液压元件结构原理到图形符号的象形演化教学法

　　《液压与气动技术》课程是机械类专业的一门重要的专业基础课。液压元件的结构原理、工作过程和图形符号是学习该课程必须掌握的知识点,同时也是教学的重点和难点。结构原理图详细表示出了元件的内部构造,易于理解和分析元件的具体工作过程和功能,却难以绘制,因此在液压系统图中均采用图形符号来表示相应的液压元件。图形符号虽然简单,易绘制,但如此多符号的机械记忆和区分给学生造成了很大的困难。针对这一问题,本文提出了一种将液压元件结构原理图逐步象形演化到图形符号的教学方法,解释了图形符号的结构内涵,既促进了学生对液压元件工作过程的学习和掌握,又加深了对图形符号内在意义的理解,增强了记忆效果。

　　1·象形演化教学法的介绍

　　液压元件的图形符号和结构原理并不是孤立的,二者是有紧密联系的。可以说图形符号是结构原理的简化画法,但又并不是简单的替换,是经过逐步的演化变形而得到的一个内涵丰富的符号,如同汉字中的象形文字一样。在教学中向学生解释液压元件的结构原理到图形符号中间演化变形的具体过程和步骤就是本文所提出的象形演化教学法。

　　2·下面以学生普遍认为较难掌握的溢流阀为例具体介绍该方法的应用

　　直动型溢流阀的结构原理如图1所示。由图可知,当作用于阀芯底面的液压作用力PA < F簧时,阀芯3在弹簧力作用下往下移并关闭回油口O,没有油液流回油箱。当系统压力PA >F簧时,弹簧被压缩,阀芯上移,打开回油口O,部分油液流回油箱,限制压力继续升高,使液压泵出口处压力保持恒定值。调节弹簧力F簧的大小,即可调节液压系统压力的大小。

　　根据直动式溢流阀的结构图1,我们将各部分结构以相同代号表示,相对位置保持一致,阀芯底面A保留,得到相应的比较直观和形象的结构简化图2。

　　图2与图1相比,较简洁易理解,但仍然难以绘制。因此,根据直动式溢流阀工作原理,我们仅保留分析其工作过程时必要的关键部分,主要包括弹簧、阀芯、进回油口和液压力与弹簧力的比较面A,使图2进一步简化得到结构符号图3。

　　图3进一步演化,即可很容易得到最终标准的直动式溢流阀的图形符号,如图4所示。

　　由此,完整地展示了直动式溢流阀从结构原理到图形符号的象形演化过程,通过讲解和类比揭示了图形符号的结构内涵及其与元件工作过程的紧密关联,使学生对元件结构、功能、连接和符号表达等知识有了更系统和更深层次的理解,获得了很好的教学效果。其它的液压元件,如液压泵、液压缸、换向阀、顺序阀等等均可依此步骤分析得到象形演化的过程,从而增强学生的学习兴趣和记忆效果。