柳工856装载机电气故障模拟试验台开发

 历经60多年特别是近10年的发展，我国目前已成为世界工程机械产销大国。2008年以来，在全球经济形势严峻的形势下，我国工程机械行业表现依然良好。随着国务院出台的十项措施，确定了2010年前投资4万亿用于拉动内需、促进经济增长，其中一项是继续加快铁路、公路和机场等重大基础设施建设，其中装载机行业最具代表性。我国轮式装载机主要是20世纪70年代初期发展起来的，以ZL50型装载机为主导产品，经过多年的发展，质量水平不断提高，已经形成独立的产品系列和行业门类。与工程机械其他机种相比，轮式装载机的桥、箱、泵、阀及缸等零部件产品配套相对成熟，已经形成了比较完整的配套体系。由于装载机应用范围广，因而整个市场受国家宏观调控影响较小，据中国工程机械工业协会统计，2011年我国国内装载机销量超过25万台。国内装载机市场的营业额近年来一直约占我国整个工程机械行业总营业额的半壁江山，其行业地位十分重要。
通过对我省工程机械销售企业进行调查，结合工程机械行业协会的权威数据显示，目前我省装载机的保有量已近3万台。装载机是机、电、液一体化的综合技术产品，性能好、价格高，在公路、铁路、电力、水利等工程建设中发挥着举足轻重的作用，是应用最广泛的施工设备。随着装载机销量的不断增加，装载机技术服务、维修人员的需求量也不断增大，对服务、维修人员的素质、技能要求越来越高，作为我省工程机械高技能人才的培养基地，我院肩负着为社会培养高素质、高级技能人才的重任。目前，我院工程机械分院设有工程机械运用与维护、工程机械控制技术等4个专业，并分别与吉林柳工机械销售集团等9家企业合作成立了22个企业冠名班，使在校学生全部实现了“订单式”人才培养。通过对近几年的毕业生调查得知，有近30%的学生在从事装载机的整机与零部件销售、技术服务、设备维修等工作。实际工作中，必须具备机械、液压及电气系统故障诊断与维修技能。据走访调查，技术人员普遍反映在电气系统故障诊断与维修方面能力较弱，因此提高学生在电气系统维修方面的技能是亟待解决的问题。
装载机属于中型工程机械，由于结构庞大，电器元件分布隐蔽、分散，对实验场地要求较高。并且由于装载机车身高大，进行故障排查时，学生来回上下不便且不安全。考虑到装载机以上的结构特点，在教学中并不适合实物教学，因此产生了制作装载机电器故障模拟实验台的想法。实验台与实物相比，由于尺寸较小，可在实验室内直接进行实验。另外各电器元件布置时不受车辆实际位置的影响，可将各系统的元件按系统分块布置，更利于学生对教学内容的系统掌握。与实物教学相比，所有的电器元件均展现在明处，更加直观，学生容易接受，教学效果较好，而且经济效益明显，占用实验室空间小。
本实验台主要针对高职院校工程机械专业的实验教学进行开发设计。实验台的特点是可供学生亲自动手安装电器元件、连接电路、组成实际的装载机电路系统。实验台的元件尽可能选用原车装用的部件，各电气系统电器元件的布置既要遵照原车位置，又要方便实训教学，这样通过实际操作，可准确、形象、深入地了解和掌握装载机电器元件的结构及各电器元件的控制原理等，让学生利用获得的知识进行独立思考、独立学习、独立工作，增加学生学习兴趣，促使专业理论知识与实际工作相结合，增强学生在工作中分析和解决实际问题的能力。通过我们对国内同类院校及行业企业进行市场调研得知，装载机电气故障模拟试验台在全国高职高专院校中尚属空白，装载机生产企业中也没有制造该产品。因此，装载机电气故障模拟试验台的开发不但能使学生对装载机电气故障的查找以及排除方法熟练掌握，满足我分院学生在电气方面的实习实训、综合技能训练要求。同时，可以面向合作企业，对服务维修人员进行技术培训。面向社会，对装载机操作手、修理工进行技能培训，对于提高装载机从业人员的职业素质和职业能力将起到重要作用。在全国高职院校具有一定的推广价值。
我们通过对国内市场占有率较高的几个品牌的高端机型进行研究比较，选取柳工最新产品CLG856机型为基础进行开发与研究，CLG856装载机代表了国内外装载机的最新技术，在柴油机的电气控制系统、工作装置电液控制系统等方面极具代表性。试验台是我院与校企合作企业之一的吉林省柳工机械销售集团联合开发，包括装载机信号仪表系统故障设计、柴油机电气控制系统故障设计及空调系统故障设计等实训项目7个，设置各类故障点50个。其中，柴油机电气控制系统、变速器电液控制系统等都代表国内外装载机行业的最新技术。本项目的开发按照市场调研、材料收集与整理、设计方案研讨与制定、实验台设计与制作、实训项目模拟设计、参数测试与调整、项目总结的路线进行。首先，进行项目预测及可行性分析，对零部件市场进行考查，认真记录零部件的尺寸、形状及价格，并根据实际安装位置进行合理的布局模拟。以柳工装载机的装修手册、技术读本为参考文献，并综合国内外主要品牌产品特点进行开发与研究，力求具有代表性、先进性。吸取常见教学实验台脱离实际太远的弊病，尽可能的做到实验台一方面接近实际，一方面又利于教学。
①从本课题立项开始，课题组成员就开始对国内的装载机市场进行调查，并搜集各种机型的相关技术资料。通过对国内市场分析最终确定本课题的实验台采用柳工CLG856型装载机。②确定了机型之后，笔者与课题组成员多次前往柳工在长春市的销售和维修网点考查，对整车零部件进行筛选，选取实验台上需要装用的零部件进行记录，确定最后需要购买的零部件。③根据所需购买的零部件目录确定实验台的大致尺寸。④考虑到实验台的外观效果决定采用不锈钢材料做为实验台的骨架。⑤实验台大致尺寸和材料确定后，接着需要考虑的是实验台的形状，形状不仅要美观还要实用。考虑到实验台上零件的布置，最后课题组决定采用双排台面布置，在下层台面布置一些布线以及一些相对较沉重的部件。在上层台面布置质量较小，需要经常检测的零件。由于同样需要经常检查下层台面的零件和线路，考虑到检测的方便性，最后决定将上层台面制成可翻转式。⑥在进行教学实验时考虑到实验台承载，对实验台底部进行了加强，并采用较厚的钢板。⑦对于车上相应零件的布置位置我们采用尽可能布置在原工作位置的方法进行实验台设计，尽可能的使实验台与装载机实物接近。⑧考虑到教学的要求及故障设置的方便性，实验台设计有一个故障开关柜，实训教师只要在开关柜上打开或关闭开关就可以轻松的在实验台上设置故障。⑨考虑到学生学习的方便性，为实验台制做了使用说明书。⑩另外对实验台的电路用CAD软件进行了精心绘制，带有线束颜色与编号的彩图可以很好地帮助学生对实验台的电路进行学习。装载机电气故障模拟试验台的制作，填补了国内装载机行业电气培训项目的一项空白。提高学生在工程机械电气系统方面的故障诊断与维修技能，改变学生普遍在电气系统故障诊断能力偏弱的局面，可以显著提高学生工作后设备的技术服务与维修的岗位能力，也可以面向工程机械、交通等行业的企业进行在职职工的技术培训，面向社会为装载机操作人员和维修人员进行技能培训，对于提供从业人员的业务素质和职业技能具有重要的现实意义。