TWJ-Z321 机械系统性能研究及参数可视化分析实验台
作为一名在职业院校机械专业教了十几年书的老师,这些年我最大的感受就是——咱们的实训设备更新换代是真的快。早些年带学生做机械系统性能实验,光调设备就得花半节课,数据得靠人工一个个读、一个个记,画曲线全靠坐标纸描点,一节课下来大半时间耗在机械操作和数据记录上,真正用来分析问题的时间少得可怜。后来学校引进了这台TWJ-Z321机械系统性能研究及参数可视化分析实验台,说实话,整个实训课的教学节奏都不一样了。
一、实验台的主要技术参数与配置这台实验台的基本参数我得先给大伙儿捋一捋。直流电机功率600W,最高工作转速800rpm,最大加载力能到400kg,最大静负载扭矩不超过4N·m。传感器配置方面,光栅角位移传感器有1000栅/转和200栅/转两种规格,压力传感器5kg,荷重传感器500kg,管路压力传感器1.6MP。安装平台尺寸是1130×720×1340mm,整机重量320公斤,搬动起来确实费点劲,但好在安装到位之后基本不用挪。
传感器与检测元件配置这个配置表我得重点说一下,因为很多老师拿到设备之后第一件事就是核对配件。管路压力传感器配了8只,荷重传感器1个,压力传感器2个,光栅角位移传感器4个,应变片22片。试验螺栓上贴的电阻应变片R=350Ω,灵敏度系数K=2.1。轴瓦内径75mm,长度138mm。静态螺栓有d=10mm和d=8mm两种规格,动态螺栓是d=12mm和d=6mm。皮带轮和链轮的规格也比较齐全,平皮带轮直径都是120mm,三角带轮有120mm、93mm、63mm三种直径,链轮齿数从11到17不等。测试数据装置一套、软件光盘一个、随机工具一套、随机附件一套,基本上开箱就能用。
二、实验内容与教学应用带传动与液体承载实验带传动实验这块,学生可以从控制面板上直接读取主、从动带轮的转速与转矩数值,计算机能连续自动绘制参数的适时变化曲线,还能生成传动效率与带传动滑差率变化曲线。以前让学生理解滑差率这个概念,光靠板书讲半天,现在跑一遍实验,曲线一出来,不用多解释学生自己就看明白了。液体承载实验也很有价值,轴瓦上分布了8个管路压力传感器,学生可以读取各点压力数据和加载力,计算机自动绘制油膜压力分布曲线。这个实验对理解滑动轴承的工作原理帮助很大。
螺栓联接与链传动实验螺栓组联接实验可以读取螺栓的应变值,计算机能显示10根螺栓应力可视化变化值,并绘制应力变化规律曲线。动态螺栓实验则能显示螺栓应变随负载周期性变化的适时曲线。链传动实验可以测定不均匀率,计算机绘制从动链轮的速度波动曲线。系统速度波动实验则是在变负载状态下自动绘制速度波动曲线。
三、教学中的实际体会用了一段时间下来,我觉得这台实验台最大的优势就是综合性强。它把带传动、链传动、支承、制动器、动载荷整合成了一个完整的机械系统。学生做一个实验,实际上是在理解整个系统的运行逻辑,而不是孤立地看某一个零件。数据可以通过数码管显示,也可以通过计算机实现参数的可视化。实验结果可以文本形式保存,还能在网络上发送,方便我在网上批改作业。
当然,任何设备都不是完美的。这台实验台操作界面对于初次接触的学生来说略显复杂,建议老师们在正式实验之前安排一节课专门做操作培训。另外,传感器接线比较多,每次实验前后要督促学生做好检查和整理。不过总体来说,TWJ-Z321确实是一台能让学生真正“看懂”机械系统性能的好设备。
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