柳工856裝載機(jī)電氣故障模擬試驗(yàn)臺(tái)開(kāi)發(fā)

 歷經(jīng)60多年特別是近10年的發(fā)展，我國(guó)目前已成為世界工程機(jī)械產(chǎn)銷大國(guó)。2008年以來(lái)，在全球經(jīng)濟(jì)形勢(shì)嚴(yán)峻的形勢(shì)下，我國(guó)工程機(jī)械行業(yè)表現(xiàn)依然良好。隨著國(guó)務(wù)院出臺(tái)的十項(xiàng)措施，確定了2010年前投資4萬(wàn)億用于拉動(dòng)內(nèi)需、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，其中一項(xiàng)是繼續(xù)加快鐵路、公路和機(jī)場(chǎng)等重大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，其中裝載機(jī)行業(yè)最具代表性。我國(guó)輪式裝載機(jī)主要是20世紀(jì)70年代初期發(fā)展起來(lái)的，以ZL50型裝載機(jī)為主導(dǎo)產(chǎn)品，經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，質(zhì)量水平不斷提高，已經(jīng)形成獨(dú)立的產(chǎn)品系列和行業(yè)門(mén)類。與工程機(jī)械其他機(jī)種相比，輪式裝載機(jī)的橋、箱、泵、閥及缸等零部件產(chǎn)品配套相對(duì)成熟，已經(jīng)形成了比較完整的配套體系。由于裝載機(jī)應(yīng)用范圍廣，因而整個(gè)市場(chǎng)受國(guó)家宏觀調(diào)控影響較小，據(jù)中國(guó)工程機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2011年我國(guó)國(guó)內(nèi)裝載機(jī)銷量超過(guò)25萬(wàn)臺(tái)。國(guó)內(nèi)裝載機(jī)市場(chǎng)的營(yíng)業(yè)額近年來(lái)一直約占我國(guó)整個(gè)工程機(jī)械行業(yè)總營(yíng)業(yè)額的半壁江山，其行業(yè)地位十分重要。
通過(guò)對(duì)我省工程機(jī)械銷售企業(yè)進(jìn)行調(diào)查，結(jié)合工程機(jī)械行業(yè)協(xié)會(huì)的權(quán)威數(shù)據(jù)顯示，目前我省裝載機(jī)的保有量已近3萬(wàn)臺(tái)。裝載機(jī)是機(jī)、電、液一體化的綜合技術(shù)產(chǎn)品，性能好、價(jià)格高，在公路、鐵路、電力、水利等工程建設(shè)中發(fā)揮著舉足輕重的作用，是應(yīng)用最廣泛的施工設(shè)備。隨著裝載機(jī)銷量的不斷增加，裝載機(jī)技術(shù)服務(wù)、維修人員的需求量也不斷增大，對(duì)服務(wù)、維修人員的素質(zhì)、技能要求越來(lái)越高，作為我省工程機(jī)械高技能人才的培養(yǎng)基地，我院肩負(fù)著為社會(huì)培養(yǎng)高素質(zhì)、高級(jí)技能人才的重任。目前，我院工程機(jī)械分院設(shè)有工程機(jī)械運(yùn)用與維護(hù)、工程機(jī)械控制技術(shù)等4個(gè)專業(yè)，并分別與吉林柳工機(jī)械銷售集團(tuán)等9家企業(yè)合作成立了22個(gè)企業(yè)冠名班，使在校學(xué)生全部實(shí)現(xiàn)了“訂單式”人才培養(yǎng)。通過(guò)對(duì)近幾年的畢業(yè)生調(diào)查得知，有近30%的學(xué)生在從事裝載機(jī)的整機(jī)與零部件銷售、技術(shù)服務(wù)、設(shè)備維修等工作。實(shí)際工作中，必須具備機(jī)械、液壓及電氣系統(tǒng)故障診斷與維修技能。據(jù)走訪調(diào)查，技術(shù)人員普遍反映在電氣系統(tǒng)故障診斷與維修方面能力較弱，因此提高學(xué)生在電氣系統(tǒng)維修方面的技能是亟待解決的問(wèn)題。
裝載機(jī)屬于中型工程機(jī)械，由于結(jié)構(gòu)龐大，電器元件分布隱蔽、分散，對(duì)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地要求較高。并且由于裝載機(jī)車身高大，進(jìn)行故障排查時(shí)，學(xué)生來(lái)回上下不便且不安全?？紤]到裝載機(jī)以上的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在教學(xué)中并不適合實(shí)物教學(xué)，因此產(chǎn)生了制作裝載機(jī)電器故障模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)的想法。實(shí)驗(yàn)臺(tái)與實(shí)物相比，由于尺寸較小，可在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)直接進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。另外各電器元件布置時(shí)不受車輛實(shí)際位置的影響，可將各系統(tǒng)的元件按系統(tǒng)分塊布置，更利于學(xué)生對(duì)教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)掌握。與實(shí)物教學(xué)相比，所有的電器元件均展現(xiàn)在明處，更加直觀，學(xué)生容易接受，教學(xué)效果較好，而且經(jīng)濟(jì)效益明顯，占用實(shí)驗(yàn)室空間小。
本實(shí)驗(yàn)臺(tái)主要針對(duì)高職院校工程機(jī)械專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)臺(tái)的特點(diǎn)是可供學(xué)生親自動(dòng)手安裝電器元件、連接電路、組成實(shí)際的裝載機(jī)電路系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)臺(tái)的元件盡可能選用原車裝用的部件，各電氣系統(tǒng)電器元件的布置既要遵照原車位置，又要方便實(shí)訓(xùn)教學(xué)，這樣通過(guò)實(shí)際操作，可準(zhǔn)確、形象、深入地了解和掌握裝載機(jī)電器元件的結(jié)構(gòu)及各電器元件的控制原理等，讓學(xué)生利用獲得的知識(shí)進(jìn)行獨(dú)立思考、獨(dú)立學(xué)習(xí)、獨(dú)立工作，增加學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，促使專業(yè)理論知識(shí)與實(shí)際工作相結(jié)合，增強(qiáng)學(xué)生在工作中分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。通過(guò)我們對(duì)國(guó)內(nèi)同類院校及行業(yè)企業(yè)進(jìn)行市場(chǎng)調(diào)研得知，裝載機(jī)電氣故障模擬試驗(yàn)臺(tái)在全國(guó)高職高專院校中尚屬空白，裝載機(jī)生產(chǎn)企業(yè)中也沒(méi)有制造該產(chǎn)品。因此，裝載機(jī)電氣故障模擬試驗(yàn)臺(tái)的開(kāi)發(fā)不但能使學(xué)生對(duì)裝載機(jī)電氣故障的查找以及排除方法熟練掌握，滿足我分院學(xué)生在電氣方面的實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)、綜合技能訓(xùn)練要求。同時(shí)，可以面向合作企業(yè)，對(duì)服務(wù)維修人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)。面向社會(huì)，對(duì)裝載機(jī)操作手、修理工進(jìn)行技能培訓(xùn)，對(duì)于提高裝載機(jī)從業(yè)人員的職業(yè)素質(zhì)和職業(yè)能力將起到重要作用。在全國(guó)高職院校具有一定的推廣價(jià)值。
我們通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率較高的幾個(gè)品牌的高端機(jī)型進(jìn)行研究比較，選取柳工最新產(chǎn)品CLG856機(jī)型為基礎(chǔ)進(jìn)行開(kāi)發(fā)與研究，CLG856裝載機(jī)代表了國(guó)內(nèi)外裝載機(jī)的最新技術(shù)，在柴油機(jī)的電氣控制系統(tǒng)、工作裝置電液控制系統(tǒng)等方面極具代表性。試驗(yàn)臺(tái)是我院與校企合作企業(yè)之一的吉林省柳工機(jī)械銷售集團(tuán)聯(lián)合開(kāi)發(fā)，包括裝載機(jī)信號(hào)儀表系統(tǒng)故障設(shè)計(jì)、柴油機(jī)電氣控制系統(tǒng)故障設(shè)計(jì)及空調(diào)系統(tǒng)故障設(shè)計(jì)等實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目7個(gè)，設(shè)置各類故障點(diǎn)50個(gè)。其中，柴油機(jī)電氣控制系統(tǒng)、變速器電液控制系統(tǒng)等都代表國(guó)內(nèi)外裝載機(jī)行業(yè)的最新技術(shù)。本項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)按照市場(chǎng)調(diào)研、材料收集與整理、設(shè)計(jì)方案研討與制定、實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)與制作、實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目模擬設(shè)計(jì)、參數(shù)測(cè)試與調(diào)整、項(xiàng)目總結(jié)的路線進(jìn)行。首先，進(jìn)行項(xiàng)目預(yù)測(cè)及可行性分析，對(duì)零部件市場(chǎng)進(jìn)行考查，認(rèn)真記錄零部件的尺寸、形狀及價(jià)格，并根據(jù)實(shí)際安裝位置進(jìn)行合理的布局模擬。以柳工裝載機(jī)的裝修手冊(cè)、技術(shù)讀本為參考文獻(xiàn)，并綜合國(guó)內(nèi)外主要品牌產(chǎn)品特點(diǎn)進(jìn)行開(kāi)發(fā)與研究，力求具有代表性、先進(jìn)性。吸取常見(jiàn)教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺(tái)脫離實(shí)際太遠(yuǎn)的弊病，盡可能的做到實(shí)驗(yàn)臺(tái)一方面接近實(shí)際，一方面又利于教學(xué)。
①?gòu)谋菊n題立項(xiàng)開(kāi)始，課題組成員就開(kāi)始對(duì)國(guó)內(nèi)的裝載機(jī)市場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查，并搜集各種機(jī)型的相關(guān)技術(shù)資料。通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)分析最終確定本課題的實(shí)驗(yàn)臺(tái)采用柳工CLG856型裝載機(jī)。②確定了機(jī)型之后，筆者與課題組成員多次前往柳工在長(zhǎng)春市的銷售和維修網(wǎng)點(diǎn)考查，對(duì)整車零部件進(jìn)行篩選，選取實(shí)驗(yàn)臺(tái)上需要裝用的零部件進(jìn)行記錄，確定最后需要購(gòu)買(mǎi)的零部件。③根據(jù)所需購(gòu)買(mǎi)的零部件目錄確定實(shí)驗(yàn)臺(tái)的大致尺寸。④考慮到實(shí)驗(yàn)臺(tái)的外觀效果決定采用不銹鋼材料做為實(shí)驗(yàn)臺(tái)的骨架。⑤實(shí)驗(yàn)臺(tái)大致尺寸和材料確定后，接著需要考慮的是實(shí)驗(yàn)臺(tái)的形狀，形狀不僅要美觀還要實(shí)用?？紤]到實(shí)驗(yàn)臺(tái)上零件的布置，最后課題組決定采用雙排臺(tái)面布置，在下層臺(tái)面布置一些布線以及一些相對(duì)較沉重的部件。在上層臺(tái)面布置質(zhì)量較小，需要經(jīng)常檢測(cè)的零件。由于同樣需要經(jīng)常檢查下層臺(tái)面的零件和線路，考慮到檢測(cè)的方便性，最后決定將上層臺(tái)面制成可翻轉(zhuǎn)式。⑥在進(jìn)行教學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)考慮到實(shí)驗(yàn)臺(tái)承載，對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)底部進(jìn)行了加強(qiáng)，并采用較厚的鋼板。⑦對(duì)于車上相應(yīng)零件的布置位置我們采用盡可能布置在原工作位置的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)，盡可能的使實(shí)驗(yàn)臺(tái)與裝載機(jī)實(shí)物接近。⑧考慮到教學(xué)的要求及故障設(shè)置的方便性，實(shí)驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)有一個(gè)故障開(kāi)關(guān)柜，實(shí)訓(xùn)教師只要在開(kāi)關(guān)柜上打開(kāi)或關(guān)閉開(kāi)關(guān)就可以輕松的在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上設(shè)置故障。⑨考慮到學(xué)生學(xué)習(xí)的方便性，為實(shí)驗(yàn)臺(tái)制做了使用說(shuō)明書(shū)。⑩另外對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的電路用CAD軟件進(jìn)行了精心繪制，帶有線束顏色與編號(hào)的彩圖可以很好地幫助學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)的電路進(jìn)行學(xué)習(xí)。裝載機(jī)電氣故障模擬試驗(yàn)臺(tái)的制作，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)裝載機(jī)行業(yè)電氣培訓(xùn)項(xiàng)目的一項(xiàng)空白。提高學(xué)生在工程機(jī)械電氣系統(tǒng)方面的故障診斷與維修技能，改變學(xué)生普遍在電氣系統(tǒng)故障診斷能力偏弱的局面，可以顯著提高學(xué)生工作后設(shè)備的技術(shù)服務(wù)與維修的崗位能力，也可以面向工程機(jī)械、交通等行業(yè)的企業(yè)進(jìn)行在職職工的技術(shù)培訓(xùn)，面向社會(huì)為裝載機(jī)操作人員和維修人員進(jìn)行技能培訓(xùn)，對(duì)于提供從業(yè)人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)和職業(yè)技能具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。