3000字） 一、綜合實驗的目的與要求 1． 正文為宋體，五號字 行間距為21磅 1．1 ------------ 1．2 ------------ 二、實驗正文 1． 正文為宋體，五號字 行間距為21磅 1．1 ------------ 1．2 ------------ 三、綜合實驗結(jié)論 1． 正文為宋體，五號字 行間距為21磅 1．1 ------------ 1．2 ------------ 四、參考文獻（不少于8篇） [1] 作者1, 作者2. 書名. 出版單位, 版本. 出版日期 附錄（回路圖、流程圖、程序、表格、數(shù)據(jù)等）