1.1 单(双)缸液压回路FluidSIM 设计仿真（课件）《液压与气动综合实训》（教科版）同步精品课堂

1.1 单(双)缸液压回路FluidSIM设计仿真 《液压与气动综合实训》（科学出版社） 同步精品课堂—中职专业课 1 学习目标 学习 目标 1.独立且正确地完成 FluidSIM 液压仿真软件的安装 2.准确阐述 FluidSIM 液压仿真软件在液压系统设计与学习中的重要作用 3.在 FluidSIM 软件中熟练绘制回路图 4.熟知单缸和双缸液压回路的基本组成元件 新知学习 情景导入 同学们，想象一下，在一家现代化的工厂里，大型机械正有条不紊地运作着。其中，液压设备承担着关键任务，像精准搬运货物的叉车，还有高效冲压零部件的冲床。这些设备核心是复杂的液压回路，保障其稳定运行。但在实际搭建前，如何知晓回路设计是否合理？这时，FluidSIM 液压仿真软件就派上用场了。今天，咱们就一起走进这个软件世界，学习它的安装，用它设计单缸、双缸液压回路并仿真，看看怎样让这些虚拟设备顺畅工作，为未来投身工业生产打基础。 新知学习 一、FluidSIM 软件安装步骤 FluidSIM 软件是一种用于液压与气动技术的教学软件,其运行于 Microsoft Windows操作系统之上，FluidSIM 软件的主要特征是基于元器件的物理模型设计出符合实际工作要求的液(气)压回路并对所设计的回路进行仿真验证，以检验在回路设计过程中存在的一些显性或隐性问题；FluidSM 软件的另一个特征是自我学习，液(气)压元器件通过文本说明、图片解读以及工作视频三种方式进行学习描述，液(气)压回路通过仿真功能进行在线学习与仿真模拟，各种课后练习可通过举一反三的方法独立完成。 新知学习 一、FluidSIM 软件安装步骤 其安装步骤如下： 1、解压“液压气动仿真软件”，双击“Ph36cn.exe”图标，出现图1.1 所示的安装界面。 新知学习 单击“下一步”按钮，出现图12所示界面，输入产品序列号 单击“下一步”按钮，出现图12所示界面，输入产品序列号 一、FluidSIM 软件安装步骤 2、单击“下一步”按钮，出现图1.2所示界面，输入产品序列号。 3、单击“下一步”按钮，选择安装目录，如图13所示。若要更改目录，则单击“浏览”按钮，选择相应的安装盘，单击“下一步”按钮准备安装。 新知学习 一、FluidSIM 软件安装步骤 4、安装过程中选择安装演示文稿，安装进度100%时安装过程完成，如图1.4和图1.5所示 新知学习 二、软件操作界面 液压与气动仿真软件操作界面分别如图 1.6和图1.7所示。 新知学习 三、单缸液压回路设计仿真 新知学习 图1.8所示为单缸液压回路，F为液压缸工作时的负载，液压源(虚线框内)提供液压动力，换向阀改变液压油的流向，单向节流阀调节流入缸体内液压油的流量，并改变活塞杆的运行速度。 三、单缸液压回路设计仿真 新知学习 图1.8所示液压回路较好地展示了液压系统的基本组成，即动力元件、执行元件、控制元件以及辅助元件。下面通过 FluidSIM 软件对液压回路进行仿真验证，仿真过程可以帮助我们清晰地了解并掌握液压油的流向、液压回路的工作原理以及液压缸活塞的运动状态。 当图1.8所示回路中三位四通0型中位机能电磁换向阀5处于左位时(左位电磁阀得电，液压缸活塞向右运动)： 三、单缸液压回路设计仿真 新知学习 进油路：油箱1→单向定量液压泵 2→过滤器 3→单向阀4→三位四通O型中位机能电磁换向阀5(左位得电)→单向节流阀8→双作用液压缸7左腔 回油路：双作用液压缸7右腔→单向节流阀6→三位四通O型中位机能电磁换向阀5(左位得电)→油箱1 三、单缸液压回路设计仿真 新知学习 进油路：油箱 1→单向定量液压泵 2→过滤器3→单向阀 4→三位四通O型中位机能电磁换向阀5(右位得电)→单向节流阀 6→双作用液压缸7右腔 回油路：双作用液压缸7左腔→单向节流阀8→三位四通O型中位机能电磁换向阀5(右位得电)→油箱1 当三位四通O型中位机能电磁换向阀5处于右位时(右位电阀得电，液压缸活塞向左运动): 三、单缸液压回路设计仿真 新知学习 图 1.9和图1.10所示为三位四通O型中位机能电磁换向阀左位得电与右位得电时单缸液压回路的流向以及液压缸动作情况，图中三角箭头代表进油方向，v为液压缸运动速度，单位为 m/s，F为液压缸工作时的负载(图中负载为零)，回路中显示压力分别为58.31bar(1bar=10Pa)和59.60bar。FluidSIM 仿真结果表明:液压缸活塞杆运动方向准确，回流流向正确。 四、双缸液压回路设计仿真 图 1.11所示为双缸液压回路，两液压缸处于并联状态，分别由两个电磁换向阀进行控制。 通过 FluidSIM 软件对上述双缸液压回路进行模拟仿真，仿真过程如下。 新知学习 四、双缸液压回路设计仿真 新知学习 进油路：油箱 1→液压泵 2→过滤器 3→单向阀 4→三位四通O型中位机能电磁换向阀5左位→单向节流阀7→双作用液压缸Ⅰ11左腔 回油路：双作用液压缸Ⅰ11右腔→单向节流阀 8→三位四通O型中位机能电磁换向阀5左位→油箱 1 当三位四通O型中位机能电磁换向阀5左位得电，双作用液压缸Ⅰ11活塞杆右行时: 四、双缸液压回路设计仿真 新知学习 进油路：油箱 1→液压泵 2→过滤器 3→单向阀4→三位四通O型中位机能电磁换向阀6左位→单向节流阀9→双作用液压缸Ⅱ12 回油路：双作用液压缸Ⅱ12右腔→调速阀10→三位四通O型中位机能电磁换向阀6左位→油箱1 当三位四通O型中位机能电磁换向阀6左位得电，双作用液压缸Ⅱ12右行时： 四、双缸液压回路设计仿真 新知学习 蓄电池的作用 三位四通O型中位机能电磁换向阀 5/6左位得电时，双缸液压油路的流向以及液压缸动作情况如图 1.12 所示。 四、双缸液压回路设计仿真 当三位四通O型中位机能电磁换向阀5右位得电，双作用液压缸Ⅰ11左行时: 进油路: 油箱1→液压泵2→过滤器3→单向阀4→三位四通O型中位机能电磁换向阀5右位→单向节流阀8→双作用液压缸Ⅰ11右腔； 回油路：双作用液压缸Ⅱ12左腔→单向节流阀 7→三位四通O型中位机能电磁换向阀5右位→油箱1。 新知学习 四、双缸液压回路设计仿真 当三位四通〇型中位机能电磁换向阀6右位得电，双作用液压缸Ⅱ12左行时： 进油路：油箱 1→液压泵 2→过滤器 3→单向阀 4→三位四通O型中位机能电磁换向阀6右位→单向节流阀10→双作用液压缸Ⅱ12右腔； 回油路：双作用液压缸Ⅱ12 左腔→单向节流阀 9→三位四通O型中位机能电磁换向阀6右位→油箱1。 新知学习 四、双缸液压回路设计仿真 三位四通 〇型中位机能电磁换向阀 5/6右位得电时，双缸液压电路的流向以及液压缸动作情况如图 1.13 所示。 新知学习 随堂练习 (1)单缸液压回路中，液压缸运动速度不稳定的原因有哪些？ (2)简述在 FluidSIM 软件中对液压回路进行仿真的一般流程。 课堂练习 1.在安装 FluidSIM 液压仿真软件时，以下哪种操作是正确的？（ ）​ A. 随意选择安装路径，不考虑磁盘空间​ B. 安装过程中不阅读提示信息，直接点击下一步​ C. 根据软件安装向导，选择合适的安装路径并确保磁盘有足够空间​ D. 安装完成后立即删除安装文件 答案：C​ 解析：安装软件时需根据向导操作，选择合适路径且保证磁盘空间，随意安装可能导致软件运行异常或安装失败。A 选项不考虑磁盘空间可能因空间不足安装失败；B 选项不阅读提示可能错过关键设置；D 选项安装完成后不应立即删除安装文件，可能后续需要修复或重新安装时用到。 课堂练习 2.FluidSIM 软件中，用于绘制液压回路图的工作区是（ ）​ A. 菜单栏 B. 工具栏 C. 绘图区 D. 状态栏 答案：C​ 解析：菜单栏用于执行各种命令，如文件操作、编辑等；工具栏提供常用工具快捷方式；绘图区是专门用于绘制液压回路图的区域；状态栏显示软件当前状态等信息。所以选 C。 课堂练习 3.单缸液压回路中，实现液压缸伸出动作的主要元件是（ ）​ A. 液压泵 B. 换向阀 C. 溢流阀 D. 节流阀 答案：B​ 解析：液压泵提供动力源，输出液压油；换向阀通过改变油路方向控制液压缸的伸出和缩回；溢流阀主要起稳压、限压作用；节流阀用于调节流量。所以实现液压缸伸出动作的主要元件是换向阀，选 B。 课堂练习 4.双缸液压回路中，若要实现两液压缸顺序动作，关键在于（ ）​ A. 选择合适的液压泵 B. 正确设置换向阀的控制逻辑​ C. 使用大管径的油管 D. 增加溢流阀数量 答案：B​ 解析：液压泵提供动力，与顺序动作逻辑无关；正确设置换向阀控制逻辑可使两液压缸按预定顺序动作；油管管径影响流量和压力损失，与动作顺序无关；溢流阀数量与系统压力控制有关，不决定液压缸动作顺序。所以选 B。 课堂练习 5.在 FluidSIM 软件中设置液压泵参数时，不需要设置的是（ ）​ A. 排量 B. 转速 C. 颜色 D. 工作压力 答案：C​ 解析：液压泵的排量、转速、工作压力等参数会影响其输出流量和压力，对液压回路性能有重要影响，需要设置。而颜色只是软件中元件显示的外观属性，不影响其工作性能，不需要设置，选 C。 课堂练习 6.单缸液压回路中，液压缸运动速度过快，可通过调整（ ）来解决。​ A. 溢流阀压力 B. 节流阀开度 C. 换向阀型号 D. 液压泵功率 答案：B​ 解析：溢流阀主要控制系统压力，与液压缸速度无关；节流阀通过调节开度可控制流量，从而调节液压缸运动速度；换向阀型号决定油路切换方式，不影响速度；液压泵功率决定系统提供的动力大小，与速度调节无直接关系。所以选 B。 课堂练习 7.双缸液压回路中，若两液压缸出现不同步现象，可能的原因是（ ）​ A. 油箱油量过多 B. 系统压力过高​ C. 两缸负载差异大 D. 换向阀动作过快 答案：C​ 解析：油箱油量过多一般不会直接导致液压缸不同步；系统压力过高主要影响整个系统的压力状态，与液压缸同步性无关；两缸负载差异大会使液压缸运动阻力不同，从而导致不同步；换向阀动作过快只会影响切换速度，不会导致不同步。所以选 C。 课堂练习 8.在 FluidSIM 软件安装过程中，提示缺少某个运行库文件，应（ ）​ A. 忽略提示，继续安装 B. 关闭安装程序，重新下载软件​ C. 上网搜索并下载相应运行库文件进行安装​ D. 更换电脑安装 答案：C​ 解析：忽略提示继续安装可能导致软件安装后无法正常运行；重新下载软件不能解决缺少运行库文件的问题；上网搜索并下载相应运行库文件安装是解决该问题的正确方法；更换电脑安装成本过高且不一定能解决问题。所以选 C。 课堂小结 感谢观看 $$