Развитие творческих способностей студентов в ходе проведения лабораторно-практических занятий в условиях лабораторного комплекса «Гидравлические приводы и системы»
методическая разработка на тему

Министерство образования нижегородской области.

Развитие творческих способностей студентов в ходе проведения лабораторно-практических занятий в условиях лабораторного комплекса «Гидравлические приводы и системы»

Выполнил: преподаватель ГБОУ СПО Шахунский агропромышленный техникум Халилов И. Н.

Шахунья

2014 год

Оглавление

Введение...................................................................................................................3

1. Развитие творческих способностей студентов в ходе проведения лабораторно-практических занятий в условиях лабораторного комплекса «Гидравлические приводы и системы»………………………………………….4

1.1. Роль эксперимента для изучения гидравлики……………………………...4

1.2. Задачи лабораторных работ по дисциплине «Основы гидравлики»……..4

1.3. Условия допуска студентов к работе в лаборатории «Гидравлические приводы и системы»………………………………………………………………5

1.4. Правила выполнения лабораторных работ…………………………………6

2. Порядок выполнения экспериментов в условиях лабораторного комплекса «Гидравлические приводы и системы» в ГБОУ СПО Шахунский агропромышленный техникум……………………..…………………………….7

Заключение……………………………………………………………………….22

Список использованной литературы…………………………………………...23

Введение

Лабораторные работы играют большую роль в учебном процессе по многим профессиям и специальностям, которые изучаются в средних учебных заведениях. Они являются одной из форм учебных занятий и одним из практических методов обучения, в котором учебные цели по формированию профессиональных и общих компетенций достигаются при постановке и проведении студентами экспериментов, опытов, исследований с использованием специального оборудования, приборов, измерительных инструментов и других технических приспособлений.

 На лабораторных занятиях по специальности «Механизация сельского хозяйства» студенты воспринимают, наблюдают, исследуют технические процессы, изучают объекты техники, устройство и принцип действия измерительной аппаратуры, осваивают методику измерений.

Лабораторные работы в условиях лабораторного комплекса «Гидравлические приводы и системы» в ГБОУ СПО Шахунский агропромышленный техникум обеспечивают связь теории с практикой, развивают самостоятельность и способность к постановке и проведению экспериментов, пониманию и интерпретации фактов, к анализу явлений и синтезу, к оценке полученной информации, применению знаний на практике. Это помогает сформировать необходимые навыки для формирования профессиональных и общих компетенций обозначенных в ФГОС.

1. Развитие творческих способностей студентов в ходе проведения лабораторно-практических занятий в условиях лабораторного комплекса «Гидравлические приводы и системы»

1.1. Роль эксперимента для изучения гидравлики.

Гидравлика является наукой, где лабораторные эксперименты, а также наблюдения за различными гидравлическими явлениями играют исключительно большую роль.

Без широко поставленного лабораторного эксперимента, гидравлика не смогла бы достигнуть уровня своего современного развития. Это объясняется

сложностью многих гидравлических явлений, которые приходиться рассматривать и изучать при решении ряда важных инженерных проблем, и

необходимостью соответственной корректировки результатов, получаемых с

применением различных упрощающих допущений.

Отдельные вопросы гидродинамики в настоящее время еще не могут быть решены теоретическим путем, поэтому широко используется эксперимент. Роль гидравлического эксперимента в решении многих проблем инженерной практики весьма значительна. В ГБОУ СПО Шахунский агропромышленный техникум эксперимент по дисциплине «Основы гидравлики» для специальности «Механизация сельского хозяйства» проводится в условиях лабораторного комплекса «Гидравлические приводы и системы».

1.2. Задачи лабораторных работ по дисциплине «Основы гидравлики».

Проведение лабораторных работ по дисциплине «Основы гидравлики» ставит перед студентами следующие задачи:

- овладеть методикой постановки и проведения лабораторного гидравлического эксперимента;

- научиться анализировать полученные экспериментальные данные;

- проверить соответствие, полученной опытным путем величины, величинам, вычисленным по аналитическим зависимостям;

- составить характеристику наблюдаемого при эксперименте гидравлического явления;

- сделать выводы, соответствующие экспериментальным данным;

- получить навыки оформления отчетной документации по проведенным

исследованиям.

1.3. Условия допуска студентов к работе в лаборатории «Гидравлические приводы и системы».

К занятиям в лаборатории «Гидравлические приводы и системы» допускаются студенты, получившие инструкцию по технике безопасности у преподавателя с соответствующим оформлением студента в журнале.

Студентам запрещается подходить к насосным установкам, самостоятельно включать электродвигатели, открывать и закрывать задвижки и вентили трубопроводов, включать измерительные приборы. Эти работы должны выполняться либо лаборантом, либо студентами под наблюдением лаборанта или преподавателя.

Оборудование лаборатории относится к разряду особо опасных в

отношении поражения электрическим током, поэтому студенты обязаны

строго соблюдать правила защиты, уметь оказать помощь пострадавшим от

электротока.

Перед началом работ преподаватель должен ознакомить студентов с

лабораторным оборудованием и правилами пользования им.

Прежде чем приступить к работе, необходимо проверить исправность

ограждения движущихся частей установок, наличие и крепление заземления,

убрать с установок посторонние предметы.

При работе в лаборатории студенту следует выполнять только ту

работу, которую поручает ему преподаватель. Запрещается бесцельно ходить

по лаборатории, подходить к группе, которая выполняет другую работу,

отвлекать разговорами своих товарищей.

При возникновении каких-либо затруднений, немедленно прекратить

работу и обратиться за помощью к преподавателю или лаборанту.

Категорически запрещается работать в лаборатории одному.

Запрещается находиться в лаборатории в пальто, вешать одежду на

оборудование, снимать запрещающие и предупреждающие плакаты,

оставлять установку до конца проведения эксперимента без присмотра.

Закончив выполнение лабораторной работы, необходимо привести в

порядок свое рабочее место, поставить в известность об этом преподавателя

или лаборанта.

1.4. Правила выполнения лабораторных работ.

• Подготовка к работе:

- изучить описание работы, которое изложено в настоящих указаниях;

- усвоить теоретический материал, необходимый при выполнении

работы;

- ответить на поставленные вопросы по теоретической и практической

частям работы;

- подготовить в тетради форму отчета;

- подойти к лабораторной установке, изучить ее устройство и порядок

проведения эксперимента;

- провести пробный эксперимент с целью отработки техники снятия

опытных величин.

• Выполнение работы

Каждая лабораторная работа выполняется всей группой или бригадой

из трех-семи человек. Все вычисления выполняются в лаборатории в

процессе работы. Работа считается законченной после просмотра отчета

преподавателем.

• Составление и сдача отчета

Отчет выполняется индивидуально каждым студентом в тетради для лабораторных работ и обязательно должен содержать все формулы, которыми пользуется студент, схему лабораторной установки, таблицы с

экспериментальными и расчетными величинами, необходимые графики. Все

графики и схемы должны быть выполнены аккуратно карандашом или ручкой.

Сдача и защита полностью оформленного отчета производится на текущем или следующем лабораторном занятии.

2. Порядок выполнения экспериментов в условиях лабораторного комплекса «Гидравлические приводы и системы» в ГБОУ СПО Шахунский агропромышленный техникум.

       В условиях ресурсного центра и центра прикладных квалификаций ГБОУ СПО Шахунский агропромышленный техникум лабораторный комплекс «Гидравлические приводы и системы» предназначен для проведения учебных экспериментов по специальности «Механизация сельского хозяйства» и для программы стажировки «Работа в условиях лабораторного комплекса гидравлические         приборы и системы» укрупненной группы отраслей 35.00.00 «Сельское, лесное и рыбное хозяйство», 23.00.00 «Техника и технологии наземного транспорта». Учебная лаборатория может также использоваться для повышения квалификации рабочих дополнительного профессионального образования.

      Гидравлическая система являет собой способ передачи силы при помощи гидравлического масла, и в значительной степени служит для повышения функциональности силы. Система основана на работе гидравлического масленого насоса, сжимающего масло внутри цилиндров, одновременно толкая находящиеся там поршни.

Гидравлическая система находиться во всех сферах, в которых необходимо применение мощной физической силы, как то: подъемные краны, самосвалы, сельскохозяйственные машины и тракторы и так далее.

Эксперимент 1. Настраиваемые клапаны регулирования давления и потока.

Цели эксперимента:

Выполнение этого опыта позволит:

• Объяснить функцию и использование клапана одностороннего регулирования давления.
• Объяснить функцию и использование компенсирования клапана двухстороннего регулирования потока.
• Построить и запустить гидравлическую цепь с данной диаграммы.
• Сохранить постоянную скорость потока (Q) при перемене клапана давления Ре.

Необходимое оборудование:

• Гидравлический силовой блок с панелью управления
• Столешница размером 60 X 80 см для установки модулей с гидравлическими элементами.
• Модуль тестера давления масла
• Модуль игольчатого клапана контроля переменного потока
• Модуль клапана контроля одностороннего потока
• Модуль распределителя Т
• Трубы 1 м и 2 м

Теоретический материал:

1.1. Силовой блок

Гидравлический силовой блок входит в базовый набор и включает в себя: резервуар для гидравлического масла, гидравлический электронасос, электрический переключатель, тестер давления и два клапана одностороннего регулирования.

Запуск насоса вливает масло в систему. По окончании процесса, масло возвращается в резервуар.

Рис. 1-1

На рисунке изображена гидравлическая часть силового блока. Электродвигатель вращает насос, обозначенный как А1.

Любая гидравлическая система действует по замкнутому кругу, в котором масло втекает назад в резервуар. Часть элементов обозначена как Р (Pressure - давление) и Т (Tank - резервуар) для того, чтобы указать направление соединения (если это необходимо).

Одна сторона насоса обозначена буквой Р (производящей давление), другая сторона буквой Т.

Параллельно с насосом подключен клапан регулирования выходящего из насоса давления. В момент, когда уровень выходящего давления из насоса превышает настроенный уровень в клапане, клапан открывается и возвращает излишки масла в резервуар. Метод работы клапана описан в следующем параграфе.

Данный клапан настраивается с помощью болта и закрепляющей гайки, чтобы избежать нежелательных перепадов давления силового блока. Настройка производится в заводских условиях и запрещается к перенастройке без специальной подготовки.

Между насосом и клапаном подключен тестер давления, указывающий давление масла в силовом блоке.

Все подключения в системе производятся с помощью герметичных соединений.

В обычном положении все соединения закрыты посредством набалдашника, находящегося на конце. Соединение открывается при переходе масла по прикрепленной к нему трубе. Силовой блок содержит такое соединение для выхода масла под давлением.

Силовой блок также содержит соединение для вливания масла назад в резервуар, обозначенный на схеме как А4.

1.2. Настраиваемый клапан регулирования давления (клапан контроля давления)

Контролируемый настраиваемый клапан регулирования давления (клапан контроля давления) используется для ограничения подачи давления, и настроен на данное максимальное значение. Модуль настраиваемого клапана регулирования давления называется HYD-386I и изображен на следующих рисунках:

Данный клапан защищает гидравлическую цепь от перегрузки вследствие повышенного давления.

Клапан подачи давления содержит следующие компоненты:

• Основа клапана
• Конусный клапан
• Пружина
• Болт регулировки
• Болт регулировки
• Закрепляющая гайка

Линия давления подключена к порту Р, линия возврати к резервуару подключена к порту Т.

Конусный клапан удерживается внизу посредством сжатой пружины. закрывающей проход между портом Р и портом Т. Сжатие пружины можно настроить при помощи болта регулировки.

Рис 1-2

Клапан открывается, когда давление в порте Р при проходе масла поднимается на достаточный уровень для того, чтобы преодолеть сжатие пружины. Масло проходит по проходу в порт Т и в резервуар и таким образом препятствует повышению давления.

Когда давление масла в порте Р регулирования снижается (в связи с проходом масла по клапану), клапан закрывается и позволяет повышение давления. Чтобы позволить автоматическое открытие и закрытие, клапан сохраняет давление на линии.

1.3. Настраиваемый выхлопной клапан регулирования давления

Настраиваемый выхлопной клапан регулирования давления похож на настраиваемый клапан регулирования давления, с одним лишь отличием - контроль над давлением происходит на выходе, а не на входе. Модуль настраиваемого клапана регулирования давления называется HYD-386N и изображен на следующих рисунках:

Описание модуля на следующей схеме:

Обратите внимание:

Значение установленного давления в клапане регулирования всегда немного выше, чем максимальное рабочее давление.

1.4. Игольчатый клапан контроля переменного потока

Модуль игольчатого клапана контроля переменного потока называется HYD-386E, он изображен на следующих рисунках:

Следующая схема описывает обозначение этого клапана:

Это двухсторонний клапан, и его полюса не имеют значения.

Функция клапана состоит в том, чтобы влиять на скорость подачи масла на его линии. Отверстие открывается не напротив пружины, а напротив иглы. Величина отверстия в клапане подстраивается под скорость потока. Фактически, клапан влияет на давление на линии, как будет рассмотрено в эксперименте.

Регулирование желаемого движения производится кнопками настройки.

1.5. Односторонний игольчатый клапан контроля переменного потока

Модуль игольчатого клапана контроля переменного потока называется HYD-386F и изображен на следующих рисунках:

Этот модуль очень похож на предыдущий модуль, с единственным отличием. Элемент содержит блокирующий клапан, подключенный параллельно с игольчатым клапаном контроля потока, как изображено на следующей схеме:

При течении масла слева направо, набалдашник блокирует поток масла через блокирующий клапан, и скорость масла регулируется посредством клапана.

При течении масла справа налево, набалдашник сдвигается и позволяет свободное движение масла, которое не проходит через клапан регулирования.

1.6. Модуль тестера давления

Для измерения давления в различных точках системы используется модуль тестера давления, называемый HYD-386J и изображенный на следующем рисунке:

1.7. Модуль распределителя Т

Для подключения нескольких элементов к одному узлу используется модуль распределителя Т, называемый HYD-386R и изображенный на следующем рисунке:

1.8. Цепь регулирования потока

В этом опыте мы используем изображенную ниже цепь для движения масла по цепи (из резервуара и в резервуар), с целью ознакомления с модулями регулирования.

Рис. 1-3

Разделим описание резервуара на две части, чтобы упростить схему. Резервуар отмечен как А4. Рисунок справа отмечает возвратное подключение к резервуару. Рисунок слева показывает внутреннее подключение внутри силового блока.

А2 указывает модуль регулирования потока

А3указывает модуль тестера давления

А5 указывает модуль распределителя Т

А1 вместе с регулированием давления указывает на силовой блок

Порядок действий:

Правила безопасности:

1. Перед включением или отключением элементов следует убедиться в том, что источник питания выключен (положение OFF) и тестер давления показывает отсутствие давления.
2. Перед включением источника питания (в положение ON), необходимо получить разрешение руководителя.

Шаг 1: Рассмотрите и изучите диаграмму гидравлической цепи на рис. 1-3

Шаг 2: Установите на базовую панель модули А2, АЗ, А5. Старайтесь разместить их в соответствии с порядком элементов на диаграмме.

Шаг 3: Подсоедините трубу от левого соединения модуля распределителя Т (А5) к выходу силового блока Р (самое верхнее соединение).

Шаг 4: Подсоедините трубу от правого соединения модуля распределителя Т к левому соединению модуля игольчатого клапана контроля потока (А2).

Шаг 5: Подсоедините трубу от центрального соединения модуля распределителя Т к соединению тестера давления (АЗ).

Шаг 6: Подсоедините трубу от правого соединения модуля игольчатого клапана ' '        контроля потока (А2) к входу резервуара Т (самое нижнее соединение).

Шаг 7: Настройте игольчатый клапан на самое широкое отверстие (поворот против часовой стрелки).

Шаг 8: Запустите силовой блок и позвольте маслу течь в резервуар.

Шаг 9: Запишите в тетради значение давления РТ и РЕ.

Шаг 10: Полностью закрутите болт регулировки игольчатого клапана контроля потока, а затем открутите его на один поворот.

Шаг 11: Запишите в тетради значение давления РТ и РЕ.

Шаг 12: Постепенно закрывайте игольчатый клапан и наблюдайте за повышением давления РЕ.

Шаг 13: Обратите внимание на значение давления во время открытия контрольного клапана, в то время как масло перетекает из порта Т в резервуар.

Шаг 14: Запишите значение давления, при котором открывается клапан и поток движется в резервуар.

Шаг 15: Выключите силовой блок

Шаг 16: Отсоедините трубы, подключенные к игольчатому клапану.

Шаг 17: Смените модуль игольчатого клапана контроля переменного потока на модуль одностороннего игольчатого клапана контроля переменного потока.

Шаг 18: Подсоедините трубы к модулю клапана таким образом, чтобы позволить регулирование потока.

Шаг 19: Запустите силовой блок и позвольте маслу течь в резервуар.

Шаг 20: Запишите в тетради значение давления РТ и РЕ.

Шаг 21: Полностью закрутите болт регулировки игольчатого клапана контроля потока, а затем открутите его на один поворот.

Шаг 22: Запишите в тетради значение давления РТ и РЕ.

Шаг 23: Сравните результаты значений давления между двумя клапанами.

Шаг 24: Выключите силовой блок.

Шаг 25: Поменяйте между собой местами трубы, подсоединенные к модулю одностороннего игольчатого клапана контроля переменного потока

Шаг 26: Запустите силовой блок и позвольте маслу течь в резервуар.

Шаг 27: Запишите в тетради значение давления РТ и РЕ

Шаг 28: Полностью закрутите по часовой стрелке болт регулировки игольчатого клапана контроля потока, а затем открутите его на один поворот против часовой стрелки.

Шаг 29: Запишите в тетради значение давления РТ и РЕ.

Шаг 30: Сравните результаты значений давления между двумя методами соединения. Объясните различия.

Шаг 31: Выключите силовой блок.

Шаг 32: Снимите с базовой панели односторонний игольчатый клапан контроля переменного потока.

Шаг 33: Верните на базовую панель модуль игольчатого клапана контроля переменного потока вместе с модулем настраиваемого клапана регулирования давлением, для реализации следующей системы:

Шаг 34: Создайте изображенную систему при помощи труб.

Шаг 35: Настройте игольчатый клапан на самое широкое отверстие (поворот против часовой стрелки).

Шаг 36: Запустите силовой блок и позвольте маслу течь в резервуар.

Шаг 39: Запишите в тетради значение давления РТ и РЕ.

аг 40: Полностью закрутите болт регулировки игольчатого клапана контроля потока, а затем открутите его на один поворот.

Шаг 41: Запишите в тетради значение давления РТ и РЕ.

Шаг 42: Постепенно закрывайте игольчатый клапан и наблюдайте за повышением давления РЕ.

Шаг 43: Обратите внимание на значение давления во время открытия клапана для контроля, в то время как масло перетекает из порта Т в резервуар.

Шаг 44: Выключите силовой блок.

Заключительные вопросы:

1. Какова функция клапана регулирования давления в гидравлической системе?
2. Что может привести к давлению более сильному, чем заранее установленное значение PRY (Power Release Valve - клапан сброса давления).

Заключение.

       Опыт работы студентов ГБОУ СПО Шахунский агропромышленный техникум в условиях лабораторного комплекса «Гидравлические приводы и системы» показывает, что в соответствии с ФГОС более успешно формируются общие и профессиональные компетенции. Студенты успешно организуют собственную деятельность, рационально планируют работу, выбирают оптимальный алгоритм деятельности, демонстрируют навыки тайм-менеджмента.

       По итогам последних трех лет качество освоения  ФГОС СПО по дисциплине «Основы гидравлики» составило 98%. Ежегодно  по профилю трудоустраиваются не менее 81% выпускников. Большая часть работодателей высоко оценивают уровень практической подгатовки студентов (8,1 балл по 10-ти бальной шкале).

Список использованной литературы.

КНИГИ

1. Башта Т.М. и др. Гидравлика, гидравлические машины и гидравлические приводы. – М.: Машиностроение, 1982.
2. Психолого-педагогический словарь для учителей и руководителей общеобразовательных учреждений. -Ростов-на-Дону: «Феникс»,1998г
3. Арыдин В.М., Атанов Г.А. Учебная деятельность студентов / Справочное пособие для абитурьентов, студентов, молодых преподавателей /Донецк:ЕАЧ-пресс,2000г.
4. Якунин В.А. Педагогическая психология - СПб: Полиус,1998г.
5. О.Н.Брюханов. Основы гидравлики и теплотехники. Москва, издательский центр «Академия» 2006г.
6. Инструкция по лабораторному гидравлическому тренажеру PTS-3860. LabHellas-Polytech.