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鐵道車輛工程論文:鐵道機車車輛用內燃機冷卻系統靜液壓控制方式
摘 要:本文主要解決在內燃動車組柴油機冷卻系統中的靜液壓控制。基于靜液壓控制的冷卻系統工作原理是靜液壓控制器采集從總線傳入的溫度信號,通過控制器內部溫度-轉速曲線,進而控制電機轉速。通過實時采集溫度信號,實現對風扇轉速進行閉環控制,使風扇轉速始終穩定在規定的轉速范圍內。同時從信號采集、靜液壓控制兩個角度與以往的冷卻控制進行了對比,體現出靜液壓控制在內燃動車組的優勢。
關鍵詞:內燃動車;冷卻系統;靜液壓控制
1背景與研究意義
隨著中國內燃動車組的出口和發展,內燃機的高效性、經濟性、以及排放問題都成為了全球高度關注的問題。隨著柴油機升功率不斷提高,高溫環境下各零部件的磨損加劇,工作粗暴,功率下降,柴油機的冷卻散熱問題也就顯得愈發突,成為制約其進一步發展的瓶頸問題[1]。冷卻系統作為發動機不可或缺的一部分,是發動機穩定、運轉的基礎。冷卻系統的主要任務是保障發動機在最適宜的溫度狀態下工作。
本文針對內燃動車組對影響冷卻系統關鍵部位的參數進行研究分析,模擬車輛運行極限工況,提出新型靜液壓冷卻系統的優化設計提供充分的依據,在滿足車輛運行要求的前提下降低成本。本文的研究對象是某車用柴油發動機,掌握系統關鍵參數變化對冷卻液溫度的影響規律。
傳統的內燃動車組柴油機冷卻系統采用電機直接驅動冷卻風機或者雙速電機控制方式,為滿足不同季節及負荷對冷卻風扇轉速的要求,風扇轉速為雙速,風扇的啟動停止轉換和高低轉速轉換,通過柴油機冷卻水管路上設置的溫度控制器。
由于啟動以后只有高/低兩個檔位,不能根據不同需求而改變轉速,存在極大的浪費了電能和無法滿足冷卻要求的可能,不利于內燃機內部燃燒,效率低、費用高,同時故障率也較高,此外該方式還會導致風機的頻繁啟動帶來大電流對電網的沖擊和溫度波動變化的問題。
沒有與機車控制系統通信的接口,無法實現實時監測和自動控制。
為了進一步降低列車的生產制造成本,提高冷卻系統的效率和智能化水平,開發一套新型的智能化冷卻驅動系統已經成為一個急需解決的問題。采用靜液壓驅動的新型冷卻系統不僅要能夠解決上述傳統冷卻方式所帶來的問題,同時還可以進一步實現冷卻系統運行狀態的實時控制與監測,進一步提高整個列車牽引系統的性。
2車輛柴油機冷卻系統模型
冷卻系統由冷卻裝置、水空中冷器、水泵、膨脹水箱、靜液壓控制器、水泵、冷卻風機、管路、節溫器、傳感器組成。柴油機高溫水經水泵進入散熱器,經散熱器冷卻后回到柴油機。柴油機高溫增壓空氣和高溫液壓油經空冷裝置冷卻后回到柴油機,水-空中冷器通過低溫水循環中的冷卻液將增壓空氣的熱量帶走,經低溫水泵流至散熱器后回到水-空中冷器。
3冷卻控制設計
3.1靜液壓控制方案
冷卻系統熱工模型具有大延遲性和非線性,傳統的內燃動車組內燃機冷卻調速方式不能滿足內燃機對冷卻系統的要求,極大的浪費了電能效率低、費用高,同時故障率也較高,此外還會導致風機的頻繁啟動帶來大電流的沖擊和溫度的波動變化的問題[2]。
采用靜液壓控制方式的新型冷卻系統可對冷卻風機進行閉環控制,實時對風機轉速進行補償計算,把柴油機工作溫度穩定在最適宜范圍內,同時提高了冷卻系統的效率和智能化水平,實時監控柴油機工作溫度[3],實現冷卻系統智能化、化控制。
如圖2所示,靜液壓控制器采集溫度信號,基于內燃機冷卻要求設計程序,控制器通過電流控制電流調節比例電磁閥的開度,進而調節變量泵的流量,最終實現溫度/風機轉速閉環控制。
3.2詳細技術方案
基于靜液壓的內燃機冷卻系統主要包括靜液壓控制器、柴油機控制器ECM、泵、馬達、風扇、增壓空氣冷卻裝置、冷卻水冷卻裝置等。ECM將柴油機增壓空氣溫度和冷卻水溫度通過CAN/RS485傳輸給靜液壓控制器,通過內部溫度/轉速曲線程序,根據負載不同要求實現溫度/轉速閉環控制。
空冷系統和水冷控制方式相同,不再贅述。
4車輛靜液壓控制模型
動力包配套試驗主要由主控通訊系統、柴油機動力系統、柴油機冷卻系統、主發電機、電纜等附件組成。柴油機型號為:D2876LUE604,額定輸出功率:365kW。主發電機容量:355KVA。風機額定功率:5kW,液壓泵功率:20kW。
靜液壓控制器兩個水泵電磁閥相連,控制線束集中于電氣柜。
如圖4所示,柴油機冷卻系統采用了液力耦合傳動,控制柴油機水冷的液壓泵1和控制柴油機空冷與液壓油冷卻的液壓泵2通過萬向軸和柴油機曲軸連接,柴油機曲軸向液壓泵輸出動力,冷卻裝置的冷卻風扇由馬達驅動,風扇轉速通過安裝在柴油機管路上的溫度傳感器,將溫度信號輸入控制器,經輸出自動控制靜液壓泵的排量[4],從而改變靜液壓馬達驅動冷卻風扇轉速。
此靜液壓控制方案具有減緩沖擊和隔離扭振功能,具有在外載荷超載時保護電機和工作機不受損壞的過載保護功能,且具有柔性制動減速功能,啟動扭矩大,冷卻系統可平穩工作,傳遞功率與其輸入轉速的平方成正比,輸入轉速高時,能容量大,性能價格比高。具有節電效果,能降低電機的啟動電流和持續時間,降低對電網的沖擊,故障率低,使用壽命長。靜液壓器控制指令及狀態反饋均通過CAN/RS485總線與機車控制系統通信,減少了傳感器的數量,進一步提高整個列車牽引系統的性。
通過實驗數據的采集,靜液壓器冷卻系統滿足柴油機對冷卻系統的要求。
5結論
本文對影響發動機冷卻系統冷卻性能的諸多因素進行比較詳細的分析和研究,對于柴油機冷卻系統提供了一種智能、的調速方式。實驗室建立柴油機冷卻模型,實時監控柴油機的工作溫度,此種控制方式為列車安全高效提供了基礎,具有一定的應用價值。
鐵道車輛工程論文:鐵道車輛制動校內實訓基地建設方案的研究
摘 要 制動機是鐵道車輛重要的組成部分,是影響列車運行安全的關鍵部件,在高速和重載的發展趨勢下尤為重要。為培養鐵道車輛專業學生制動機維修的實踐技能和職業素質,相關高職院校應配備必要的實訓條件。在本文中,筆者旨在探討鐵道車輛制動校內實訓基地建設方案,力求科學型、合理性。
關鍵詞 鐵道車輛制動 校內實訓基地 建設 理實一體化教學
教育部《關于提高高等職業教育教學質量的若干意見》提出“加強實訓、實習基地建設是高等職業院校改善辦學條件、彰顯辦學特色、提高教學質量的重點”。《意見》充分肯定了實訓、實習基地建設在高職院校教學中的重要地位;培養學生綜合素質和職業能力,尤其強化實踐動手能力,更好地為行業、企業及社會服務是高等職業學校教育的目標。
實訓、實習基地建設一般可以分為校內和校外兩部分,二者相輔相成,缺一不可。校外基地相對客觀和穩定,其實現成效也有賴于校企合作運作模式及開發建設的程度;校內實訓基地則不同,具有更多的主觀性,其基本原則是在人才培養目標和課程標準的指導下,以最經濟的投入獲得最理想的教學效果,力求實訓基地的科學性、合理性。
下面,筆者以鐵道車輛專業制動校內實訓基地為例,探討專業實訓基地建設的流程和方案:
制動機是鐵道車輛重要的組成部分,是影響列車運行安全的關鍵部件,尤其是在鐵路高速和重載的發展趨勢下更為重要。為培養鐵道車輛專業學生關于制動機維修的實踐技能和職業素質,除了需要穩定的校外實訓、實習基地(車輛段、廠)外,高職院校還應規劃和建設的校內制動實訓基地,以滿足理實一體化教學的需要,提高教學質量。
根據專業實訓的特點,首要任務是確定實訓基地建設的方針:制動實訓基地應以樹立“人才培養目標――綜合素質及崗位技能要求――教W內容及實訓項目――實訓基地建設”的指導思路,有目的、有針對性地進行基地建設。
1研究人才培養目標及課程標準
鐵道車輛專業人才培養目標是在充分調研的基礎上,由專業教學指導委員會和專業教師共同制定的,對整個專業的建設、發展及教學過程起宏觀指導作用。課程標準是在人才培養目標的框架下,結合課程所對應的崗位技能要求而制定,是教學內容和實施方式組織的依據。通過對人才培養目標和課程標準的深入研究,分析車輛制動檢修崗位的技能需求和素質要求。在分析的基礎上,結合現場調研確定崗位技能所需的技能模塊及要求。
2現場調研及總結
結合車輛專業人才培養方案和課程標準,對局管內的貨車車輛段、客車車輛段及車輛工廠進行調研,調研內容包含兩個方面:一是關于“綜合素質及崗位技能要求”,明確鐵道車輛制動機檢修、試驗崗位知識、技能、素質及要求;二是關于車輛制動系統實訓設備設施的調研,掌握車輛制動系統現場檢修工裝設備、工具、材料等。通過調研,系統把握了車輛制動發展方向、車輛行業的近期技術和近期設備。在掌握車輛制動系統“綜合素質及崗位技能要求”基礎上,進一步擬定車輛專業制動系統的“教學內容及實訓項目”。將整個教學劃分為若干教學(實訓)項目,每個項目又細化為若干個教學(實訓)任務,每個教學任務要有明確的目標、實施過程及考核方案。“教學內容及實訓項目”即成為實訓基地建設規模、布局的決定依據。
3確定制動實訓項目和技能要求
根據已確定的“教學內容及實訓項目”,按照校外實習和校內實訓進行劃分,明確不同的項目內容及相互關聯,現確定校內實訓基地項目及要求如下:
項目1:車輛制動系統零部件的識別:正確識別現役客車、貨車制動系統零部件名稱及掌握其功能;
項目2:車輛制動系統附件的拆裝及檢修:熟練拆裝制動系統主要附件,正確使用檢修工具和掌握檢修工藝;
項目3:制動閥分解、組裝:正確、熟練分解及組裝客車、貨車制動閥,熟悉閥內部零部件;
項目4:制動閥的檢修:熟練掌握客貨車制動閥及零部件檢修工藝,正確使用檢修工具;
項目5:制動閥單閥試驗:正確操作試驗臺,掌握客貨車制動閥試驗過程及要求;
項目6:單車試驗:正確操作單車試驗設備,掌握試驗過程及要求;
項目7:列車試驗:正確操作列車試驗設備,掌握試驗過程及要求;
項目8:制動系統故障判斷與排除:正確判斷制動系統試驗及運用故障,分析故障原因,熟練排除系統故障。
4確定制動實訓基地工裝設備及建設布局
根據已經確定的校內實訓項目及技能要求,結合現場調研及校園條件,確定實訓設備如下:貨車制動機模擬臺1臺(自行設計)、客車制動機模擬臺1臺(自行設計)、貨車轉向架1臺、客車轉向架1臺、單車試驗器、列車試驗器、風源及工具;制動附件檢修臺2臺、制動閥分解組裝工作臺16臺及拆裝工具;貨車制動閥試驗臺1臺、客車制動閥試驗臺1臺、三閥一缸試驗臺1臺、相關臺帳及管理電腦等。實訓基地布局如圖
總之,校內實訓基地的建設必須結合專業人才培養目標和課程標準的要求,在充分進行現場調研的基礎上完成,同時注意校內與校外實訓基地的整體性和互補性。只有科學、合理地進行實訓基地建設,才能更好地彰顯專業辦學特色,提高學校的辦學質量,滿足高職院校人才培養的需要。
作者簡介:付成仁(1971-),男,遼寧軌道交通職業學院鐵道工程系,講師。
鐵道車輛工程論文:互動式教學法在鐵道車輛專業教學中的實踐與探索
[摘 要]互動式教學法是一種師生互動、理論與實踐相結合的有效教學法。它在教學中的有效運用,能在很大程度上提高教學效果。本文介紹了如何在鐵道車輛專業《車輛運用與管理》課程中實施互動教學,并對互動教學法在鐵道車輛專業教學中的實踐與運用進行了探討。
[關鍵詞]互動式教學法 鐵道車輛專業
在從事高等職業技術教育專業課程的教學工作中,為有效調動學生的學習主動性,采取了互動式教學。同時,鐵道車輛專業《車輛運用與管理》課程的教學中進行了大膽的教學實踐,收到了明顯的教學效果。
一、互動式教學法與傳統教學方法的區別
互動式教學法是以激勵學生主動思考、主動參與、主動探索、主動創造為基本特征,以促進學生整體素質發展的一種教學形式。現代教育理論認為,學生的學習過程是構建自己認知結構的過程,不是外部刺激的被動接受者和知識的灌輸對象,而是刺激信息加工的主體,知識意義的主動建構者;教師不應只是知識的傳授者、灌輸者,而應當是學生主動建構意義的幫助者、促進者。互動式教學就是對以教師為中心、以傳授灌輸為主要特征的教學模式的改革,在教學中實現師生間、學生間的互相交流與合作,激發學生的創造潛能,使學生成為真正積極的學習者。
而傳統的課堂教學教育重視教師的講授,輕視學生的探索與創新;重視學習的結果,輕視學習的過程;忽視學生主動、積極的思維參與。學生在課堂上只是作為被動的認知體而存在,教師在課堂上得不到學生的積極回應,師生間缺乏必要的交流。使學生缺乏主體意識和主體精神,缺乏創造性和自信心。課堂教學中要改變學生作為被動的認知體的處境,就需要對課堂教學方法進行改革。
二、在專業教學中實施互動式教學法的作用
《車輛運用與管理》課程是一門實踐性很強的課程,其中,有關規章制度、安全生產與事故的調查處理等教學內容如果按照傳統的言傳口授教學方式組織教學,學生往往感到枯燥無味,而互動式教學的一個最重要的特征就是將學生作為課堂的主體,將枯燥的理論知識的講授變為交流式的談話、探討。而高等職業技術教育的培養目標是為生產一線培養技術應用型人才。這要求我們的學生不僅需要有一定的基礎理論知識,還需要有較強的實際動手技能。
利用互動式的教學方法組織課堂教學,可以增強學生的主動參與性和教師的引導作用,加強對所學知識在實踐中的應用,培養學生的口頭表達能力和創新能力,提高課堂教學效果。
三、互動式教學對教學提出新的要求
1、對教學手段的要求
互動式教學的開展不僅僅是教師和學生之間的口頭交流,要想達到理想的效果還需借助必要的教學手段。對于課程內容中結構復雜的工作原理圖和操作流程圖,僅靠教師在黑板上畫,既費時,又不易畫好,因此,有必要采用現代化的教學手段以達到較好的效果。當教學中涉及這些內容時,就可利用多媒體課件或實物投影儀進行教學。采用將現代化的教學手段與傳統教學手段相結合的辦法,可以幫助學生充分理解,再結合互動式教學,教學效果會大大增強。
2、對教師的要求
首先,教師教學前必須吃透教材,做到精心備課。教師不僅要清楚教材中的概念原理,而且要了解知識之間的內在聯系,即知識結構體系。其次,教師要善于活躍課堂氣氛。可以通過巧設疑問來調動學生主動思維,或者適時講一些與課程內容相關的軼事趣聞,以調動學生的積極性,驅散疲勞感。再次教師應注重案例素材的積累。互動式教學不僅要求教師有廣博的知識,而且要具有豐富的專業實踐經驗,這就要求教師在鉆研理論的同時還要走向社會,參與專業實踐,在實踐中充實自我,并通過實踐使專業理論更加感性和具體,獲得豐富的案例素材。這樣,教師對于適合課堂教學的案例才能做到信手拈來,游刃有余。,要求教師掌握現代化的教學手段,能夠利用計算機制作多媒體課件。
3、對教材的要求
鐵道車輛專業是鐵路的特有專業,專業課程教學與現場聯系緊密。隨著鐵路的5次大提速,大量的新技術、新材料、新工藝應用于鐵道車輛的生產和檢修。而教材出版周期長,教材內容陳舊,實踐性教材的缺乏成為教材建設面臨的主要問題。因此,互動式教學要求教材圖文并茂,能夠直接反映現場的生產實際,做到實踐性教學中的實習、演練內容完整,標準統一,同時體現高職教育的特點,要有較強的針對性。
4、對實習、實訓基地的要求
高等職業技術教育的特點是實踐性強,離開實踐性教學環節就無法達到培養學生動手能力的要求。因此,學校一方面要加大對實驗室建設的投入,另一方面要爭取企業對教學工作的支持,近年來,我們充分利用鐵道部專業教學委員會的專業教學評估和教育部教學水平評估兩次機會,購買了大量的實驗設備和教學模型,包括車輛柴油發電機組、客車空調機組、轉8A型轉向架、K2、K4轉向架模型、地鐵車輛模型的實驗、實訓設備等。這些設備與生產實際運用的設備外形結構、內部構件和工作原理幾乎相同,結合這些設備進行教學可以使課堂教學更加形象,便于學生的理解。校外實習教學是培養學生職業技能的一個重要環節。鐵道車輛的畢業生大都從事鐵道車輛的生產、檢修與運用管理工作,學校應充分利用與鐵路單位的良好關系與車輛廠、車務段簽訂實習協議,為學生的實習提供有利的條件。在實習過程中,我們還聘請現場工程技術人員和有經驗的技師共同指導學生的實踐,使學生畢業后能夠馬上頂崗作業。
5、對考核評價體系的要求
學生是具有獨立個性的人。傳統的教育過于強調統一,常常以“標準化”的方式試圖把學生培養成同一模式的制成品。在教學評價上,人們往往習慣于采用一種標準、一套答案來考核學生,這實際上是對學生創造能力的扼殺。因此,現代教育要求教師努力建立能夠激勵學生主動發展和創造的考核評價機制。具體的做法是:變單一的知識性考試為綜合能力評價,適當增加能夠表現創見的題目,以激發學生的創新思維;變單一的筆試為筆試+口試+實踐操作、開卷+閉卷的考核模式。
總之,互動式教學能從教學方式和教學內容的角度激發學生對專業課的學習興趣,有效避免了傳統教學方法的不足,對教學手段、教材、教師教學和實習等方面都做出了較高的要求,對學生專業課更好地掌握奠定了基礎。
鐵道車輛工程論文:鐵道機車車輛專業實踐教學課程體系的構建與實施研究
摘 要:實踐技能的培養是職業教育的核心內容,本文從目標、課程內容、資源體系三方面闡述鐵道機車車輛專業實踐教學課程體系的構建與實施。此課程體系從教師到實踐教學條件保障學生由易到難、由單一到綜合、由基本技能到崗位群技能的掌握,提高學生實踐操作能力,鍛煉職業和崗位技能,激發他們的創造性,為行業和社會培養更多人才。
關鍵詞:鐵道機車車輛專業(群);實踐教學課程體系
鐵路交通運輸業的蓬勃發展,使得鐵道機車車輛專業(群)人才需求量急劇增加,鐵道機車車輛專業(群)面臨前所未有的發展機遇,也面臨著挑戰。雖然許多職業學校都在專業建設和教學改革方面進行著積極地實踐和探索,但是對實踐教學的理解還存在的偏差、課程設置還存在與企業實踐的脫節、企業參與實踐教學的積極性還不夠高,成為學科建設的瓶頸,影響了實踐教學的發展。在此大背景下,加強鐵道機車車輛專業(群)實踐教學課程體系的構建與實施研究,為鐵路發展提供有力的人才培養保障,十分必要。
1 鐵道機車車輛專業(群)實踐教學課程體系的構建 目標
鐵道機車車輛專業(群)人才培養目標是培養具有扎實的基礎理論知識、專業知識和良好的職業綜合能力,能適應大鐵路、城市內軌道交通建設發展需求的高素質技能型人才是鐵道機車車輛專業(群)人才培養的總體目標。
實踐教學屬于人才培養方案中的重要的一個部分,目標是服務于本專業人才培養的總體目標的。實踐教學的目標和理念是通過實踐教學的過程,根據學生的認知特點,確定實踐教學內容和方法,由易到難、由單一到綜合、由強調基本技能到崗位群技能掌握,激發學生對本專業,及未來工作崗位的熱愛,培養鐵道機車車輛專業學生將理論知識的應用于實踐的能力,提高學生實操技能,鍛煉職業和崗位技能,并激發他們的創造性。
2 鐵道機車車輛專業(群)實踐教學課程的內容體系 組織
實踐教學內容是實現鐵道機車車輛專業(群)實踐教學目標的關鍵載體,以實踐教學目標為依據選擇恰當的教學內容是實踐教學的關鍵環節。實踐教學內容體系最顯著的特點就是適應本行業相關崗位對專業人才的需求,具有濃厚的行業特色。筆者將以本校(武漢鐵路職業技術學院)鐵道機車車輛專業(群)及其目標就業單位特點為例,來闡述以職業能力為目標主體,分層遞進方式來安排實踐教學內容。
及時層次:強化課內實驗,打好實踐能力基礎。
目前本校鐵道機車車輛專業(群)開設了電工技術、機械制圖等等專業基礎課,學生對指導教師的依賴性過強或者是只聽、只看不動手或者跟著指導老師一起做實驗能完成,卻不能獨立完成的現象。為了有效的解決這一問題,現要求學生在每一次實訓之前完成本次實訓內容的預習,對實訓的主要內容、原理和可能遇見的問題有一個總體的把握。開始實訓前,由指導教師檢查學生預習情況并對本次實訓課題內容進行講解,然后分組實訓,一對一檢查。
第二層次:重視和豐富實踐教學的內容,在實踐教學內容的落實中提高學生綜合能力。
課程設計、電工、鉗工考證、專業綜合認知屬于學生實踐能力培養內容中的第二層次,綜合考察各門課程知識的學習情況。我們根據鐵道機車車輛專業(群)的培養目標,有針對性的對實踐性強的課程開設了相關的課程設計,例如電工課程設計中的三相異步電機的外部控制接線、正反轉實現。綜合認知分為校內和校外兩部分,學校里面有機車和車輛實物可以供學習,但是車型不且技術比各鐵路線路使用車型滯后,因此將學生帶到武漢大功率檢修段、武昌南機務段、動車段等單位參觀學習。
第三層次:頂崗實習、社會實踐對實踐教學效果進行強化和深化。
在基本完成大部分基礎技術課和教學實習之后,在大三年級,用一學期甚至兩學期的時間,到本校合作企業或者未來的就業單位的對口專業的現場直接參與生產過程,由企業的師傅和校內的專任教師共同指導,綜合運用本專業所學的知識和技能,以完成一定的生產任務,掌握操作技能,提高職業素養。
3 鐵道機車車輛專業(群)實踐教學資源體系建設
高職實踐教學資源體系是由掌握過硬專業技術和專業理論知識的“雙師型”專兼師資隊伍和具有較先進教學設備、仿真教學環境的校內實訓基地、生產學習一體化的校外實訓基地構成。實踐教學資源體系的建設成果決定了實踐教學內容能否被有效落實的關鍵。
3.1 實踐教學資源體系之師資隊伍建設
鐵道機車車輛專業(群)實踐教學師資力量的缺乏以及高職教育的特殊性,使得“雙師型”教師隊伍建設成為迫切需求。“雙師型”教師的培養多種多樣,但是目的是一致的,即促進“雙師型”教師在專業和教書育人方面同步成長,教師業務水平的提高是教學質量提高的保障。促進教師成長的分為以下三種方式:院校培養、校企合作、教師自主發展。
院校培養:青年教師,是高職院校中迫切需要被培養的教師,這一部分教師從高等院校中畢業不久,絕大部分都是碩士研究生學歷及其以上,他們在自己專業領域的技術前沿有一定研究,并且大部分屬于非師范專業。本校學生的培養方向是技能型人才,因此需要這部分青年教師在教學方面從他們曾經的技術研究轉變到基礎知識傳授和對學生的技能培養方向來。如何順利、快速的完成過度,靠青年教師自己個人探索,難度大,效率低。此時院校要擔負起重要的角色,培養幫助青年教師,如送青年教師到專業的教師崗前培訓機構完成教育學、教育心理學等等相關的理論學習,同時采用師徒形式,讓經驗豐富的老教師擔任青年教師的導師,通過教研活動、隨堂聽課指導對青年教師給予切實的業務指導,幫助青年教師建立良好的教學態度、提高專業技能和創新精神。院校要健全教師資格證書制度和上崗從業證書制度建設,要注重教師專業素質的提{,為教師提供各種學習和實踐的機會,實現教師教育終身化。
與企業合作培養:在積極開展教研活動,讓具有豐富現場實踐經驗的教師傳幫帶,促進實踐教學經驗薄弱教師的專業化成長的基礎上;積極從鐵路局相關單位(如武漢大功率檢修段、武南機務段等)引進與聘請技術專家,建設實踐教學專兼師資隊伍,鼓勵教師采用半脫產或者是脫產形式到企業掛職鍛煉,擔任企業技術員、技術顧問或者直接頂崗到與該教師所授課程相關的崗位工作中去,在崗位一線提高教師專業技能、豐富工作經驗,學習鐵道機車車輛行業的近期技術,加強學校與企業聯系,使企業成為穩定的實踐教學實訓基地;聘請專家為兼職教師,兼職教師與本校專任教師一起參與課程設置與人才培養方案的制定、科研工作等,在此過程中提高提升兼職教師的專業理論教學水平,同時在共同的教學工作中,本校專任教師也能熟悉并學習到來自企業一線的崗位技能要求,在教學工作中做到有的放矢。
教師自主發展:以上兩點是外部驅動力作用,與此同時還要依靠教師自我提升、自我實現的內驅力推動,內外結合才能促使教師不斷學習提高。教師通過文獻、期刊等各種學術載體,學習先進技術理念,在寒暑假到企業學習鍛煉學習企業現場的專業技能和崗位需求,在教學中向的同事學習,向學生學習,使學習成為自己的習慣。讓自身的成長和價值實現成為教師個人學習進步不竭的動力。
3.2 加強鐵道機車車輛專業(群)實踐教學實訓基地建設
實訓基地是承載技能培養的搖籃,是將理論與崗位實踐聯系起來的場所,是學生提升職業技能的場所,實訓基地的設置應該分層次,遞進式設置,主要分為一般性實訓基地,仿真實訓基地,以及設置在企業生產一線的實訓基地。
3.2.1 一般性實訓基地建設
該類實訓基地僅從一般性技術應用能力形成的需要,不考慮真實的鐵道機車車輛專業(群)生產性環境條件,來購置培訓設備,構建應用性實訓基地。其作用是讓學生具有基礎性的實踐操作技能,如電工、鉗工、電子、計算機等技能。
3.2.2 校內仿真性實訓基地
學校在建設實訓基地設施時,按照企業真實的生產環境構建。實訓基地環境建設模擬企業生產環境,讓學生初步了解未來所從事的崗位,了解該崗位需要的理論知識和操作技能,為了增強了難度及實用性,場景盡量模擬真實的生產環境信息。本校已經服務于機車車輛學院的有LKJ實訓室,城際鐵路屏蔽門實訓室、動車組模擬駕駛實訓室,和正在建設的制動機實訓室、城市軌道交通車輛綜合實訓室等等。
3.2.3 校外生產實訓一體化基地
各鐵路單位是根據實際需求而開展的生產或經營實體,將可以接受學生參與生產活動的單位建設為校外實訓基地,這類實訓基地具備了零距離培訓的條件,學生既是學習的主體也是生產的主體,生產活動既是學習過程也是工作過程,培養了學生技能的同時也培養了學生的職業素養、責任心和創造能力等。如本校已經建立了武漢大功率檢修段、武漢動車段、武昌南機務段、江岸車輛段等多處校外實訓一體化基地。
4 結 語
鐵道機車車輛專業(群)在軌道交通大發展的時代,要與時俱進,尤其是實踐教學課程體系要從內容、師資、實踐資源三方面構建與實施,致力于促進鐵道機車車輛專業的發展,為鐵路行業和社會培養更多的技能型人才。
鐵道車輛工程論文:高職鐵道機車車輛特色專業建設探析
摘要:本文闡述了高職鐵道機車車輛特色專業建設的內涵,介紹了高職鐵道機車車輛特色專業建設的基本原則以及建設目標,并提出了高職鐵道機車車輛特色專業建設的策略。
關鍵詞:高職;鐵道機車車輛專業;特色專業建設;人才培養
根據國家鐵路“十二五”規劃,到2015年,全國鐵路營業里程達12萬公里,比2010年增長2.9萬公里,同比增長85%。隨著國家對鐵路建設投入的加大,鐵路部門對“鐵道機車車輛專業”高技能人才的需求逐年增大,這對于培養“鐵道機車車輛專業”技能人才的高職院校而言,既是機遇又是挑戰。作為鐵道類高職院校,如何迎合企業的人才需求,建設高職鐵道機車車輛特色專業是我院面臨的重大課題。
一、問題的提出
高職院校的教學工作能否適應就業市場的需要,關鍵在于專業建設。教育部在《關于加強高職高專教育人才培養工作的意見》中指出:“職業院校要根據人才培養目標,根據區域經濟以及行業發展和社會發展的需求,按職業崗位和技術領域的實際需求進行專業的設置和調整”。1999年以來,隨著我國高等教育的迅猛發展,高等職業教育也經歷了規模發展的階段。隨著就業形勢的日趨嚴峻,各高職院校也更加重視就業市場的需求,打造迎合市場需求的特色專業。搞好特色專業建設,更好地服務市場,在市場競爭中贏得優勢,必將是各大高職院校今后發展的重要目標,它是時下高職院校建設工作的重心。專業建設的好壞是衡量高職院校辦學水平和市場競爭力的一個重要指標。
二、高職鐵道機車車輛特色專業建設的內涵
特色專業建設包含就業市場分析、專業課程體系的構建和教學、實踐教學體系和實訓基地建設、師資隊伍建設四個要素。在開展鐵道機車車輛特色專業建設的過程中,應該體現專業建設的市場導向,以專業設置和專業教學為核心,設計貼合市場的專業人才培養目標,完善校內外實訓基地的建設,注重師資隊伍的建設,開展高質量的專業教學。
1.就業市場分析。在關注國家鐵路建設項目的同時,深入鐵路部門,針對鐵道機車車輛專業的人才需求開展調研和論證工作,了解該專業的人才層次結構、就業規模以及人才需求情況,結合學院的具體情況,科學合理地進行專業調整。
2.加強專業課程體系的構建和合理選擇教學內容。專業課程體系的構建應突出高職院校“實用”、“夠用”的特征,以此為依據建設和調整課程體系的結構,開展相關的教學。教學實施方面,應加大實踐教學的比重,著眼于學生解決問題能力的培養。基礎理論課程的教學應注意把握“實用為主,夠用為度”的原則,對教學的內容進行取舍。專業課程的設置要結合區域經濟的特點,迎合用人單位的職業崗位能力需求。
3.完善實踐教學體系,加強實訓基地建設。結合學院實訓條件,充分利用區域經濟優勢,加強跟用人單位的橫向聯系。構建課內實踐、社會實踐、頂崗實習、畢業設計等有機結合的實踐教學體系,保障實踐教學在整個教學體系中的比重。加大投資力度,多方位改善實踐教學條件,打造完備的校內實訓基地,開拓校外實訓基地,構建跟市場接軌的校內外實訓教學環境。
4.加強師資隊伍建設。建設結構合理、素質優良、專兼職互補的雙師型教學隊伍是高職鐵道機車車輛特色專業建設的重要組成內容以及取得良好教學成績的保障。在制度上保障教師隊伍的上升渠道,制定必要的激勵機制,鼓勵鐵道機車車輛專職教師深入企業掛職鍛煉,多方位地更新自己的知識體系,優化自身的知識結構,提升專業能力,更好地為專業教學服務。
三、高職鐵道機車車輛特色專業建設的基本原則
高職鐵道機車車輛特色專業的建設應當遵循專業建設的客觀規律,著眼于實現特色專業的建設目標。
1.基于市場的原則。近年來,高等院校的毛入學率連年提升,高等教育已經從過去的精英化教育過渡到今天的大眾化教育,隨之而來的是日趨嚴峻的就業問題。在市場經濟的背景下,高職學生的就業已經走向就業市場。就業市場對畢業生的認可度,是衡量一個高職院校辦學能力的首要指標。特色專業的建設不應逆市場而動,應當著眼于培養市場認可的高技能人才。
2.定位、視野開闊的原則。高職鐵道機車車輛特色專業建設應找準本專業畢業生的就業崗位群,對專業培養方向進行的定位,根據就業崗位所需的知識、技能以及素養構建專業課程體系。立足地方,輻射周邊,凸顯“特”字,做到“人無我有,人有我強”。
鐵道機車車輛特色專業的建設在開拓視野、著眼當下的同時,應把握鐵路部門未來的建設方向和發展方向,在遵循鐵道機車車輛專業發展規律的前提下,結合就業市場的需要,在創新中謀發展。
3.資源整合的原則。鐵道機車車輛專業作為鐵道類職業院校的重點專業,其特色專業建設是學院內涵建設的著重點,涉及到學院師資、設備、資金等教學資源的合理配置。在教學資源相對有限的情況下,如何通過高效的資源整合,提高其使用效率,是鐵道機車車輛特色專業建設過程中需要解決的問題。
4.校企合作的原則。特色專業建設的最終目的是為了培養符合企業崗位需求的高技能人才,因此特色專業建設應該結合行業經濟和區域經濟的特點,充分發揮學院的自身優勢,并跟企業緊密相聯。鐵道機車車輛專業應該具有鐵路部門相關職能部門的企業背景,要根據相關崗位的職業能力要求設置專業,以真實的工作為導向建設校內外實訓基地,讓企業參與到專業的建設以及課程教學中來。特色專業團隊也應本著“走出去”的理念,通過掛職鍛煉、技術研討等方式加強與企業的聯系。
四、高職鐵道機車車輛特色專業建設的目標
1.設計貼合國家鐵路建設發展規劃,滿足地方鐵路部門人才需求,體現知識、技能、綜合素養協調發展,注重實踐能力和創新精神的培養,具備可操作性、科學性、前瞻性的人才培養方案。
2.培養專業技能突出、具備一定團隊管理能力的學科帶頭人,打造具備課程開發能力、知識結構優化的骨干教師隊伍,建立一支具有良好的知識背景、較強的科研能力、教學能力過硬的師資隊伍。
3.根據特色專業的需求,編寫一批貼合專業課程標準的教材,構建支撐鐵道機車車輛特色專業的精品課程體系。
4.探索與企業合作辦學的渠道,形成長效的校企合作辦學機制,建設“校企深度交融,工學有機結合”的校內外實訓基地。將校外頂崗實習納入鐵道機車車輛專業實訓教學體系。
5.將與企業的合作交流常態化,形成鐵道機車車輛特色專業的動態優化機制。
五、高職鐵道機車車輛特色專業建設的策略
高職院校鐵道機車車輛特色專業的建設,必須依托行業背景,結合學院自身的特點和優勢,堅持與企業進行深度合作,綜合人力、財力和物力進行系統性地建設。
1.構建高效、長期、多層面、寬領域的校企合作機制。構建高效的校企合作機制是鐵道機車車輛特色專業建設的生命力所在。作為專業建設的人力資源保障,有必要成立一個由鐵路相關職能部門的崗位專家以及學院專業教師共同組成的專業建設專家組。專業團隊教師通過掛職鍛煉、定期技術培訓與交流等方式不斷更新自己的知識結構,確保教師團隊的專業知識跟得上行業技術發展的腳步。通過深入鐵路部門進行調研,構建畢業生信息反饋的渠道,及時了解和掌握就業市場對人才需求的變化。
2.開展專業課程體系建設,根據不斷變化的行業需求,調整課程的內容。通過精品課程建設、特色課程建設等方式構建符合企業崗位能力培養需求的專業課程體系。將特色專業的建設目標,細化為各專業課程的建設目標。在建設經費上予以支持,政策上制定相應的激勵機制,通過具體的精品課程、特色課程的建設來提升特色專業的建設水平。
3.打造的課程教學團隊。特色專業的建設以及建設方案的實施離不開高素質的教學團隊。高素質的教學團隊建設應當在著眼于專業帶頭人培養的同時,注重專業骨干教師的培養。在師資結構上予以優化,在政策上鼓勵專業教師在學歷、專業技能、教學能力上多方位地提升。著力于教師教育觀念的轉變,激發教師的服務意識、質量意識和創新精神。改變過去“大鍋飯”的做法,對在特色專業建設中表現突出的教師予以獎勵,充分調動專業教師的積極性。
4.積極探索“校企合作、工學結合”人才培養模式。特色專業建設的突破點是人才培養模式的創建。依托地方企業、結合學院的優勢,建設校內外實訓基地,把企業引進課堂,把課堂設在企業,豐富校企合作的渠道,通過工學交替、頂崗實習、開設“訂單班”等舉措,積極探索高職鐵道機車車輛專業的人才培養模式。
5.制訂符合鐵道機車車輛特色專業人才培養目標的人才培養方案。通過企業調研以及畢業生跟蹤調查等方式,了解鐵道機車車輛專業所對應的鐵路各職能部門的就業崗位。熟悉這些就業崗位的工作內容,確定鐵道機車車輛專業的人才培養規則,按照“實用為主,夠用為度,兼顧發展”的原則,設計課程體系,制訂人才培養方案。
高職鐵道機車車輛特色專業的建設是一項系統的工程,特色專業的建設必須依托高職院校的校內內涵建設。同時鐵道機車車輛特色專業的建設也是高職院校內涵建設的一部分,對高職院校的整體建設和發展有著重要的促進作用,兩者相輔相成。高職鐵道機車車輛特色專業建設是高職鐵道類院校發展過程中一個重要環節,應當重視對這一專業的建設,培養更多符合企業崗位需求的高技能人才,提高高職院校的市場競爭力。
鐵道車輛工程論文:冶金企業鐵道車輛輪對綜合檢修技術研究與應用
摘 要:現階段運輸部鐵道車輛輪對檢修技術不適應當前快速發展的高要求,為解決這一難題我們積極探索完善改進檢修工藝,開發相應的檢修設備。該項目以滿足萊鋼自備車運用及檢修實際情況為基礎,完善改進輪對檢修的工藝,實施綜合檢修,并研制了相應的輪對檢修設備,實現了檢修的標準化作業,提高了檢修效率,節約了檢修成本,提高了車輛運用性,滿足了萊鋼鐵路運輸生產發展的需要。
關鍵詞:冶金企業;輪對;鐵道車輛;檢修
0 引言
山鋼集團萊蕪分公司共有自備車500余輛,根據修程每年到期檢修的鐵道車輛輪對和故障檢修的輪對共計2000多條,檢修任務重,現階段檢修技術水平和檢修能力不適應公司快速發展對設備檢修的高要求,在一定程度上制約了鋼鐵主業的發展。
1 研究工作與進展
從經濟性、安全性、性、適用性等方面深度分析車輛輪對檢修、運用現狀,借鑒全國同行業鐵道車輛先進技術和理念,確定了實施冶金企業鐵道車輛輪對綜合檢修技術的方案。
系統分析現階段實施的輪對各部的檢修工藝及設備是否存在檢修質量差和缺項等問題,針對發現的問題進行研究設計,從而實現輪對各部均能有效檢修的目的,以提高車輛運行的安全性。
逐步完善檢修工藝,使之更加適用于萊鋼鐵道車輛運行的高要求。
2 主要工作
2.1 軸承檢測工藝及設備的研究設計
我們經過研究分析決定采用較為成熟的測試技術進行鐵道車輛軸承狀態檢測,并引進了振通904數據采集器/雙通道機器分析儀實施軸承檢測,但是該設備只能進行在線檢測,不適合我部軸承檢修的實際情況。因此我們對閑置的軸頸車床實施改造,制作了車輛輪對的驅動機構及夾具,實現了車輛輪對在與車體分離狀態下的工況模擬,最終實現了軸承離線檢測的數據采集、轉儲及分析功能。
2.2 輪對輪軸清洗
該輪對清洗機括控制裝置、走行裝置及清洗裝置等三大部分,它利用配重的重力作用使鋼絲刷貼合輪對軸身,對軸身上附著的粘鐵和鐵銹進行徹底的清洗,具有能耗低、效率高、易于操作、便于維護的優點。在設計時充分考慮到特種車輛鐵水車輪徑小的現狀,鋼絲刷輪升降采用軟性連接,能夠滿足不同輪徑輪對的清洗。
2.3 實施輪緣、輪背堆焊
由于線路曲線半徑較小造成鐵道車輛尤其是鐵水車輪緣、輪背磨耗大。輪緣磨損時容易造成輪緣缺損,輪緣與鋼軌的間隙增大,致使車體過分搖擺,引起道岔損壞;當逆著道岔運行時容易發生脫軌事故。輪緣與輪背同時磨耗當車輪運轉時容易撞壞尖軌而引起爬上軌面或走向異線,造成脫軌事故。通過對車輛輪對磨耗情況進行分析,我們研究設計了能夠對輪緣、輪背都能實施堆焊的多功能堆焊機。
2.4 研究輪對鏇修工藝,實施不拆軸承(軸箱)輪對鏇修
鐵道車輛長時間的運用,以及現場運用環境惡劣,造成輪對踏面、輪緣磨耗嚴重,影響行車安全。按照技術要求應對踏面和輪緣進行鏇修成原型尺寸后才能裝車運用。以前,我們采取的是先拆卸軸承后鏇修再裝配軸承的方法進行維修,這樣的方式不僅工作效率低,而且多次的軸承拆裝導致輪對軸頸磨損,使得軸承、軸頸間過盈量不滿足技術要求,最終導致輪對報廢。為了解決上述問題,我們研究實施鐵道車輛輪對帶軸承鏇修技術。我們分別對隔離車輪對及軸承、華
山140噸鐵水車輪對及軸箱的結構、外形尺寸和加工位置進行分析,從加工回轉、夾具定位、力矩傳遞、卡緊加緊部位等幾個方面入手,最終確定了設計方案,設計制作了隔離車輪對不拆軸承鏇修夾具和140噸鐵水車輪對不拆軸箱鏇修夾具。
2.5 實施超聲波探傷,完善配件探傷工藝
超聲波探傷聲束覆蓋面廣,可以探測到輪軸內部以及鑲入部的內部缺陷。由于現在我段沒有超聲波探傷設備只實施磁粉探傷,無法實施超聲波檢查,所有大修、事故修車輛輪對一直靠外委探傷。而且我段大部分鐵水車沒有備用輪對,需要探傷的輪對需要集中一部分后才實施外委探傷,及時性差、造成車輛不能正常出庫,造成現場車輛運用緊張。鑒于以上問題,我部購置了超聲波探傷儀,在已經實施磁粉探傷的基礎上,進行輪軸超聲波探傷,輪軸檢修效率有了明顯的提高,車輛運行的安全性極大地提升了。
2.6 研制軸承退卸機
軸承與軸頸為過盈配合,從軸頸上拆卸軸承時,需使用專業退卸夾具進行退卸。退卸軸承時,將輪軸中心線與壓力機、活塞的中心線調整一致后,把拆裝壓力機上的退卸夾具夾靠在軸承或軸箱后檔,起動油泵,油缸的活塞桿帶動退卸夾具將軸承從軸頸上拔出。目前萊鋼現有的鐵道車輛使用的軸承分為免維護型和特種軸承兩種。因此我們根據壓裝力和軸承軸箱外形尺寸的不同分別設計制作了兩臺軸承退卸機及配套工裝。
2.7 軸承清洗及設備的研究
該清洗機適用于特種軸承如22330CA型軸承的清洗,它主要由主機、水系統和電控系統三個系統組成。該清洗機采用噴頭體固定、清洗工件回轉的方法。清洗過程中,高壓力、大流量的清洗液循環噴射清洗。清洗時,主軸通過減速機帶動清洗工件轉動,清洗劑通過噴嘴噴出,直接射入被清洗軸承的內壁和保持架縫隙中,有效地去除軸承內的油污、鐵屑等雜物。
2.8 軸承注油工藝的研究與改進
以往軸承潤滑用的是手工涂抹方式,油脂只能涂在軸承的外端面。油脂無法進入軸承內部,軸承無法得到有效潤滑。因此我們改進軸承注油方式,保障其軸承油脂的填充量和良好的潤滑效果。經過對非密封式軸承的研究和分析,結合現場鐵水車運行距離較短,停時較長、運行速度較低,軸承發熱量小的特點,研究了軸承密封注油工藝,并設計了軸承注油機。
通過實施對鐵水車軸承注油,滿足了其軸承的潤滑要求。如軸承注油示意圖1所示:通過設計注油小車,制作軸承注油模具,將注油模具卡在軸承端面上。這樣油脂通過注油管道進入到軸承內部,滿足了軸承的潤滑要求。
采用封閉式注油方式,可以使油脂充滿軸承內腔。①采用密閉式注油的軸承,由于自身的運用特點在運用過程中不會因油脂多而產生較大熱量導致燃軸。②在注油過程中,軸承前端面進入的油脂在壓力的作用下能夠將舊油脂擠出,解決了舊油脂驅除難的技術難題,提高了注油效率的同時保障了軸承潤滑質量。
由于設計的注油卡盤緊固后緊貼于軸承外側,雖然注油過程中軸承內腔填充滿了油脂,但車輛運行后油脂即可有部分進入軸箱,使軸承室內油脂填充保持在1/2~2/3,能夠充分滿足軸承正常工作的需要。
2.9 研制全功能軸承壓裝機
現有的Wy型滾動軸承壓裝機能夠實現352226X2-2RZ型軸承的標準壓裝,即:定位、 頂起、快進、夾緊、工進、保壓、退回、降下,這八個工步按程序設定自動運行,從而完成軸承壓裝工作。但是352230-2Z/YA、22330CA、22328CA等其他五種軸承外形尺寸各異,所以不能自動完成定位等工序。因此我們聯合廠家對該設備進行改造,使得能夠實現現有軸承的全自動壓裝。
3 結束語
運用實踐表明冶金企業鐵道車輛輪對綜合檢修技術研究與應用項目實施效果良好,不僅輪對檢修項目,而且輪軸檢修質量極大的提高了,并且增強了冶金鐵道車輛運行的安全性。
鐵道車輛工程論文:多媒體輔助教學對鐵道車輛專業課程改革的教學研究
摘 要:作為現代教學方法的一種,多媒體技術的應用改善了教學氛圍,提高了學生興趣, 減輕了教師工作量、且可重復利用,提高了教學效率。《車輛機械檢修》是高職類鐵道車輛專業的核心課程,要求授課時除了講授理論知識還要兼顧實踐技能。如何提高學生的動手能力,是實踐教學一直關注的問題。由于設備條件的制約,采用“理實一體、虛擬結合”手段,廣泛借助防仿真軟件和多媒體技術,能夠提高教學質量,改善實踐教學條件,且能克服之前實踐教學的弊端。
關鍵詞:多媒體技術;車輛機械檢修;實踐教學
1 多媒體技術的特點
多媒體技術一種把文字、圖片、動畫、甚至聲音等多種元素集于一體的綜合手段,通過顯示器展現出來,例如常見的PPT,視頻、動畫等。教師通過結合自己的講授內容,融入自己的設計理念,將多媒體技術廣泛運用自己的教學體系,能夠達到事半功倍的效果:在理論教學中,可以代替板書,將文字精煉后呈現于PPT之中,在講解具體零部件組成時,可以代替畫圖、圖紙等,將圖片、甚至三維動畫展現在投影鐘,清晰展現零部件構造特點,避免講課中產生枯燥、想象的尷尬;并且多媒體技術人機友好,靈活便捷,可輕松實現資源共享和遠距離傳輸,可以激發學習興致,發揮學生的主觀能動性。
2 傳統實踐教學弊端
(1) 理論與實踐教學相脫節。車輛機械檢修課程中,實踐教學在該課程中占比很大。該課程意在培養學生檢修客、貨車輛的實際動手能力和操作技能,為鐵路局車輛段、車輛廠、地方鐵路等輸送高素質的技術技能人才。理論教學教授學生掌握鐵道車輛重要組成部分的結構特點、工作原理和常見故障分析,從而學習客貨車輛的檢修方法。這就需要將實踐教學貫穿在整個教學環節中,基本上可以分為三種:1.在理論教學之前學習;2.融入到理論教學;3.理論教學結束后。不管采用哪種,都無法避免理論和實踐教學的脫節,對于學生而言,不能立刻將所吸收的知識融會貫通,更談不上充分掌握實踐技能。
(2)教學條件的限制。考慮到多方因素,比如說實訓設備資金、設備配套統一、實訓環境等客觀因素的制約,不能保障讓學生對所有的檢修設備及工具分析研究,另外指導教師實際操作能力及知識儲備等因素,導致學生在實訓結束后,對實訓環節體會不同,實際的動手操作能力也層次不齊,實踐教學的目的不能很好實現。
(3)實訓操作規范性有待提高。由于受到實訓設備及學生素質的影響,經常出現不按規范進行操作的行為。在實訓教學活動中,不論是指導教師還是學生,都會出現不恰當操作或者暴力拆裝,這就需要有相關的操作要求和標準來嚴格把關;有的零部件或設備需使用專業工具拆卸,并需要及時的維護保養,缺乏相關保障,導致設備、工裝量具的損傷、磨耗等,導致重復使用率大大下降。比如說在車鉤、閘瓦以及第四種檢查器的使用方面,工具損傷很大,造成浪費過大,甚至無法進行后續教學。
3 多媒體技術在實踐教學中的應用
在車輛機械檢修課程中,教師在講解理論知識時,比如講解車輛各部分組成、工作原理及檢修工藝等,通過多媒體技術,就可以在教學中穿插教學視頻,隨時隨地培養學生的實踐意識,在后期的頂崗實習環節以及畢業設計環節,有機的將理論與實踐結合在一起,這對于學生以后走向工作崗位,迅速進入角色具有很大的意義。其次,在學生上學期間,開展車輛鉗工、車輛電工中級的評定,在平時的教學中使用多媒體技術。車輛機械檢修課程安排有約30%的實踐教學,傳統的教學模式即為先通過教師的理論講述(教學條件和設備技術所限),然后學生便開始進行部分檢修實操實習(根據實驗室設備而定),由于多方因素,學生不可能掌握故障診斷方法及檢修工藝,甚至無法想象更多的大型設備流水線,比如說模擬車輛廠、車輛段檢修工藝。通過多媒體技術的使用,配合車輛段和車輛廠用攝像機、照相機等多媒體技術在實訓室投影播放,實訓指導教師在此基礎上做一些關鍵性的技術指導,這樣大大提高了實踐教學效果,還能提高學生的實際動手操作能力。
4 多媒體技術的實施辦法
(1)提高教師多媒體技術的使用水平。教師授課方法至關重要,通過舉辦多種短期培訓班,對教師進行教學方式指導,可側重于培養教師使用多媒體技術的能力, 如PPTt、3D動畫、 視頻錄制等等;還可以指導教師學會廣發利用多種設備,如電腦仿真軟件、投影儀、攝像機等,培養教師對于文字、圖片、音像等處理的實踐技能,提高教學團隊的整體實踐素質,靈活性、多樣化教學,打造高素質、高技術的教師團隊。
(2) 硬件和軟件有機結合。專業教師的教學水平和教學資源是密不可分的,通過在學校提供相關的技術支持,比如說現教中心,以及對專業教師專業技能的培訓等,為教師提供充足的教學支撐,特別是在實踐教學環節中,如何真正的做到工學結合,才能讓學生的專業技能水平得到顯著提高。
(3)教學方式多樣性。靈活、豐富的教學方法不但能夠激發學習的主觀能動性,還可以提高教學效果。在具體教學過程中可采用以下方法:1) 情景教學法。這是一種近幾年廣泛使用的教學模式,通過模擬真實的現場環境提出問題,激發學生的興趣,達到提高教學效果的方法。比如說將車輛構造分為五個部分:車輛基本知識,客貨車轉向架、車鉤緩沖裝置以及車輛內部設備等幾方面,從常見故障分析及檢修工藝,激發學生的主觀能動性,通過先了解其構造、組成及工作原理,再分析故障機檢修方法,達到真正的項目化教學。2)采用先進的教學手段。積極隨著社會的發展,廣泛采用高新尖技術,結合在在教學過程中,實現科學、生動、靈活的教學課堂,理實一體、虛擬結合,老師講的輕松、學生學得不吃力。3) 案例教學法。這是美國高校的一種教學方法,適用于實踐性強、應用性廣的學科領域。教學過程中采用現實生活中發生的案例進行教學,鐵路發展迅速,現場發生的事故也是多種多樣,所以教師要關注實時動態,加強對鐵道車輛技術發展的關注,并且及時更新到教學課件中,生成多媒體仿真軟件,讓學生虛擬操作。4)建立仿真實訓室。車輛構造與檢修課程是一門實踐高要求課程。面對資金不足、場地受限的因素,應該積極發揮主觀能動性,創造實踐性、操作性強大的仿真實訓室。
5 結束語
車輛機械檢修課程作為鐵道車輛專業的專業必修課之一,因其專業性質而占據了非常重要的地位。而采用豐富的多媒體手段與新技術,跟上時代的步伐,工學結合,實教于學,不僅利于提高學生的專業技能水平,對于提高學校專業教師的專業素養與實操能力,提高該課程的教學質量及教學方法具有深遠的意義。
鐵道車輛工程論文:鐵道機車車輛專業內部實訓基地建設管理芻議
摘 要:本文針對高職院校的具體特點,重點研究了鐵道機車車輛所建設的實訓基地對于其專業的建設產生的重要影響,同時,針對實際情況提出了實訓基地建設與管理的方法。
關鍵詞:高職院校;實訓基地;建設;管理
一、內部實訓基地建設的重要作用
近年來,教育部頒布了新的高等職業院校改革意見,其中明確規定了高職院校的改革目標,應始終遵循建設主體多元化的目標,與行業企業實現緊密聯系,積極完善實訓與實習基地的條件。與此同時,還提出了學校改革的最終目標。學校不僅僅是培養專業人才,同時還應將科學培養素質作為核心,重視培養學生今后在企業中的各項實踐能力[1]。
而鐵道機車車輛專業的主要目標就是培養高層次的技能實用型、高素質鐵路司機專業人才,注重實際操作技能的培養。因此,為了更好的實現提升操作技能的目的,就必須充分重視實踐的作用。由此可見,鐵道機車車輛實訓基地的建設對于提升鐵道機車車輛專業學生技能具有重要的現實意義。
內部實訓基地主要是進行實訓的場地,同時,利用該場地可以完成對學生同相關職業技能的培養,具體的作用表現在以下四個方面:
及時,使學生職業技能與綜合素質得到提高。實訓基地的建設能夠有效地為鐵道機車車輛專業的學生提供良好的實踐環境,可以提高其基本技能與專業技能,并使其綜合能力得到提升。而學生在實訓基地中進行實踐,可以進入到真實的工作環境,一定程度上使學生職業技能得到提升[2]。在此過程中,學生能夠有效地獲取工作經驗,并且培養了學生的溝通與協作以及管理能力。
第二,更好地提高學生就業能力。在實訓基地中進行專業學習與實踐鍛煉,能夠使學生的思考與分析能力得到增強,并且培養了其動手實踐與解決問題能力。這樣,在學生畢業后,很容易使其在短時間內適應工作環境并投入到工作中。
第三,利于建設高素質“雙師型”團隊。建設實訓基地,對于學生來講可以更好地實現培養目標,而對于教師來講則可以提高其自身的業務水平。其中,教師業務水平主要涉及到理論與實踐能力。然而,要想提升教師的實踐能力就應該對其進行實訓,使其在實訓基地中進行長期鍛煉,并將工作任務落實到個人,這樣不僅可以使教師對行業的發展狀況進行實時地了解,同時還能夠使其在實踐過程中不斷積累相應的經驗,對于其未來實踐工作的順利開展具有重要的意義。
第四,可以有效提高專業的科研水平。學校不僅需要完成人才培養的目標,同時還應該進行技術攻關與改造的工作。通過與實訓基地相結合,實現科研工作的有效合作,不僅可以幫助教師更好地利用實訓基地發揮項目自身優勢,而且還可以有效地提高理論研究工作的深度,不斷擴大實踐研究的涵蓋范圍[3]。與此同時,兩者的有機結合對于企業的管理者來講,能夠利用教師自身的理論知識為企業技術難題提供解決措施,進而實現兩者的互利共贏,共同得到提升。
二、鐵道機車車輛專業內部實訓基地建設建議
鐵道機車車輛專業的內部實訓基地建設對學生的專業培養具有重要的作用。目前,雖然已經實現了內部實訓基地的建設,但是,仍需為其提供具有價值的優化措施。
及時,鐵道機車車輛專業的教師需要親自進入到機務段等合作的單位進行現場的調研,掌握職業崗位能力與素質的具體要求[4]。在此基礎上需要與企業的專家對職業資格標準與崗位的要求進行分析,而后總結出具有代表性的工作任務,進而制訂出符合專業技能與職業態度的規定,積極明確不同模塊的培養目標與計劃。除此之外,還需要同企業的專家共同開發出鐵道機車車輛專業的實習實訓經驗。
第二,執行績效考核制度。為了更好地保障鐵道機車車輛專業內部實訓基地建設的順利開展,應積極建立并健全規章制度,保障建設工作的規范性與標準性。制定并執行績效考評制度,對實訓基地的建設狀況進行定期考評,同時對實訓基地的建設進行的過程管理,確保績效考核與實訓基地建設的人才培養模式以及管理制度相適應,進而有效保障鐵道機車車輛專業內部實訓基地的正常建設,并為學生的內部實踐提供平臺[5]。
第三,實現培訓服務。鐵道機車車輛專業與鐵路的發展具有緊密的聯系,同時也需要學校與企業之間的合作與協作,這樣才能取得專業的預想效果。學校應該同相關部門與企業實現合作,進而更好地為學生提供培訓的服務。此外,專業教師應與合作企業或者部門進行合作,進行技術創新或者是技術攻關,不斷提升自己,促進校企間的進一步合作。
三、鐵道機車車輛實訓基地管理建議
實訓基地的管理應重視實現企業化與市場化,并建立健全內部的實訓基地運作體系,確保規章制度的科學合理,對基地結構進行優化,構建質量監控的體系,進而積極實現科學化的管理,充分發揮其綜合性的功能。
基地的內部管理需要實現集中管理,簡單地說就是對實踐教學的資源進行集中性的管理,并積極建立實訓中心,進而對資源進行優化配置,防止出現重復投資的現象,有效提高設備的利用效率。與此同時,在對外管理方面應采取共享機制,也就是實現企業化的管理,實行市場化的運作[6]。積極引進現代化的企業理念和價值觀念,為企業化的管理營造良好氛圍。同時,實訓的主要內容和項目來源于企業內部,而實際的訓練方式和過程應實現企業化。根據市場化的需求應進行實訓的成本核算,進而積極推動培訓、設備以及工具和材料的管理,保障實踐質量與高效率,實現社會與經濟效益的同步性。
根據企業內部的運作機制來進行勞動管理,并為學生營造良好的勞動環境,使其能夠在做事中更好地進行思考,不斷提高自身的職業素養。
結束語
綜上所述,要想更好地建設鐵道機車車輛專業的實訓基地就應對其建設與管理工作予以一定的重視。鐵道機車車輛專業的實訓基地建設對于其專業的發展與實踐具有重要的現實意義,可以有效地提高培訓的質量與效率,進而積極地推動鐵道機車車輛專業改革發展與創新。(作者單位:柳州鐵道職業技術學院)
鐵道車輛工程論文:高職鐵道車輛空調電氣實訓室建設深討
[摘 要]文章介紹了鐵道車輛空調電氣實訓室建設的必要性,提出了電氣實訓室的建設方案,分析了實訓室的功能及投入產出效果。
[關鍵詞]高職;鐵道車輛;空調電氣實訓室
1.空調電氣實訓室建設的必要性
隨著我國高速鐵路建設規模的不斷擴大和技術的不斷提升,需要大量鐵道車輛運營與檢修的高技能人才。為此,高職鐵道車輛專業怎樣培養出合格的高技能人才顯得尤為突出。近幾年,為適應鐵路發展需要,鐵道車輛專業招生規模也相應擴大,為了讓學生走上工作崗位后能盡快適應工作崗位,結合現場實際進行教學顯得尤為重要,在校內建立空調電氣實訓室是很好的選擇,這樣能為學生提供理論聯系實際的有利條件,達到事半功倍的效果。毫無疑問高職學生正是鐵路發展中的主力軍,那么如何培養高職學生盡快適應好鐵路行業崗位是我們需要亟待研究的課題。
同時,隨著電氣化鐵路的發展,電氣在鐵道車輛上的運用越來越廣泛,這就要求學生不僅能夠懂得電氣行業入門知識,還要知道其在鐵道車輛上的應用。
鐵道車輛電氣方面從專業角度講主要包含了客車上的用電設備及供電原理,本文僅討論空調電氣實訓室的構想。空調電氣實訓室所選設備必須與車輛檢修部門現場情況相適應,能夠盡較大程度的還原現場,讓學校和工作現場無縫對接。電氣實訓室建成后,可以通過理論知識與現場實際相結合,培養學生正確運用知識的能力,增強學生的動手能力;通過模擬現場檢修,幫助學生掌握運用和車輛電氣檢修的相關知識,通過設置故障培養學生查找故障和排除故障的能力等等,學生經過系統的學習和技能訓練,可以勝任車輛檢修與車輛運用等相關行業工作。
2.空調電氣實訓室建設的內容與規劃
空調電氣實訓室主要承擔鐵道車輛專業的《客車空調系統維護與檢修》、《客車電氣系統維護與檢修》、《車輛維護與檢修》等課程的實踐教學環節。主要設備包括車輛空調機組、逆變器、電茶爐設備、綜合控制柜、DC600V電源、開放式空調、電動塞拉門系統等。空調電氣系統實習是以學生自己動手為主,主要目的是為了讓相關專業的學生了解車輛運用檢修部門鐵道車輛保養維護的整個過程,掌握理解基本的空調電氣知識和常用電氣元件識別、檢修、操作、保養、裝配、調試等基本技能,以滿足對專業培養目標的要求,提高鐵道車輛專業學生的實際應用能力。在此基礎上掌握一定操作技能并自主動手檢修部分設備為特色,將操作技能訓練、基本檢修知識和創新啟蒙有機結合,為學生的實踐能力和創新精神構筑一個基礎扎實而又充滿活力的實踐平臺。
3.資金籌措與項目進度安排
空調電氣實訓室建設資金由中央財政支持統一安排解決。先根據設計方案進行項目招標,中標單位組織施工,工程施工、安裝、調試完成后由院相關部門組織驗收,驗收合格后正式投入使用,其中材料和設備的質量保障期六年。
4.投資效益分析
4.1 滿足行動導向教學的需要
空調電氣實訓室建設和實訓課程的開設,將使學生通過現場觀察、測試及親自動手操作,具備一定的動手能力,鞏固課堂知識,培養分析和解決問題的能力,提高鐵路行業素養及實現理論知識的靈活運用,從而系統地掌握車輛段車輛檢修技能,使學生走上工作崗位后能更快地進入工作狀態。工學結合一體化課程的人才培養過程是“工作過程中學習”和“課堂學習”相結合的過程。課程的教學必須以行動導向為原則,即讓學生以個體或小組合作的方式圍繞明確的學習目標通過完成一系列的綜合性學習任務學習新的知識與技能、提高綜合職業能力。建成這樣適應學生綜合職業能力發展的理實一體化的實訓環境,可滿足行動導向教學的需要。
4.2 滿足職業技能鑒定的需要
實訓室建成后,可開展相關的車輛鉗工、車輛電工、運用檢查員等崗位職業資格證書的鑒定工作,可以保障學生在專業學習的同時能獲得相關崗位職業資格的認可。
4.3 為企業提供專業服務
貫徹“校企合作”原則,在培養高技能人才的同時,擴大社會服務范圍。實訓室建成后可利用學校現有的教師資源、場地及設備資源,為企業提供職業資格考證培訓以及鐵路的新技術培訓,實現學院企業“雙贏”。同時,依托客車廠、車輛段、動車組檢修所等多個鐵路單位,加強校企合作機制,真正讓學生感受到學校與企業的融合統一。
鐵道車輛工程論文:鐵道車輛轉向架在線更換設備研究
[摘 要]轉向架在線更換設備是用來完成鐵道車輛檢修的重要設備,且在線更換設備的應用效率相當高。目前,該設備已被廣泛應用到我國各動車運用所,且成效顯著。為此,本文筆者結合實踐經驗,就鐵道車輛轉向架在線更換設備進行研究。
[關鍵詞]轉向架;在線更換設備;車體支撐裝置
一、引言
轉向架作為鐵道車輛關鍵性的行走機構,對鐵道車輛運行的安全性起著直接性的作用,因此必須確保轉向架良好的運行狀態及綜合性能。眾所周知,任何鐵道車輛運行里程達到特定限值后,均需對轉向架進行更換檢修,由此在線更換設備應運而生,且目前已被應用到我國各動車運用所。鐵道車輛轉向架在線更換設備的用途有:就檢修基地停靠的鐵道車輛,采用在線更換的方式更換掉出現故障的輪對或轉向架,以實現檢修的高效性及簡單化;就檢修基地停靠的鐵道車輛,在線更換掉如變流機、變壓器等大型部件;在線快速更換軌距不同的過境列車的轉向架,以實現過境鐵道車輛的高效運行。此外,轉向架在線更換設備也發揮承重彈簧的輔助設備。
轉向架在線更換設備使用的基本要求包括:使用環境的溫度為20~45℃、較高相對濕度≤95%;可用到各類標準軌距為14.35cm的鐵道車輛,且無需解體便可完成對各型轉向架的在線更換;設備的安裝應方便檢修人員對轉向架的分解及對連接件的拆裝,可見轉向架在線更換設備應具有較佳的通用性、適用性及安全性。此外,設備設有信號警示及安全連鎖控制功能,且由微機工作站來完成對轉向架更換操作進行控制,因此微機工作站與段(所)管理系統間應設接口。表1-1為轉向架在線更換設備的主要技術參數。
二、鐵道車輛轉向架在線更換設備研究
轉向架在線更換流程如圖2-1所示。
結合轉向架更換流程可知,鐵道車輛轉向架在線更換設備的組成相當復雜,而本章節著重從下列方面就該設備進行研究討論。
(一)車體支撐裝置
車體支撐裝置由車體托架及龍門架等組成,其作用原理為:轉向架更換過程,托起車體的某一端。轉向架更換設備裝設部位的軌道側面均設有龍門架,且距離股道中心約1770mm。龍門架立柱及縱向梁全部為箱型組合鋼結構。目前,龍門架均設有可移動式車體托架,以滿足各種車型駕車的要求。車體托架的種類較多,比如支撐托架、托架垂直升降傳動電機、托架縱向移動機構驅動電機、車體支承滑塊等。車體托架能夠順著龍門架縱向梁方向移動。若基準選為龍門架縱向梁中心,則車體托架由減速機構及伺服電機帶動,并經齒輪齒條實現傳動,同時能夠順著龍門架縱向梁前/后滑動1000mm;順著龍門架縱向梁經傳動絲杠及蝸輪蝸桿減速箱升降300mm;車體支承滑塊經齒輪齒條及伺服減速機構水平移動500mm。需要強調的是,各型車輛設有不同的架車位置,因此車體托架順著龍門架縱向梁移動的實際距離也存在差異。
(二)活動軌道橋
活動軌道橋具體由定位鎖緊裝置、轉向架橫向移動小車及標準軌(長5000mm、速度50kg/m)組成,其中轉向架橫向移動小車采用H型框架結構,而標準軌由標準扣件裝設在小車的縱向組合梁上,以方便檢修作業。軌道橋裝設在軌道橋升降裝置的托梁上,以實現軌道橋升降,即活動軌道橋由頂起的油缸實現上升運動,同時經固定支座實現與固定鋼軌彼此連接。支座的固定銷孔與活動軌道橋端部的橫向定位銷軸彼此配合,以此對活動軌道橋進行橫向定位,此外經支座的鎖緊油缸實現活動軌道橋的豎向支撐鎖定。結合表1-1可知,活動軌道橋的跨度達5000mm,因此活動軌道橋中間部位由托梁頂起的同時,托梁端部也經基礎座的鎖緊油缸拖住托梁,以實現軌道橋垂直剛度的增加。活動軌道橋長度方向的側面均設有四個間距為1235mm/2500mm的豎向支撐點,以使活動軌道橋產生更高的穩定性及結構剛度。
(三)活動軌道橋升降裝置
活動軌道橋升降裝置具體由繩輪平衡機構、直線導軌導向機構(2套)、頂升油缸等組成。該裝置多用來完成待更換轉向架的升降,且由一個較大頂升力為50t的油缸來實現控制。如高速動車轉向架采用二系彈簧,則轉換架更換過程,空氣彈簧始終保持著排氣狀態,而油缸頂升力約為10t,注意此時必須保障油缸的頂升力≤車輛自重的1/2,以便順利實現對二系鋼圓彈簧型轉向架進行更換。升降裝置設有兩套導向機構,以確保頂升油缸升降過程轉向架的平穩升降。軌道橋升降裝置托架的側面均設有一套鋼絲繩滑輪組,以規避偏載的影響及控制軌道橋升降裝置升降的平穩度。
(四)電氣控制系統
電氣控制系統具體采用下位機及基于PLC的上位機結構形式,具體用來完成對轉向架更換進行控制。電氣控制系統主要由信息采集處理系統、信號識別系統、信號指示及報警系統組成,且可對下列方面進行自動控制:車體支承座的縱橫向及水平向移動、活動軌道橋升降油缸及轉向架存放托架油缸的升/降、活動軌道橋鎖緊油缸及轉向架存放線蓋板鎖緊油缸等。信號采集處理系統及識別系統分別用來完成下列事項:采集車體支撐裝置的定位信號、活動軌道橋鎖緊連接的狀態信號、軌道橋升降油缸的到位信號等。信號指示及報警系統主要完成列車限速駛入、被更換轉向架定位、作業狀態及作業完畢線路狀態等信號指示。
三、結語
結合前文可知,目前,轉向架在線更換設備已被廣泛應用到我國各動車運用所,且實踐表明,該設備具有實用性強、性高及技術先進性的優點。本文僅談及轉向架在線更換設備的基本要求、主要技術參數及主要組成部分,因此對該領域的研究尚待深入。此外,轉向架在線更換設備的運用過程,電氣控制系統容易出現故障,因此重視轉向架在線更換設備電氣控制系統常見故障的研究也非常必要,即電氣控制系統常見故障的分類研究及如何有效處理此類故障,由此提高轉向架在線更換設備維修檢查的效率,從而更好地為現代化經濟的發展及人類文明的進步服務。
鐵道車輛工程論文:淺析鐵道車輛電氣課程教學改革
[摘 要]本文主要針對鐵道車輛電氣課程在高職院校實際教學中存在的問題進行了分析和探討,并且結合教學實際,針對遇到的各類狀況提出了作者自己的建議和應對方針。
[關鍵詞]高職教育 鐵道車輛電氣課程 教學模式
高職教育的目的是培養具備綜合職業能力和素質的,直接在生產、服務、技術和管理及時線工作的應用型人才;既要有專業知識,更要有實踐技能。能夠直接與企業對接,而學習鐵道車輛電氣課程的學生畢業主要的就業方向為鐵路,從事鐵道車輛檢修運用相關類工作。所以《鐵道車輛電氣系統》課程能否真正做到理實一體化,培養企業真正需要的人才是重中之重。筆者在長期從事本課程的教學中積累經驗,現就它在實際教學中如何改革提出看法。
l 教學形式
以前高職鐵道車輛電氣課的教學基本上沿襲傳統的授課方法:“板書+講解”。由于鐵道車輛電氣設備的檢修試驗操作,比如綜合控制柜試驗等,這些操作在黑板上是無法向學生講解明白的,需要使用演示設備向學生講解,也就是說,現在鐵道車輛電氣課程,應該以:“演示+操作+講解”的新授課方法進行講授。車輛電氣課教學應改變傳統的教學方式,采用先進的工具,建設較為現代化的多媒體教室,利用大屏幕投影進行直觀教學。尤其是多媒體技術是運用計算機對文本、圖形、圖像、和聲音多種媒體信息進行綜合處理與控制,使之變成圖、文、聲三位一體的集成,并可直接輸出的技術,在教學過程中為學生建立了一個動態教學環境。在實際教學中,以前用傳統的授課方式由于沒有直觀的演示,學生聽課不知老師所云,造成老師在講臺上大講特講,而學生在課桌上昏昏欲睡,效果非常差。采用多媒體進行教學,同步演示,開闊學生的視野,豐富學生的想象力,調動學生的學習興趣,以前的現象再也沒有出現了,在教學中實現師生互動,從而大大提高課堂教學效率,運用多媒體教室進行教學能達到事半功倍的效果。
2 鐵道車輛電氣發展現狀
如何激發學生的學習主動性是教學的關鍵,學生學習的主動性是學生探求知識的巨大動力,是激發創造的精神源泉。那么近些年鐵道電氣發展的情況與學生學習的特點更是密不可分。鐵道車輛電氣課程區別與其他鐵道車輛課程的一個較大特點就是目前鐵路的發展逐漸增加電氣設備,用電量越來越大,迎合鐵路電氣化發展的特點,鐵道車輛電氣系統這門課更新速度非常快,經常出現每年更換教材的狀況。這對于教師本人是個嚴峻的考驗,教師本人需要時時關注鐵道電氣化進程,鐵路電氣發展的新技術,不斷的學習,補充自己的專業水平才能夠不被淘汰。這與其他一本萬利的課程相比難度無疑增大了許多。頻繁更換的教材,所配套的教學資料也會跟著變換,教材的內容也是不斷的增加,這就要求學生也要在同樣的課時內接受更多的內容,也增加了學生的學習難度。所以如何在不斷更新的電氣技術背景下,傳授給學生更多的鐵路電氣化知識才是研究的重點。
3 教學內容
在內容上以實用為原則,對現場工作中需要用的知識和技能重點介紹,著重講解。如:綜合控制柜使用、塞拉門的使用與維修及電氣控制系統原理圖是最重要的,應該重點講解。對于蓄電池、柴油機發電車、感應子發電機是現場工作中不能直接接觸,而且即將被淘汰的部分,就可以分配少部分課時進行講解。
同時對于最基礎核心的電氣原理應該讓學生爛熟與心,例如圖1所示,目前應用最廣泛的DC600V客車電氣系統是本課程的核心內容,其中涉及到的從接觸網到機車再到鐵道車輛的供電技術以及鐵道車輛主要的電能分配等需要學生能夠清楚的講出其供電原理。
4 實訓課程
鐵道車輛電氣課是一門實踐性很強的學科,在教學中應以實訓課為重點,在課時安排方面實訓課時與理論授課課時為1:l,安排在實訓室進行的課程不低于總課時的50%。實訓的考核成績同樣不低于課程總成績的50%,只有真正做到這一點,才有可能提高本門課程的教學質量。當然這對于實訓室的實訓設備有了更高的要求,鐵道車輛的實訓設備有著價格昂貴,淘汰速度快等特點,這也一直困擾著鐵路院校的教學。設備采購周期長,等到采購到位也許已經淘汰,設備價格昂貴,不舍得投資,實訓經費不足等原因一直制約著電氣實訓室的建設。
為了保障學生在實訓時間內完成實訓任務,教師應悉心輔導,學生應反復練習,體會某個操作要領,尋找操作的技能技巧,最終達到能熟練完成操作的目的。每次上實訓課時應該采用實訓課記成績制度,用以激發學生完成實訓課的積極性,實踐證明采取教師對學生的操作記成績能更好的使學生高效完成實訓任務,學生學習勁頭更足,這樣課堂教學效率更高。實訓操作課應該讓學生在有限的時間內學習到更多的知識,操作更熟練,為今后的工作奠定一個良好的基礎。
5 小結
鐵道車輛電氣裝置是一門不斷更新的課程,教師應該轉變觀念,切實改進教學手段和教學方法,有步驟有計劃地過渡到“教師指導下的以學生為中心”的教學模式上,充分調動學生的能動性.使學生主動建立起知識結構。結合鐵道車輛理論性和實踐性很強的特點,要在教學中選擇一套適合高職學生的教材,教師應掌握教材,采用靈活的教學手段,篩選出教學的重點、難點,精心組織教學內容,選擇應用合適的多媒體課件,把理論和實訓操作有機的結合起來,使理論寓于操作中,在實作中消化理論。
鐵道車輛工程論文:高職院校鐵道機車車輛專業校內實訓基地建設管理芻議
[摘 要]本文針對高職院校教育的具體特點,重點研究了鐵道機車車輛所建設的實訓基地對于其專業的建設產生的重要影響,同時,針對實際情況提出了實訓基地建設與管理的方法。
[關鍵詞]高職院校;鐵道機車車輛專業;實訓基地;建設;管理
一、 校內實訓基地建設的重要作用
近年來,教育部頒布了新的高等職業教育教學質量意見,其中明確規定了高職院校的教育目標,應始終遵循建設主體多元化的目標,與行業企業實現緊密聯系,積極完善實訓與實習基地的條件。與此同時,還提出了學校教育的最終目標。教育不僅僅是培養專業人才,同時還應將科學教育素質作為核心,重視培養學生思考、分析與動手實踐的能力[1]。
而鐵道機車車輛專業的高職教育,主要的目標就是培養高層次的技能實用型、高素質鐵路司機專業人才,注重學生實際操作技能的培養。因此,為更好實現該教學目標,就必須將實踐教學融入學習過程中。由此可見,鐵道機車車輛實訓基地的建設對于鐵道機車車輛專業的實踐教學具有重要的現實意義。
校內實訓基地主要是實訓教學的實施場地,同時,利用該場地可以完成實訓教學同相關職業技能的培養,具體的作用表現在以下四個方面:
及時,使學生職業技能與綜合素質得到提高。實訓基地的建設能夠有效地為鐵道機車車輛專業的學生提供良好的實踐學習環境,可以提高其基本技能與專業技能,并使其綜合能力得到提升。而學生在實訓基地中進行學習,可以進入到真實的工作環境,一定程度上使學生職業技能得到提升[2]。在此過程中,學生能夠有效地獲取工作經驗,并且培養了學生的溝通與協作以及管理能力。
第二,更好地提高學生就業能力。在實訓基地中進行專業學習與實踐鍛煉,能夠使學生的思考與分析能力得到增強,并且培養了其動手實踐與解決問題能力。這樣,在學生畢業后,很容易使其在短時間內適應工作環境并投入到工作中。
第三,利于建設高素質“雙師型”教師團隊。建設實訓基地,對于學生來講可以更好地實現培養目標,而對于教師來講則可以提高其自身的業務水平。其中,教師業務水平主要涉及到理論與實踐能力。然而,要想提升教師的實踐能力就應該對其進行實訓,使其在實訓基地中進行長期鍛煉,并將工作任務落實到個人,這樣不僅可以使教師對行業的發展狀況進行實時地了解,同時還能夠使其在實踐過程中不斷積累相應的經驗,對于其未來實踐教學的順利開展具有重要的意義。
第四,可以有效提高專業的科研水平。學校教育不僅需要完成人才培養的教學目標,同時還應該進行技術攻關與改造的工作。通過與實訓基地相結合,實現科研工作的有效合作,不僅可以幫助教師更好地利用實訓基地發揮項目自身優勢,而且還可以有效地提高理論研究工作的深度,不斷擴大實踐研究的涵蓋范圍[3]。與此同時,兩者的有機結合對于企業的管理者來講,能夠利用教師自身的理論知識為企業技術難題提供解決措施,進而實現兩者的互利共贏,共同得到提升。
二、 鐵道機車車輛專業校內實訓基地建設建議
鐵道機車車輛專業的校內實訓基地建設對學生的專業學習具有重要的作用。目前,雖然已經實現了校內實訓基地的建設,但是,仍需為其提供具有價值的優化措施。
及時,鐵道機車車輛專業的教師需要親自進入到機務段等合作的單位進行現場的調研,掌握職業崗位能力與素質的具體要求[4]。在此基礎上需要與企業的專家對職業資格標準與崗位的要求進行分析,而后總結出具有代表性的工作任務,進而制訂出符合專業技能與職業態度的規定,積極明確不同模塊的教學目標與計劃,并將專業課程教學內容劃分成不同的模塊進行訓練。除此之外,還需要同企業的專家共同開發出鐵道機車車輛專業的實習實訓教材。
第二,執行績效考核制度。為了更好地保障鐵道機車車輛專業校內實訓基地建設的順利開展,應積極建立并健全規章制度,保障建設工作的規范性與標準性。制定并執行績效考評制度,對實訓基地的建設狀況進行定期考評,同時對實訓基地的建設進行的過程管理,確保績效考核與實訓基地建設的人才培養模式以及實踐教學的管理制度相適應,進而有效保障鐵道機車車輛專業校內實訓基地的正常建設,并為學生的校內實訓提供平臺[5]。
第三,實現教育培訓服務。鐵道機車車輛專業與鐵路的發展具有緊密的聯系,同時也需要學校與企業之間的合作與協作,這樣才能取得專業教學的預想效果。學校應該同相關部門與企業實現合作,進而更好地為學生提供教學培訓的服務。此外,專業教師應與合作企業或者部門進行合作,進行技術創新或者是技術攻關,不斷提升自己,促進校企間的進一步合作。
三、 鐵道機車車輛實訓基地管理建議
實訓基地的管理應重視實現企業化與市場化,并建立健全校內的實訓基地運作體系,確保規章制度的科學合理,對基地結構進行優化,構建質量監控的體系,進而積極實現科學化的管理,充分發揮其綜合性的功能。
基地的內部管理需要實現集中管理,簡單地說就是對實踐教學的資源進行集中性的管理,并積極建立實訓中心,進而對資源進行優化配置,防止出現重復投資的現象,有效提高設備的利用效率。與此同時,在對外管理方面應采取共享機制,也就是實現企業化的管理,實行市場化的運作[6]。積極引進現代化的企業理念和價值觀念,為企業化的管理營造良好氛圍。同時,實訓的主要內容和項目來源于企業內部,而實際的訓練方式和過程應實現企業化。根據市場化的需求應進行實訓的成本核算,進而積極推動教學、設備以及工具和材料的管理,保障實訓教學質量與高效率,實現社會與經濟效益的同步性。
根據企業內部的運作機制來進行勞動管理,并為學生營造良好的勞動環境,使其能夠在做事中更好地進行思考,不斷提高自身的職業素養。
結束語
綜上所述,要想更好地建設鐵道機車車輛專業的實訓基地就應對其建設與管理工作予以一定的重視。鐵道機車車輛專業的實訓基地建設對于其專業的發展與教學具有重要的現實意義,可以有效地提高專業教學的質量與效率,進而積極地推動鐵道機車車輛專業教學的發展與創新。
鐵道車輛工程論文:高職鐵道機車車輛專業群建設研究與實踐
摘 要:該文結合南京鐵道職業技術學院鐵道機車車輛專業群建設的成效,對如何解決由于軌道交通事業的發展帶來的“機、車、電”脫離而帶來的人才培養方面的難題提供了解決思路,以期引起人們對高職院校專業群建設的深入思考。
關鍵詞:高職 鐵道機車車輛 專業群建設
專業群是由一個或多個辦學實力強、就業率高的重點建設專業作為核心專業,若干個工程對象相同、技術領域相近或專業學科基礎相近的相關專業組成的一個集合。專業群建設是高職院校建設的重點,是學校整體水平和基本特色的集中體現。通過不斷強化專業群建設,對專業上水平、教學上規范、提高實踐教學的質量、提高辦學效率與效益具有重大意義。所以高職院校的建設和發展必須高度重視專業群建設,圍繞專業群建設,在人才培養、社會服務方面進行堅持不懈的積累,是學校發展的長期戰略任務。
1 鐵道機車車輛專業群建設背景與意義
鐵道機車車輛專業側重點是鐵道機車和鐵道車輛,其涵蓋的范圍十分廣泛,包括內燃機車、電力機車、鐵路客車、鐵路貨車等,主要培養從事鐵道機車和車輛運用及檢修方面的高端技能型人才,主要就業單位為鐵路局機務段和車輛段,主要崗位為機車司機、機車車輛鉗工和機車車輛電工;高速動車組檢修技術專業側重點是鐵路機車和客車一體化的鐵路高速動車組,主要培養從事鐵路高速動車組運用及檢修方面的高端技能型人才,主要就業單位為鐵路局動車段,主要崗位為動車組隨車機械師和地勤機械師;電氣化鐵道技術專業側重點是為電力機車和鐵路高速動車組提供電能的供給系統,主要培養從事電氣化鐵道線路供配電和接觸網維護及檢修方面的高端技能型人才,主要就業單位為鐵路局供電段,主要崗位為值班電工和接觸網工。
隨著我國軌道交通事業的發展,軌道交通移動裝備技術集成度越來越高,新型的軌道交通移動裝備技術融機車、車輛和供電于一體,不再是傳統的“機、車”分家;“機、電”分離;而是“機、車、電”一體的現代化軌道動力系統。因此,構建以鐵道機車車輛專業為核心,集高速動車組檢修技術專業、電氣化鐵道技術專業為一體的專業群課程體系,在于集電能的供給、系統的控制、牽引電機的運轉和列車的運行為一體,克服了由于“機、車、電”脫離而帶來的技術處理方面的難題。例如高速動車組列車在運行中出現供電系統故障時,由于動車組隨車機械師具備相關的供電知識和技能,能夠及時分析和判斷故障問題,保障列車的正常運行。因此,構建鐵道機車車輛專業群能夠彌補原有專業各自為陣的欠缺,培養復合型的專業人才,正是符合了軌道交通移動裝備技術發展的趨勢。
2 鐵道機車車輛專業群建設基礎與條件
鐵道機車車輛專業群由鐵道機車車輛、高速動車組檢修技術和電氣化鐵道技術三個專業組成。我院的鐵道機車車輛專業為省級品牌專業,高速動車組檢修技術專業為中央財政支持的重點專業,電氣化鐵道技術專業為省高職本科分階段培養試點專業。專業群內三個專業分別是全國鐵道職業教育鐵道機車、鐵道車輛、鐵道供電專業教學指導委員會委員單位,在全國鐵道職業教育系統具有較高知名度。
專業群中各專業具有共同的軌道交通行業背景和相近的技術領域,隨軌道交通移動裝備技術集成而集成,專業群各專業聯系緊密、相輔相成。專業群具有共同的專業基礎課程平臺,例如具有共同的《機械制圖》《機械設計基礎》等機類專業基礎課程;具有共同的《電工基礎》《電子技術》《單片機技術及應用》等電類專業基礎課程。專業群具有可共享的實驗實訓設施,例如電氣基礎實訓、牽引變流實訓、電機電器實訓、鉗工實訓、高鐵教學站場等;具有可互通互用的師資隊伍,例如機類和電類的教師可以互通互用。專業群的形成,可以充分利用和整合這些資源,聚集優勢資源,可以在專業群的基礎上形成機類和電類課程群、實驗實訓群和教師團隊群,從而形成強有力的核心競爭力,適應市場變化的需求,提高人才培養質量。
3 鐵道機車車輛專業群建設內容與成效
3.1 搭建“機、車、電”一體的專業群構架,進一步創新人才培養體制
鐵道機車車輛專業群以鐵道機車車輛為核心專業,搭建“機、車、電”一體的專業群構架,整合“機、車、電”的優勢資源,克服了由于“機、車、電”脫離而帶來的技術脫節;學院與訂單企業共同組建了專業群建設委員會,校企合作共同制訂專業群各專業人才培養方案及教學標準,校企共同創新了“雙主體、全過程”訂單式人才培養模式;根據本專業群各專業崗位要求,校企共同實施“分段遞進式”工學交替教學組織模式;在教學中積極推行“雙證書”制度,人才培養目標和規格定位與職業資格標準相結合,多方位地體現本專業群高素質高技能創新復合型人才的綜合職業能力和素質的培養要求。
3.2 搭建“機、車、電”一體的專業群課程體系
根據專業群“機、車、電”一體的構架,圍繞機車車輛檢修、高速動車組檢修和接觸網檢修等核心技能的培養,以機車車輛電工、動車組機械師、接觸網工等核心崗位的工作領域構建機車車輛檢修、高速動車組檢修、接觸網檢修等專業群核心課程,按照核心崗位涉及的工作內容確定課程內容,形成專業群各專業共有的公共平臺課程和開放互選課程,專業群各專業課程實現按需分流,建立機類和電類模塊課程。按照鐵道機車車輛專業群主要就業崗位的典型工作任務分析和職業能力分析,綜合考慮工作過程完整性、任務難度適宜性、任務相關度等因素,歸并構建學習領域,構建了公共平臺課程模塊、專業核心課程模塊、專業互選課程模塊組成的層次化、模塊化、項目化的專業群課程體系和“校企聯動”的專業實踐教學體系。
3.3 建成高效運作的“機、車、電”一體的專業群校內外實訓體系
實訓基地是高職教育對學生實施職業技能訓練和職業素質培養的必要場所,是提高人才培養質量的關鍵。學院建成了全國首家與鐵路津浦正線相連的1.3 km雙線標準電氣化線路的全真“高鐵教學站場”。除此之外,還建有鐵道機車車輛專業實訓中心,高速動車組檢修技術實訓中心、電氣化鐵道技術實訓中心。擁有上海鐵路局、南京地鐵公司等10多個校企共享穩固的校外實訓基地。為專業群各專業學生的實習實訓提供了良好的條件;開發了專業群綜合實訓項目,實現集教學、實訓、生產、培訓、科研、技能鑒定、服務于一體的綜合功能。在滿足本專業群在校生的項目教學、綜合應用實訓、技能鑒定的要求,同時還可輻射其他院校和軌道交通企業,滿足其相關的教師培訓、學生技能訓練、在崗職工培訓、技術研發等要求。
3.4 校企共同搭建良好的信息化教學資源共享平臺
教學資源是指按照一定的技術規范和專業課程的內在邏輯關系構建的,由品質的數字化媒體素材、知識點素材及示范性教學案例等教學基本素材構成的、可不斷擴充的開放式教學支持系統。學院與南京地鐵合作,校企共同開發虛擬互動平臺,部分現場工作視頻引入到專業實訓室;以機車車輛崗位應知應會、突發事件應急處理、機車車輛檢修標準化作業視頻傳送、機車車輛駕乘事故模擬與救援、中高級技師職業技能鑒定題庫教學資源建設為重點,建成了包括教學文件、教學管理、課程素材、立體化教材、教學視頻、技術作業和事故案例庫、網絡課程、培訓項目資源,以及測評系統等內容的教學支持系統。
3.5 校企共同打造一支的“雙師結構”教學團隊
加強教師團隊建設是提高專業群建設質量和水平的關鍵和根本所在。通過引進和培養,形成了一支師德高尚、數量充足、結構合理、水平、專兼結合,教科研、產學研成果豐碩的“雙師結構”專業教學團隊。通過校企共同建立雙師素質教師培養基地,教師企業掛職、暑期下現場鍛煉、參與企業技術項目開發、指導學生頂崗實習、開展技能競賽等渠道,提高專業教師雙師素質。與訂單企業共同選聘、共同管理兼職教師,逐步擴大兼職教師承擔專業核心課程教學、頂崗實習的學時。以上措施通過加強了雙師隊伍建設,使教師的整體教學水平得到了很大提高。
總之,鐵道機車車輛專業群通過強基礎、創特色、樹品牌,在全體專業群教師的共同努力下,僅僅圍繞人才培養體制建設、課程體系建設、實訓體系建設、信息化教學資源庫建設、雙師團隊建設等方面取得了豐碩成果,提升了專業群的核心競爭力,提高了專業群人才培養質量。
鐵道車輛工程論文:基于就業為導向的高職鐵道機車車輛專業教學策略研究
摘要:本文立足于高職鐵道機車車輛專業教育的以培養社會實用型專業人才的本質特點要求出發,闡述高職鐵道機動車輛專業教學中的問題,進而提出基于就業導向的教學改革策略。
關鍵詞:就業導向;高職教育;教學策略;素質
引言
鐵道機動車輛專業是以培養專業的鐵路機車司機以及相應的檢修技術人員為主的教育專業,因此基于專業崗位的要求,高職院校必須要強調專業教學的效果的實用性為主,即高職院校要根據市場崗位需求為主調整與改革當前的教學策略,根據教育部相關的文件,高職院校要積極實施“推行訂單式培養、探索工學交替、任務驅動、項目導向”的教學體系。
一、高職鐵道機車車輛專業實施以就業為導向教學的必要性
隨著近些年我國鐵路事業的不斷發展,尤其是國家大力發展基礎交通軌道交通的時代背景下,國家對鐵道專業的人才要求越來越高,但是當前高職教育畢業的學生卻不能滿足當前鐵道企業相應崗位的要求,以鐵道機車車輛專業中的鐵路車輛維修崗位為例,學生不僅需要掌握最基本的維修專業理論知識,而且還要掌握熟悉的維修技能,尤其是要掌握近期的維修技能,例如當前鐵道企業“和諧型”大功率機車的應用,要求相應的維修人員要及時的掌握這些鐵道機車性能。而學生要熟練的掌握這些技能就必須要求高職院校要基于就業導向的職業教育,及時根據就業崗位的要求調整教學策略,縮短就業崗位與學生之間的差距,實現零就業對接。
二、高職鐵道機車車輛專業教學的現狀
基于當前高職學生就業的現狀,充分調研高職鐵道企業對高職學生崗位技能要求的反饋,筆者結合教學工作經驗,認為高職鐵道機車車輛專業教學還存在以下幾個問題:
1.專業課程設置與工作崗位結合性不強
在高職鐵道機車車輛專業課程設置雖然高職院校在積極地推行與實施“訂單式培養”模式,但是仍然存在專業課程設置與工作崗位結合性不強的問題,根據相關訂單式企業的反饋結果,高職畢業生的就業崗位不僅僅包括機務段的檢修部門,而且還包括以檢修客運車輛等動車段的檢修,因此基于不同崗位對學生技能結構以及檢修技術等方面存在著不同,而當前高職院校卻仍然以電力機車為檢修對象,結果造成學生掌握的專業技能與企業就業崗位的要求不符,這樣會無形之中給學生以及用人單位造成雙面的損失,大大降低了學生就業能力,影響高職就業率的提升。
2.教學仍然重視知識教學忽視實踐技能鍛煉
高職教育的本質特點就是培養社會崗位實用型專業人才,要求高職院校畢業的學生要進入就業崗位之前就要具備相應的崗位技能。近些年高職教育理論也一直在強調與倡導實施素質教育,研究加強學生實踐動手能力的方法,比如倡導基于就業為向導的素質教學策略,實踐證明實施就業為導向的素質教育有利于提高學生的就業能力,滿足就業崗位的要求。但是結合教學實踐,由于鐵道機車車輛專業行業的特殊性,使得在具體的實踐教學中受到很多方面的局限,例如學生的實踐訓練的設備短缺等問題尤為突出。
3.學生專業結構復雜,基礎知識差異性大
以就業為導向的高職鐵道機車車輛專業教學對學生的學生的專業知識有著嚴格的規定,學生要經過系列的理論知識體系和素質教育體系等再經過系列的崗位技能培訓等實現就業需求,但是由于高職院校的學生基礎知識不同,因此他們在具體的學習過程中對相關的知識表現出了不同的見解,尤其是在對待基礎知識比較差的學生,教師不得不采取理論教學為主的模式,這樣在有限的教學課時內,使得其他學生不能有效的接受相應的實踐技能等方面的知識,造成高職院校學生的實踐技能不足。
三、基于就業為導向的高職教學策略分析
1.加強課程設置與就業崗位之間的聯系性
高職院校在課程設置時要緊密與就業崗位要求相結合:首先高職院校要深入用人單位,了解用人單位對人才的具體需求,根據用人單位的要求進行相應的課程設置調整,例如高職鐵道機車車輛專業要及時根據市場中出現的新技術,調整專業課程教學,將近期的維修技術引入到教學中,并且將已經淘汰的技術去除除去,保障學生能夠接受到近期、最系統的專業知識;其次高職院校要以學生職業崗位培養為根本,依據當前就業市場對人才培養的要求制定具體的課程建設體系,站在就業企業用人需求的高度對高職院校不同專業課程進行調整,并與行業企業共同編寫滿足工學結合的專業特色教材。
2.建立校企合作聯動機制,深化校企合作
首先高職院校要積極推行“訂單式人才培養”模式,企業與高職院校之間要尋求共同利益點,通過企業與高職院校共同參與的高層次“訂單培養”校企合作聯動機制,提前明確訂單學生在鐵路企業未來就業崗位。例如在建立高層次“訂單培養”校企合作聯動機制的基礎上,校企雙方分別指定下屬專業和相關的下屬企業(機務段、車輛段、動車段)共同實施“訂單培養”;其次加強校內實訓基地的建設。高職院校要逐步完善校內外實訓基地,增強實訓的針對性、系統性和有效性,切實提高學生的職業素質和職業技能。
3.提升師資團隊水平
教師是實現以就業為導向教學的推動者,因此高職院校要想實現教學策略改革的成功,前提就是要提高師資團隊的水平:首先高職院校要制定清晰的教學團隊建設規劃,提升師資團隊的水平內涵,比如高職院校要鼓勵教師深入到各種技能實訓活動中,讓他們參與到校企合作企業的技術改造等項目中,以此了解市場中的近期技術,進而提高他們的實踐技能;其次高職院校也要聘請企業技工到學校擔任兼職教師,指導學生的實踐教學,并且對專任教師與兼職教師實行團隊化的有效管理,通過取長補短實現專業教學團隊整體素質和能力的提升,既能促進學生職業能力的培養,又能為學生就業打下良好基礎。
4.引入社會評價機制
高職院校在具體的教學活動設計時要積極聽取用人單位的意見,聽取用人單位對本校畢業生的評價,了解用人單位對高職人才的切實需求、整體上學生就業的優勢和不足。例如在人才培養和教學管理等主要環節上,可以引入行業企業標準和要素,為檢驗人才培養質量和修正人才培養目標提供依據。(作者單位:湖南高速鐵路職業技術學院)
鐵道車輛工程論文:現場需求對高職鐵道機車車輛專業教學的啟示
摘 要:高職教育的目的是為生產經營服務行業培養高素質技術技能型人才,是以就業為導向的職業教育,培養能夠承擔相應崗位職責的人才是高職專業教學的核心,也是高職專業生存和發展的基礎。該文結合現場實際,就如何培養適應現場需求的高素質技術技能型人才,對高職鐵道機車車輛專業教學提出了幾點建議。
關鍵詞:現場需求 高職教育 教學啟示
鐵道機車車輛專業是針對鐵路運輸特種行業的特殊專業,其專業應用領域可以推廣到國有鐵路運輸、地方鐵路運輸、大型廠礦集團擁有自有鐵路的運輸等部門。近幾年,各用人單位需求量大,訂單多,出口暢,但是在這種高的就業率下卻往往容易忽視人才培養質量。根據現場作業實際需要,及時調整人才培養模式,加強專業建設,使之培養的人才充分滿足現場需求,這樣才能保持專業長久的生命力。
1 國有鐵路牽引動力發展對教學的啟示
近幾年,隨著鐵路的快速發展,通過引進消化技術,國產化的新一代交流傳動電力及內燃機車,擁有了大功率柴油機、大功率牽引電機、大功率變流裝置,以及電傳動系統和走行系統等核心技術的自主知識產權。據統計,截止2013年年底,全國鐵路機車擁有量為2.08萬臺,其中和諧型系列大功率交流傳動機車7017臺,比上年增加972臺。和諧系列大功率交流傳動電力及內燃機車占到了機車總數的1/3,并且每年還在大幅度增加。可以預見,未來和諧系列大功率交流傳動內燃及電力機車將成為鐵路牽引動力的主力軍。
大功率和諧系列交流傳動電力及內燃機車的大量使用,對使用這些設備的人員來說提出了嚴格的要求,其技術水平應具備操作或維修這些先進技術設備的能力。那么就對我們提出一個新的課題,由于鐵道機車車輛專業的課程設置及實踐大都停留在交-直流傳動的內燃或電力機車上,該專業的課程設置有些已經過時或過于落后,現有的鐵道機車車輛專業的課程設置、教學內容、教學模式已不能滿足鐵路快速發展的需要。在此形式下,如還按照目前鐵道機車車輛專業課程教學體系來培養學生將不適應現場作業的需要。因此,構建適合現場需求的高職鐵道機,車車輛專業課程教學體系已是勢在必行要適應這一變化,就要對鐵道機車車輛專業課程教學體系進行的改革,用科學的、有效的教學方式和教學模式去培養本專業的高素質技術技能型人才。
2 鐵路機車車輛駕駛人員資格考試對教學的啟示
根據國家鐵路局《鐵路機車車輛駕駛人員資格許可辦法》相關規定,具有國家承認的中專及以上學歷的機車系列申請人當連續機務乘務學習1年以上或者機務乘務學習行程6萬公里以上,才可申請機車駕駛證。按照這個規定,具有大專學歷的高職畢業生,在鐵路機務段從事機車乘務工作2~3年就可申請機車駕駛證了。
申請機車駕駛證,需要通過相關的資格考試。根據鐵路機車司機培訓考試中心2014年頒布的《鐵路機車車輛駕駛人員資格考試大綱》(以下簡稱考試大綱)的相關規定,資格考試分為理論考試和實際操作考試兩部分。理論考試包括行車安全規章、專業知識兩個科目。每個科目的試卷均采用百分制,其中行車安全規章科目90分及格,專業知識科目80分及格。兩個科目都及格,理論考試即為合格。理論考試采用閉卷、筆答的方式進行。實際操作考試包括檢查與試驗、駕駛兩個科目。每個科目考試均采用百分制,每科80分及格。兩個科目都及格,實作考試即為合格。
資格考試成績的好壞,直接或間接反映出學校教學質量的好壞,直接影響到用人單位對學校的評價,直接影響到學生對學校的滿意度。行車安全規章科目90分及格,從中可以看出現場對該科目的重視程度,那么在教學中,我們也應該將該科目與之對應的專業課程提升到相應的高度去對待,加強行車安全規章科目相關課程的教學力度,選派現場經驗豐富,責任心強的教師授課。專業知識科目80分及格,此項規定將學校及格線足足提高了20分,因此對學校專業課教學提出了更高的要求,基于此,專業教師在授課過程中應做到課程內容與職業標準對接,教學過程與生產過程對接。
對于實作考試,根據《考試大綱》的相關規定,要求考生在規定的時間內按照原鐵道部部頒機車檢查作業程序,檢查預先在機車的有關部位假設的故障,發現假設故障,報告,并填寫臨修票。因此在實踐教學方面也要緊緊圍繞機車檢查與試驗、機車駕駛兩個科目開展實踐教學。機車檢查可在教學機車上進行,機車電器及制動機動作試驗可在相應的試驗臺上完成,機車駕駛可在機車模擬駕駛裝置上進行。為了保障教學效果,可聘請現場有經驗的工程技術人員擔當實踐教學指導教師。
3 鐵路機務部門崗位工作要求對教學的啟示
鐵路機務段的工作主要是機車運用和機車檢修。機車運用工作主要人員是機車乘務員,機車檢修工作的主要人員是機車檢修工。由于鐵路機務工作對保障鐵路運輸安全的重要程度,各機務用人單位對人才的技能要求越來越專業,素質要求越來越高。維修及故障處理技能是一個很重要的方面,設備在使用過程中,一旦發生故障,如不能及時維修處理,必然影響行車。因此,畢業生職業素質和職業技能的培養質量直接影響就業。
結合現場工作崗位需要,突出職業技能是非常重要的,所以教學應以現場需求為主,用什么講什么,知識體現實用、夠用為原則。教學過程中,理論教學雖是一個很重要的方面,但高職教育不同于普通教育,在理論教學中應大膽的打破常規,對學生的理論教學應以實際應用為主,尤其是訂單培養的學生,更應結合現場實際,恰當的選擇教學內容,再輔之基本理論,既可以提高學生的動手能力,又可以用理論指導實際工作,從而降低了學習難度,又提高了學習效果,更重要的是適應了現場。實踐教學應以基本操作和實際故障處理為主,維修技能的培養提高離不開基本理論的指導,更需要教師了解現場設備,以及設備在使用中容易出現哪些故障,針對性的教給學生處理故障的技能。
總之,根據鐵路牽引動力發展,及時更新專業教學內容,加強現場調研,查找人才培養中的不足,及時修正人才培養方案,根據專業發展變化,制定符合現場需求的人才培養方案。高職教學改革任重道遠,鐵道機車車輛專業由于它鮮明的行業特點,找一條適合我們教學改革可行的道路十分必要,生搬硬套未必適合我們現場和專業發展需要。如何在借鑒的基礎上搞好專業的課程教學體系改革,還需要耐心、細致、科學、大量的研究和論證工作。
鐵道車輛工程論文:鐵道車輛電氣設備預防性維修探索
【摘要】隨著我國機械設備的研究水平不斷提升,機械設備逐漸實現自動化和智能化控制,在鐵道車輛上裝備了越來越多的電氣設備,在運行過程中電器元件以及各種電子基板可能失效,本文對以500系電動車組為例對鐵道車輛電氣設備的預防性維修方法進行分析,旨在提高車輛電氣設備的安全性和穩定性,減少故障發生率。
【關鍵詞】電氣設備;鐵道車輛;維修
引言
為防止鐵道車輛發生故障,對車輛的裝備質量進行提升,在鐵道車輛的運營過程中應該要加強對維修方式的轉變,傳統的維修是在設備發生故障之后對故障進行處理,這種方式會對鐵道車輛的運行效率產生嚴重影響,因此必須要加強對各種事故的防范,預防性維修指的是在設備正常運行過程中設想故障發生的時期,預先采取相應的措施進行維護和保養,從而有效地防止故障發生。為了實現預防性維修,不僅要掌握故障的原因,還應該要掌握設備的老化情況,及時作出判斷,提前采取相應措施對故障進行預防。近年來,隨著電子技術的不斷發展和應用,在車輛設備上采用了大量的電氣設備,有助于實現對車輛的自動檢測、自動維修,推擠了車輛的免維修化進程。在實際應用過程中,隨著電子裝置的使用時間逐漸延長,發生故障的幾率也越來越高,而且由于技術人員沒能及時在故障發生的時候進行檢測,則對故障的原因了解不夠明確,無法查明真正的故障原因,對車輛設備的運行安全性和穩定性產生嚴重影響。對此,在鐵道車輛運行過程中,應該要加強對電氣設備的研究,對電氣設備的常見故障進行匯總,及時更新,從而不斷提高電氣設備的運行水平。
1、500系電子基板的焊接裂紋維修技術
電子基板是鐵道車輛運行的重要基礎,確保電子基板處于正常運行狀態,有助于提高車輛的運行效率,確保車輛運行的穩定性和安全性。在鐵道車輛維修過程中,維修規程規定了設備的檢修主要是對電子基板的污損狀態進行確認,通過觀察可以確認污損狀態,但在實際運行過程中有的故障并不能通過眼睛直接觀察出來。例如電子基板的焊接裂紋,焊接裂紋是電子基板中的一個常見問題,由于裂紋存在,會導致間歇性接觸不良,從而對整個車輛的運行狀態產生影響,造成車輛運行故障。為了對車輛的故障進行預防,則必須要掌握焊接裂紋的惡化狀態,并且及時做好預防性處理,防止裂紋不斷擴大,造成車輛運行故障,甚至其他的安全隱患。在預防性維修過程中,應該要加強詳細檢查,可以借助顯微鏡對電子基板的焊接部位進行檢查,如果發現有焊接裂縫,則應該要重新進行錫焊處理。另外,在調查的過程中應該要對焊錫裂紋的情況進行記錄,例如焊錫裂紋的部位、程度等,并且對這些數據進行整合,制作成圖表,對焊接裂紋的發生趨勢以及劣化趨勢進行分析,從而采取有效地措施進行預防。某單位在對鐵道車輛的電子基板例行檢查的時候發現,焊接裂紋是一種最常見的故障問題,通過匯總發現,發生焊接裂紋最多的是發熱部件,大約占總元件的37%,發熱部件上的裂紋程度也比較深。對于電子元件上的焊接裂紋,應該要定期進行維修保養,尤其是要定期對電子元件的焊接部位進行檢查,一旦出現裂紋,要及時根據裂紋的狀態采取相應措施進行處理。
2、繼電器劣化調查
繼電器也是鐵道車輛電氣設備中的一個重要元件,繼電器對整個電氣系統的工作都有重要影響,繼電器接點故障是繼電器最常見的故障類型,因為接點處出現斷流電弧,從而導致接點氧化,使接點電阻發生變化,最終影響電氣系統的安全性和穩定性。因此在鐵道車輛設備的運營過程中必須要加強對繼電器的檢查,并且要對繼電器的劣化情況進行預測,做好預測性維修,減少各種故障的發生率。對于繼電器常見的接點故障,可以采取將繼電器的接點密封在惰性氣體中的方式,防止接點出現氧化,從而不斷提高繼電器的性。除了這種保護方式,由于繼電器的接點在長期使用過程中會出現老化、磨損,甚至會出現電弧熱從而導致接點熔化,因此在繼電器工作過程中還應該要做好故障的調查,提前診斷,做好預防。對繼電器的劣化情況進行診斷,主要包括以下方面的內容:①對繼電器的動作特性進行檢查,包括對繼電器的動作電壓、復位電壓、電阻等參數進行測定;②對繼電器進行振動測試,觀察振動時繼電器的狀態;③對繼電器進行溫度測試,觀察繼電器工作時的溫度狀態是否正常;④將繼電器拆卸之后進行調查,確認繼電器的焊接區域、焊接點表面的狀態是否正常。某單位在對車輛進行檢查的時候,通過振動、電壓測試均未發現問題,但是在拆卸檢查的過程中發現有幾個接點部位出現了損傷,通過對電流的斷開次數進行計算,發現電流斷開次數較多,但是不確定斷電流次數是否就位繼電器劣化的原因,為了對繼電器劣化問題進行進一步確定,還對繼電器材料進行檢測,發現繼電器接點的固定一側使用的材料是低熔點材料,而且將很容易受到電弧熱影響的正極接到接點的固定側。由此可以推斷,超過電流額定值的斷流以及連接極性與規定標準相反,是引起繼電器接點故障的主要原因。對此,要采取相應的措施對問題進行解決,例如要對連接極性進行調整,將不容易受到電弧熱影響的負極與繼電器接點的固定側相連,對繼電器接點的材料進行更換,選擇一些熔點較高的材料,防止繼電器接點在長期工作中產生大量熱量,從而使得材料出現熔化現象。
3結語
綜上所述,隨著電氣自動化、智能化研究的不斷深入,在鐵道車輛上使用的電氣設備越來越多,電氣設備可以提高車輛的運行控制效率,但電氣設備在長期使用過程中也會出現較多故障。對此,要積極加強對對鐵道車輛電氣設備故障的處理,尤其是要做好預防性檢測和維修,將各種故障控制在萌芽階段。
作者:王天夫 單位:遼寧鐵道職業技術學院
鐵道車輛工程論文:一體化教學在鐵道車輛專業應用探討
摘 要:近年來,隨著中國改革開放,我國的人口流動越來越頻繁,越來越密切,流動距離越來越大,流動時間越來越長。這也就間接的促進了我國鐵路的發展。但是鐵路人才現在處于青黃不接的階段,為了應對這一問題,我們鐵道學院加大對相關人才的培養,引用了一體化教學,在鐵道車輛專業的應用大大提高了培養人才的效率,提高了培養人才的速度。本篇論文就是探討一體化教學在鐵道車輛專業應用的作用,使其他鐵道專業類院校能夠接受一體化教學在本專業的應用。也希望為中國鐵路貢獻出一份自己微薄的力量。
關鍵詞:一體化教學;鐵道專業;應用探討
中國鐵路的蓬勃發展也從背后表明了中國急需鐵道專業的人才。為了緩解中國鐵道燃眉之急,也為了中國鐵道以后能夠蓬勃發展,鐵道學院引用現在教學界比較時尚的一體化教學。一體化教學不僅能夠讓學生學得快接受得快,還大大減輕了老師的任務。
一、為什么要實行一體化教育
自教育改革以來,高中階段的普及和大學門門檻的降低,使越來越多的學生選擇了非職業類學院進行就讀。這也就使職業技術學院的生源數量大大下降,質量也越來差。但是職業類院校中有一個鐵道專業,這是一個必不可少的專業,這是一個為國家輸送鐵道人才的專業。為了應對中國鐵路的蓬勃發展,同時也為了應對中國教育改革,必須大膽的創新,轉變教育理念,引用時尚且有效率的教學方法,我校在鐵道車輛專業應用了一體化教學模式,邁出了鐵道專業類學院校教學的及時步。這種教學方法符合當代教育理念,也適用鐵道車輛專業學生的基礎和未來的身心發展。一體化教學,在鐵道車輛專業中打破了傳統的教學方法,使學生的專業技能大大提高,也使學生的基礎越來越牢靠,原來是有老師講理論講方法,現在是由學生講理論講方法,越來越多的學生有不同的想法,有不同的理論,這就大大提高了鐵道車輛專業學生的創造力和想象力,使學生們的技能水平和學習積極性大大提高。
二、一體化教學的軟硬件建設和利用
鐵道車輛類專業的教學質量關鍵是看能否培養出具有過硬的專業技術和專業理論的技能型人才。所以一體化教學的及時個要求就是要求具有專業技術知識的師資隊伍。這及時點要求為鐵道車輛類專業的師資隊伍提出了一個苛刻的要求,他們不僅要求鐵道車輛類專業的老師有著過硬的專業技術,還需要有一套成熟的理論教學方法,更要求專業類老師能有使學生融會貫通的能力。但是當前鐵道車輛專業的老師很少有符合以上三點要求的,所以說他們很難適應一體化教學,但是為了中國鐵道的專業發展,應當專門開設相關的培訓課程,組織老師積極參加一體化教學的活動和比賽,使他們的專業技術水平和理論方法有了一個很大的提高。一體化教學在鐵道車輛專業的運用,同時還要求教室具備多媒體設備。寬大的屏幕展示相關的專業知識,使學生們一目了然,愉快的氛圍使學生們能夠很快的接受專業知識的灌輸,無論是在軟件和硬件方面上一體化教學都做得相當純熟了。
三、更新課程內容轉變傳統教學思維
我們都知道一體化教學。但是一體化教學又指什么呢?這里的一體化教學指的就是三個方面,“教”、“學”、“做”,它是改變傳統的教學方法,改變傳統的教學思維,通過老師的教和學生的學還有學生的做三個項目三管齊下,達到一個優化課程內容的目的。它的特點是使學生在學的同時去做相關的項目能夠鞏固自己所學的專業知識,這也正是培養鐵道車輛專業內技術人才所需要的教學方法。在一體化教學方法實施以前。我院找到鐵道車輛專業內相關專業的老師對所有課程的內容進行研究和探討,然后和各個院校的教材進行比對,更新我們的課程內容,優化我們的課程。由編程人員把老師進行精華下來的部分輸入電腦,在課堂上的多媒體上進行播放。我們還配備相關的項目實驗室,這樣使的教學內容更加貼近實踐。
第二點就是我們打破傳統的理論課和實驗課的界限,使二者融會貫通,融于一體。由同一個老師主講大大減輕了老師的教學任務,也大大減少了學生對老師的陌生感。這樣使老師和學生之間的關系更加進一步,間接的大大激發了學生的學習積極性,一體化教學使學生在學習的同時還能去做,在做的同時還能思考,這樣不僅增加了鐵道車輛專業學生的專業技能,也提高了鐵道車輛專業類老師的講課質量。
一體化的教學不是一蹴而就的,它需要多次變動,多次更新。要想使一體化教學內容越來越好,那就要求鐵道車輛專業所有老師共同努力,改變以前的教學方法,轉變以前的教學思維,不斷總結經驗,更新優化課程內容,做到講課與理論相結合,增強教學的實用性,培養出新時代的鐵道專業技術人才。
四、一體化教學成果展示
一體化教學方法,使我校在職業院校類的知名度逐漸增加,同時也為鐵道部培養了多名專業人才,但是也有許多困難,比如學校老師對一體化教學方法的不熟練,課程設置的不合理,學生對一體化教學方法的接受程度慢,軟硬件設施不達標。以上問題都是我們鐵道車輛專業類院校共同面對的。我院以后會在這方面共同深化教育改革,共同探索不斷完善,不斷創新。
五、結語
一體化教學方法是未來中鐵道專業的中流砥柱。也只有它能為中國鐵道培育出更多的人才,使中國鐵道達到世界水平。本論文講了一體化教學在鐵道車輛專業內的教學應用,但是不足的是所涉內容極少,但是我院在不斷探索不斷創新,爭取摸透一體化教學方法。本院也希望本篇論文能為各個院校的一體化教學提供一個思路提供一個樣本,為中國的教育改革和中國的鐵道發展貢獻出一份力量。
鐵道車輛工程論文:淺議新材料在鐵道車輛上的應用
摘要:鐵道行業與航天、船舶以及汽車工業相比,對材料的開發應用較少。隨著第六次火車提速和高速動車組的應用普及,車體結構的輕量化技術是目前研究的重要課題之一。文章對鐵道使用的相關材料進行了概述。
關鍵詞:鐵道車輛;復合新材料;高速動車組
一、新材料概述
隨著鐵道工業對自重問題重要性的認識提高,材料的開發和應用將有大大增加的趨勢。主要新材料類型如下:
(一)復合材料
復合材料(如玻璃纖維/聚酯復合材料)在鐵路其他零部件中的應用已被用于制造支承鐵道電器系統的跨軌信號架。用復合材料制造跨越四根鋼軌的信號架技術已經論證可行,而且與相當的鋼結構相比,除耐蝕性好外,還能大大減輕自重。
(二)高分子材料
高分子材料是分子量高達1萬至數十萬的巨大“高分子”聚合而成的材料,塑料、FRP(纖維增強塑料)、彈性體、橡膠、纖維等都屬于高分子材料。高分子材料具有質量輕、強度高、減振、絕緣等特性,故在鐵道行業獲得廣泛應用:塑料、FRP具有質量輕、強度高、絕緣等特性;橡膠具有防振、減振、絕緣等特性。
(三)合成材料
合成材料的主要優越性有:減輕重量、減少車內噪音、提高旅客舒適性、安裝費用低、防火性能好。特別是使用合成材料后,車輛的加速和減速都加快,減少了轉向架和軌道的磨損,降低了能耗,降低了每旅客公里的運營費用。
二、新材料在鐵路客運車輛上的應用
現在鐵路運輸業新材料應用較多,而且正在不斷地擴展其應用范圍,下面列舉幾個應用實例:
(一)復合材料在客車中的使用
車輛質量輕和加工方便的優點,也促進了復合材料在車輛內部的廣泛應用。實際上,FRP在Inter City旅客列車上占壘車總重量的8%(3t左右)。一般車輛內部配件最常用的復合材料,是由玻璃纖維和阻燃聚酯樹脂構成。窗框、衛生窗、通過臺墻板以及通過臺開敞車頂端,都成功地用玻璃鋼制造過,其加工方法有冷壓、噴射和手糊,有采用無規則玻璃氈,也有采用半連續玻璃氈。模壓成型工藝所需設備費用較高,適用于大規模生產。座椅骨架常常采用片狀模塑材料(SMC)模壓加工制造。復合材料還被用于制造鐵道車輛用的高比強度的夾層結構板中。這種墻板已在航空工業應用多年,其典型結構是由兩層FRP板包覆著泡沫或蜂窩芯構成。隨著設計師對輕質車輛的優越性認識的不斷提高,這種結構在客車上應用得越來越廣泛。意大利的ETR500型列車,再次為這種復合材料在現代高速列車上的應用提供了一個極好的范例。該車所有的內墻板、頂板及行李間全部由夾層板制造。這種夾層板結構包括一個由Airex公司提供的Nomex蜂貨車用復合材料。
(二)高分子材料在客車中的使用
高分子自潤滑材料除用作機車車輛的承載件、車內裝飾件等外,還作為減摩耐磨材料用作磨損件。高分子自潤滑材料在機車車輛上的應用實例。高分子自潤滑材料本身具備的或通過改性獲得的良好耐磨性和自潤滑性,使它能夠在少油或無油的條件下安全運行,因此,高分子自潤滑材料在許多場合下能取代金屬。高分子自潤滑材料在機車車輛上取代金屬制作磨耗件取得了較好的效果。
心盤墊。美國用超高分子量聚乙烯制作車輛的搖枕心盤墊。德國規定,貨車的心盤墊用尼龍6制作。用塑料制作的整體碗形心盤墊已裝用在美國鐵路的內燃機車和貨車的轉向架上。
磨耗板。美國鐵路在60年代將尼龍用于導框襯板后,又擴大應用到搖枕磨耗板。美國應用超高分子量聚乙烯制作的車鉤鉤身托板磨耗板已在貨車上運行80萬公里,未發生損壞,也不需潤滑、維護。
軸承保持架。瑞典SKF公司在客車車輛軸承和機車牽引電機軸承上,采用25%玻璃纖維增強尼龍66制作軸承保持架。德國市郊運輸車輛和干線車輛的圓柱滾柱軸承采用尼龍保持架已經過數百萬次運用考核,效果令人滿意。俄羅斯自1986年在貨車軸承上開始裝用尼龍保持架,在溫升、磨損、性及耐久性等方面進行了長期考驗。試驗結果表明,這種尼龍保持架在溫升、磨損和油脂親和等方面有優良特性,對提高軸承負荷能力和壽命,特別是潤滑作用對延緩軸承事故、保障行車安全具有顯著特點。
其他磨耗件。美國芝加哥和西北鐵路公司用熱塑性塑料制作拉桿村套。這種襯套可用八年。德國規定,各類車輛的車鉤導框用尼龍66制作,客車的搖枕橫向擋塊用尼龍66制作,且使用量都已超過1萬件。
(三)合成材料在客車中的使用
利用合成材料來代替傳統用材,以求實現機車車輛的輕量化,滿足高速列車要求輕、快、穩和安全的要求。
裙板、頂板、墻板和車內隔板。法國雙層高速列車TGV2N 采用三聚氰胺樹脂代替玻璃鋼墻板,重量比玻璃鋼更輕而隔熱隔聲性能和玻璃鋼相似。TGV2N 的天花板頂塊采用自承式酚醛三聚氟胺制造,每輛車可減輕重量200kg。大西洋TGV的車內與電話間隔板采用聚碳酸醇材料。車體為鋁板加玻璃棉。Keller公司為TGV2N 研制的車頂板采用了重量輕、致密、具有優良絕熱性能和聲學特性的合成材料。這種車頂板集自承載聲學特性、熱特性、可拆卸性和裝飾性于一身,厚度只有大西洋TGV的一半。
裙板要求重量輕、耐腐蝕。德國新型城市間客車和漢堡城市的新型動車、魯爾工業區的二等大開敞式客車兩側均采用塑料裙板,裙板材料為:聚氯乙烯硬質泡沫塑料芯層和玻璃鋼面層。
車窗和車窗玻璃。采用聚碳酸酯板做車窗玻璃材料,熱塑性塑料(如ABS樹脂)壓鑄窗框,可收減輕重量、減少維修費用之效。
車門。車門要求重量輕、耐腐蝕、穩定和保養方便。采用玻璃鋼能滿足這些要求。法國大西洋高速列車TGV~A的內門、行李車車門和廁所門均采用氯磺化聚乙烯制成。
廁所、盥洗室。要求采用尺寸穩定性好、耐腐蝕、易清洗的材料。玻璃鋼能滿足這些要求。德國聯邦鐵路新研制的客車衛生間的特點是:易于安裝和拆卸,適應不同客車布局需要,節水且便于機械清洗。該衛生間由四部分組成:玻璃纖維增強聚酯壁板,玻璃纖維增強聚酯馬桶覆蓋層,玻璃纖維增強聚酯盆形地板,塑料貼面壁板。德國聯邦鐵路的新乘務員車的盥洗室設有玻璃鋼馬桶。
茶桌、行李柜(架)。法國新的大西洋TGV―A裝用一種堅實、輕便的折疊式茶桌。該荼桌由法國Trio―plast公司研制,采用美國杜邦公司的Kevlar復合纖維和浸滲了聚酯樹脂的玻璃纖維作增強材料。蜂窩狀的聚丙烯為阻燃泡沫填充料。Keviar具有高強度重量比。茶桌厚僅20ram,重量只有鋁茶桌的二分之一,但能承受350kg的集中壓力。
地板。地板除要求重量輕、阻燃外,還要求耐磨、防滑、耐腐蝕、電絕緣、隔熱、隔聲。日本在通勤型103、105、201、301系,市郊日本新型地鐵車輛的多層地板為鋁板夾以聚氨酯泡沫塑料和玻璃纖維。
三、新材料在鐵路貨運車輛上的應用
(一)復合材料的應用
現在鐵道車輛上復合材料的應用,主要局限于機車頭部的三維模制外殼及客車內部的一些輕質配件。復合材料之所以在車輛司機室前端外殼上得到了廣泛的應用,是因為現代列車外形既要適應空氣動力學的要求,又要滿足人們的審美需要,這使得車頭的三維外形結構非常復雜,用金屬制造起來難度較大,而且費用很高。由于復合材料質量輕、耐沖擊等優點越來越突出,復合材料的制造能力也逐漸提高,這些都使得FRP在鐵道車輛的自支承結構上得到了廣泛的應用。
(二)高分子材料的應用
我國的大連內燃機車研究所和大連塑料研究所進行了玻璃纖維增強尼龍塑料保持架的研究,并在軸承試驗臺上順利地進行了20余萬公里的模擬高速試驗。試驗結果表明,各項指標均符合設計要求,溫升值及其規律均屬正常。由于尼龍保持架的成本約為銅保持架的20%,一旦此種保持架獲得推廣,其經濟效益是非常可觀的。僅以1000臺東風機車的牽引電機小端軸承為倒,其購置費每年可節約50萬元。
(三)合成材料的應用
1.走行機構、連續裝置磨耗件。搖枕心盤采用超高分子量的聚烯烴塑料,其耐磨性比其他塑料高15倍。比不銹鋼高4倍,價格則與鋼相當,聚烯烴心盤墊和車鉤托板磨耗板已在貨車上運行了80萬公里,不需潤滑、維護,未發生損壞。
2.車頭、司機室。機車頭部和司機室若采用金屬件。曲面加工比較困難。采用易于造型的玻璃纖維增強塑料制造比較合適。日本著名的東北、上越新干線“光號”車前頭部分采用FRP制成,其直徑由1400mm逐漸縮小到1300mm。
3.軸承保持架。德國E12O型機車牽引電動機的ECP滾柱軸承采用聚酰胺滾柱隔離圈與金屬隔離圈相比。因其外形精密度高,彈性、滑動性能好、重量輕,摩擦力小,所以能顯著減少滾柱運動的阻力,降低工作溫度和潤滑材料的消耗。
4.絕緣材料。日本新干線車輛主電動機采用聚酰亞胺作絕緣材料。主電動機在轉向架內的安裝位置因車輛種類和輪徑不同而在尺寸和重量方面均受到嚴格限制。隨著機車車輛的高速化,高調速運轉和動力集中化,迫切要求主電動機大功率化和小型輕量化。 采用聚酰亞胺作絕緣材料及該材料系統的絕緣技術,對主電動機的小型輕量化作用極大。東海道新干線MT200型主電動機采用聚酰亞胺作絕緣材料,在相同尺寸和相同重量條件下,功率從185kw 提高到205kw,提高11%。
四、結語
車體結構的輕量化技術是目前研究的重要課題之一,隨著高速鐵路的迅速發展,材料問題得到越來越多的重視。為了使鐵路這項傳統運輸方式具有更強的競爭力,高速性、舒適性、安全性、方便性、經濟性等應當考慮的問題還有很多,在解決這些問題方面材料所起的作用是很大的。因此,對各項高性能,優越性材料的開發研制以及應用有很大的期望。
鐵道車輛工程論文:鐵道車輛車體強度提高研究
《國外鐵道車輛雜志》2016年第6期
摘要:
介紹了以鐵道車輛結構的高強度化及輕量化為目標,對車輛結構的化方法所開展的研究工作。
關鍵詞:
鐵道車輛;結構;化方法;日本
1概述
近年來,對于鐵道車輛提出了諸如安全性、高速化或乘坐舒適度等各種各樣的迫切要求。應該對鐵道車輛的車體結構進行設計,來滿足這類需求。而關于高強度化與輕量化,如從結構方面看,有相反的要素。另外,為評價性,也有必要研究車輛車體結構及焊接區的壽命,不過,傳統的設計方法中難以開展這類研究。針對這樣的課題,瞄立車體結構合理設計方法的目標,引進了有限元法數值仿真的結構優化方法。該優化方法已在汽車、航空、設備、機組等各個領域應用,但是,零部件規模的應用占據大多數比重。鐵道車輛作為大型結構物,由于載荷傳遞復雜,認為要將整個車體結構列為對象的研究必不可少。因此,本研究以原有的車輛車體結構為對象,地建立整車模型,構建假定能實現高強度以及輕量化的車體結構設計的結構優化方法。同時,關于車體焊接區,也根據建立精密模型的方法,研究建議的高性車體結構方法的可行性。
2車體結構優化方法
2.1結構優化的分類
假設大致劃分尋求結構優化的方法,而這些結構收稿日期:2015-09-28要滿足根據某原型的結構所給與的設計必要條件,則有尺寸優化、形狀優化、拓撲學優化等3種方法[1]。尺寸優化是將現行設計的尺寸作為設計變量,進而當作參數進行評價的方法。化方法中應用了線性規劃法[2]等。假設外形形狀為設計變量的形狀優化,以及內部結構也設定為設計變量的拓撲學優化是根據組合FEM分析、靈敏度分析、化方法,進行結構優化的方法。這些方法的設計變量多,所以,雖說優化的自由度高,可是,在收斂性方面,需要性基準法[3]等適當的優化方法。本研究中根據對生產制約等了解少的情況,認為拓撲學優化的結果評價困難,所以,運用形狀優化法進行研究。該方法的優點是可以考慮強度、剛度、局部壓曲以及幾何約束等諸多的約束條件。此外,也容易開展實體結構的設計,缺點是對FEM分析的早期網格的依賴性大,要素出現變形(或分布不均)情況下,需要變更網格。因此,形狀變更范圍狹窄,大幅提高性能就要借助于拓撲學優化法。
2.2形狀化
形狀化是將FEM模型的邊緣及幾何表面的邊界部節點作為設計變量,進行化的方法。該方法1973年由Zienkiewicz與Campbell[4]建議采用,統一FEM分析及靈敏度分析,求解結構的均衡狀態與設計靈敏度。運用該靈敏度,根據化作為設計變量的節點坐標的方法進行更新,是推導出結構的途徑,由此,面向實用化開辟了通道。不過,本研究中應用的非參數形狀化[5],為緩和應力,在表面變更的同時,變更有限元網格的過程帶來較大的困難。許多的形狀化程序,每一個化環節(回路),自動地再生成有限元網格,避免變更原有網格的處理。因此,早期的要素拓撲學(初期網格)被破壞,多數情形下,成為新的模型被建立。一邊保持要素拓撲學,一邊由表面部分按順序計算網格的變更,這樣實施的程序少。本研究中,將形狀變更范圍設定為要素尺寸以下,根據約束條件的設定,做到避免要素拓撲學的破壞,實施了形狀化。
2.3結構化算法
為實現原有的不銹鋼制車體結構的高強度化及輕量化目標,提出結構化算法的建議。本研究中,為進行原有車體結構的化,應用形狀化的方法。此外,由于鐵道車輛是大型結構件,其實際動態復雜,運用部分模型評價載荷傳遞路徑及應力的大小是困難的。另一方面,承受高載荷區域,是限定的區域,基于單車車體模型實施化的方法并不高效。因此,如圖1所示,首先根據單車車體的精密模型實施應力分析,根據評價高載荷區域以限定結構化的實施區域。其次,根據部分車體結構模型,實施結構化。這時,由一個車輛模型的分析結果來決定載荷條件。車輛的車體結構有許多部位是同一結構,所以,不但將根據結構化以實現高強度化及輕量化的結構應用于該部位,而且,也對相同部位予以同樣的應用。,根據應用了化結構的單車車體模型進行應力分析,驗證其結果,不滿足條件的情況下,再次實施部分區域的評價。
3部分車體結構建模
3.1分析模型結構
化方面,基于FEM應力分析的精度是重要的。因此,建立圖2所示的部分車體結構模型,驗證了進行結構化是否得到足夠的精度。該車體結構是既有線用不銹鋼制作車體側墻板塊的普通車體。由接頭構件結合外板、側柱、腰帶組成車體。關于構成模型的要素,因為外板及骨架是薄板結構,所以應用薄殼結構要素。點焊部有必要建立更的模型,所以,并非只基于剛體要素的結合,而是運用實體要素與剛體要素,才能做到描述力學上的實際動態。建立點焊部模型的情況下,普通的方法是,如果為通用FEM代碼,就運用再現焊接的剛體要素以結合模型。但是,本模型因為是剛體要素,并不能表達點焊部(熔核)的彈性狀態。因此,使用實體要素建立點焊部的模型,通過運用剛體要素結合這類要素與構件的殼體要素,建立了能再現點焊部的FEM分析模型。至于剛體要素,根據從實體要素結合到殼體要素的節點間的距離,對載荷傳遞進行加權計算,由此,因為能夠結合成任意的網格模型,不依賴于結合構件的網格形狀,可再現點焊區,評價點焊內部及焊接引起的應力集中。
3.2部分車體結構模型的驗證
3.2.1基于部分車體結構模型的應力分析
利用圖2所示的部分車體結構模型,進行了應力分析。從材料常數看,由于模擬SUS304不銹鋼,所以設定彈性常數為210GPa,泊松比為0.3。此外,也考慮構件間的接觸進行計算,所以,設定摩擦系數為0.3。從邊界條件看,為了與下節所述的試驗相吻合,載荷條件設為10kN。另一方面,約束條件設定腰帶兩端固定。圖3為基于FEM應力分析結果所得到的較大主應力輪廓線圖。將在分析結果中計算的高應力部位,以及在點焊區等應該關注的部位設定為下節的強度試驗中的應力測試點。
3.2.2基于部分車體試件的強度試驗
為驗證基于殼體要素描述的車體結構以及運用實體要素的點焊區模型的妥當性,采用與圖2的部分車體結構與形狀相同的實物大小的部分車體試件(圖4),實施了拉伸試驗。試樣采用SUS304不銹鋼。此外,拉伸試驗的載荷條件與應力分析的載荷條件相同,為10kN載荷。試件的約束條件為固定腰帶的兩端。由此,通過使側柱向上方拉伸,在腰帶的接合部位附近施加載荷。應力的測試采用應變計,由測試的應變根據彈性系數進行換算。應力測試點是由分析結果選定的圖5所示部位。
3.3分析與試驗結果的比較
表1給出分析及基于實物大小的部分車體結構試件進行的拉伸試驗得到的各測試點的應力。如表1所示,在低應力部分雖然有若干波動,可是,高應力部分卻能夠以充分的精度再現出來。在低應力部分產生波動的原因,可以推測為緣于試驗中測試應力低的情況下,測試誤差較大。至于測試點1~測試點5,是點焊區附近的測試結果,但可看到分析與試驗結果十分吻合,因此,可認為點焊區的建模是妥當的。
4基于單車車體模型的強度分析
4.1分析模型
為實現結構化,評價運行時車體結構承載載荷的傳遞路線及發生應力分布,利用圖6所示的既有線用不銹鋼制車輛的單車(1輛車)車體模型,基于FEM實施了動態應力分析。從分析中應用的要素看,車體構件是三維殼體要素,點焊區是剛體結合的連接要素。分析模型只考慮將車體結構的地板下機組及制冷裝置等附帶設備,作為質點表示的載荷(或質量),沒有考慮內裝修(如座椅等)。
4.2分析條件
作為應力分析中的載荷條件,對枕梁兩端部的空氣彈簧安裝部位施加了加速度。根據運行試驗中產生了較大應力時的加速度測試值,假定了從1位到4位的加速度(圖7)。圖7(a)是以車體長度方向為軸的無扭轉的垂直方向的變化;圖7(b)是車體有扭轉的條件。
4.3高載荷區域的評價
從運用單車車體模型實施動態應力分析的結果得知,由枕梁起靠近車體中部的側墻體,尤其是車窗轉角部以及車頂上安裝制冷機組附近產生明顯的應力。本文考慮節省篇幅,只論述車窗轉角部位。如按照有、無扭轉情況的比較,則車體有扭轉條件下產生了高應力;車體無扭轉情況下,車體側面的應力分布大體上呈現左、右對稱。有扭轉情況下,1位、4位及2位、3位分別形成同樣的應力分布。圖8表示車體有扭轉條件下車體側面的應力分布。
5車體模型的結構化方法
5.1面向化的FEM分析
根據前節所述的基于單車模型進行動態應力分析的結果,已弄清楚了車體側面的車窗轉角部形成高載荷區域。因此,就這些區域而言,建立適于FEM分析用詳細的部分車體結構模型,將高強度化及輕量化作為的必要條件,嘗試結構的化。實施結構化時,運用了FE-Design公司研制的結構化工具TOSCA[6]。實施結構化時,建立了圖9所示的車體結構側面的FEM分析模型。從該分析模型看,為提高計算精度,相比于單車車體模型,設定了更為精細的網格模型。根據3.1節中說明的應用了實體要素的方法,建立了點焊區模型。車體側面的模型是由側墻外板、使用了帽形型材的柱件及腰帶、接頭等構件構成的。因為構件全部用板材,所以,分析模型使用殼體要素。此外,關于外板的壓肩部使用鋼板用的粘接材料,分析中使用NASTRAN的黏著功能來描述。至于結構化的過程,由單車車體模型切出高載荷區域作為部分車體結構模型,以部分車體結構模型為對象進行應力分析,運用所謂Zooming法[7]。從部分車體結構模型的邊界條件看,根據將單車車體模型的邊界節點的位移值作為強迫位移施加的方法,使得與單車車體模型的應力載荷狀態相同。由此,就能夠只在高載荷區域用更精細的網格模型進行計算。
5.2關于化條件
本研究中根據形狀化方法實施車體結構的高強度化及輕量化。作為化條件的設定,首先,從進行化的設計區域看,只設定柱件及車頂椽子等骨架結構,外板除外。這是為了不改變車體結構的外觀。關于點焊區,因為利用剛體要素結合殼體要素與實體要素,所以,設計范圍不包括點焊部。其次關于目標函數與約束條件,假設各個應力與質量。將應力的較大值作為目標函數,使該值為最小,將輕量化率作為約束條件進行指定,以便部分車體結構的質量按照指定的比例(輕量化率)減小。作為載荷條件,能夠同時考慮多數情形。因此,由基于單車模型的前述的2種加速度條件(圖7中車體有、無扭轉)的分析結果,分別計算出部分車體結構模型受到的強迫位移,將計算結果作為載荷情況應用。
5.3車體的結構
應用前文所述的應力分析模型,以及根據應用化條件的非參數形狀化方法,為實現車體側面車窗轉角部的高強度化與輕量化,實施了化。結構化計算,首先,為減小質量,使涉及范圍的要素均等地縮小。例如,縮小骨架構件或者縮小接頭構件。然后,對已修正的形狀進行應力分析,根據計算結果,將應力高的部位相對于應力緩和方向擴大形狀。反復進行這一工作程序,直至滿足化條件。化條件的設定,作為約束條件,設定質量減輕的比例(輕量化率)為0%、12%和20%。作為目標函數的應力,將較大值設定為最小(降低設計范圍內的較大應力值)。圖10表示基于結構化方法,輕量化率的變化與較大應力值的降低。由該計算結果可知,經過10次左右反復計算,其計算結果收斂。通常情況下,結構化方面需要幾十次至幾百次左右的反復計算,而本方法僅用少量的反復計算次數,就能達到計算結果收斂。這可認為是應用性基準法的效果。第1次計算中,由于縮小形狀的比例高,所以,應力值比初期值升高。在以后的反復計算中,要求應力值緩和以進行結構化。圖11為在設定輕量化率為12%的情況下,化前后的應力輪廓圖。觀察圖11的模型形狀,則骨架的形狀發生了變化,可知應力值也在緩和中。從化后的部分車體結構看,雖然相比于初期形狀質量降低了12%,但較大應力值卻減小了12%。圖12表示骨架結構形狀的變化。從骨架構件看,可知由于做成曲線形狀,比呈直線形狀的彎曲強度要高。還需要開展制造上的約束等研究。通過形狀變化,由于強度提高,形狀縮小成為可能。關于車頂部等其他高應力區域,同樣實施結構化。由于在車輛車體結構的相同構件上應用的緣故,可推測車輛整體強度會提高。另外,關于高強度化與輕量化的效果,通常情況下存在協調(平衡)的關系。因此,對于單車模型應用化的部分車體結構,分別評價了效果。其結果見圖13,根據結構化的約束條件,改變了化載荷的結果,表明了在保持質量不變的情況下,較大發生應力可降低40%;在保持較大應力值情況下,能夠實現7%的輕量化。
6結束語
瞄準鐵道車輛車體結構的高強度化及輕量化目標,對結構化的一種有效方法即非參數形狀化方法開展了研究。為應用于車輛車體結構,在單車整體的FEM分析中,運用Zooming法,力求分析的高效化,將根據結構化所得到的部分區域的車體結構模型,應用到單車模型中,再次實施結構化,直至達到規定的目標值,建立了結構化的算法。列為形狀化對象的部分車體結構模型,要求能夠高精度,并且有效地評價點焊區及其周邊的應力狀態,進而建立模型。關于應力分析精度,利用實物大小的車體結構試件進行拉伸試驗,模擬了車體試件實施應力分析,根據與試驗結果比較的方式,確認了分析模型的妥當性。作為結構化的實例,運用不銹鋼制作的車輛單車車體模型,將運行試驗數據作為邊界條件施加,進行動態應力分析,評價了車體的高應力部位。基于該分析結果,以車體側面車窗轉角部附近區域為對象,實施結構化,尋求結構,能夠得到提高強度的形狀。將化部分區域的骨架結構應用于單車車體模型的方法,可以使車輛整個車體實現高強度化及輕量化。