基于solidwork軟件轉向架仿真模型在教學中的應用

曹毅 周帆

[摘要]? 轉向架檢修是鐵道車輛檢修的重要內容，轉向架結構及檢修教學是鐵道車輛機械裝置檢修教學重點項目之一，現場教學、圖片示例、企業參觀等傳統教學方法受到操作危險高、企業管理繁復等方面因素制約，尤其是線上線下混合式學習、泛在學習對教學實踐提出了更高的考驗。仿真模型能夠為學生提供傳統教學中無法進行的針對實訓工位少、操作危險高等方面的教學實訓條件，讓學生實現學—做—學結合，有助于提升轉向架檢修職業技能。

[關鍵詞]? 轉向架教學;仿真模型;教學實施

[中圖分類號]? G712? ? ? ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文章編號]? 2096-0603（2021）30-0120-02

2020年9月，教育部等九部門印發《職業教育提質培優行動計劃（2020—2023年）》，文件中明確提出推動信息技術與教育教學深度融合，“智能+”教育新形態，推動教育教學變革創新，服務課程開發、教學設計、教學實施、教學評價過程。

一、貨車轉向架教學現狀

鐵道貨車車輛檢修中轉向架檢修是其中重要的項目，轉向架結構及檢修的教學是鐵道車輛機械裝置檢修課程教學中最復雜的教學項目之一，該教學項目對應貨車檢修工作中轉向架分解檢修、落成檢查及貨車單車檢查中轉向架檢查部分。

依據鐵道車輛機械裝置檢修課程教學大綱，在轉向架教學中我們有以下幾個學習任務：（1）轉向架在車輛中的作用、結構名稱認識。（2）轉向架分解及組裝。（3）轉向架落成檢查。（4）車輛運用維修中單車檢查轉向架的要求。在項目中，需要學生掌握轉向架各部分名稱、結構組成、功能及在轉向架中與其他零部件之間的配合關系;轉向架分解工藝及組裝工藝，每個工序的注意事項;轉向架落成檢查標準;車輛運用維修中單車檢查轉向架的步驟和要求。

傳統教學中教師選用理實結合的教學方式，理論教學中使用多媒體圖片、視頻等，實訓教學在鐵道車輛綜合實訓基地展開。但是從實際教學過程來看，受到諸多因素的影響和制約，使得學習知識不能通過練習及時鞏固，學校雖然建有實訓設備，但轉向架價格昂貴，不能涵蓋所有轉向架型號，并且受場地、轉向架檢修地溝臺位、檢修工位等限制，學生實訓條件缺乏。鐵路車輛檢修企業重視安全管理，使得參觀學習受多種條件制約。

二、日常轉向架教學中存在的困難

在教學過程中，我們發現學生存在以下困難：

1.認識轉向架零件名稱，但是不熟悉結構，在單車檢查項目中，不能準確找到相應檢查內容，不知道檢查標準，容易出現漏檢現象。

2.由于在車輛綜合實訓現場沒有地溝，學生實訓時無法觀察部分轉向架配件部位和組裝結構。

3.轉向架實訓學習受到場地、臺位制約，單次最多4位學生同時實訓，課內時間利用率不高。

4.轉向架拆、裝實訓需要天車輔助，安全隱患大，實訓時以轉向架外觀檢查為主，學生無法在我校綜合實訓現場完成轉向架組裝，不能直觀感受轉向架各部件之間的配合關系。

例如：貨車單車檢查中轉向架側架滑槽磨耗板檢修。目視檢查八位滑槽磨耗板安裝正位、入槽，滑槽內不得涂抹油脂，滑塊安裝有磨耗套，無破損;該步檢查需要掌握以下內容：（1）滑槽在那里有什么用？（2）滑槽磨耗板是什么？（3）滑槽磨耗板與滑槽怎么安裝？

實踐教學中轉向架是一個整體，側架不能單獨拆開觀察，只能通過圖片示例學習，學生在學習側架內容時，由于觀察不仔細，容易一帶而過，初級任務知道什么是側架，側架細節不能拆開觀察，基礎制動結構在側架中如何定位、如何移動等機械部件知識學習不深入，導致在學習高階任務轉向架落成檢查時找不到滑槽、不知道什么是磨耗板，更談不了高階要求轉向架落成檢查對應的檢修技能要求了。轉向架教學另一個難度在于轉向架拆、裝工藝操作難度高，側架、搖枕、彈簧減震裝置等結構在拆、裝過程中需要天車及專用工具輔助，學生操作危險度高，在實踐教學中幾乎不會涉及。鐵路車輛檢修企業在青工培訓中不會讓青工獨立完成。

三、解決轉向架實踐教學問題思路

本課題中所有內容通過solidwork軟件建立三維模型。武漢鐵路職業技術學院與合作鐵路的企業共同研討，確定對轉K系列貨車轉向架進行建模合作，轉K6型轉向架[1]是目前鐵路貨運中應用最多的一款轉向架，在繼承傳統三大件轉向架優點的基礎上做技術改進與提高，與我?，F有的轉向架實物之間關聯度非常高。通過軟件建立轉K6模型的方法，可以幫助學生深入掌握轉向架各部件的結構組成、檢修部位及檢修方法。仿真圖形可以有效解決側架不能單獨拆開觀察的問題[2]，通過solidwork軟件制作了轉向架三大件結構如側架、搖枕，也制作了三小件如彈簧減震裝置、斜楔、承載鞍等，還可以仿形輪對、側架下交叉支撐裝置、基礎制動結構等[3]。并且仿真模型具有不受場地、工位限制的特點，學生可以隨時、反復、多角度獨立觀察，同時也容易實現技術迭代[4][5]。

四、新形態虛擬仿真教學需要

新形態教學注重線上線下混合學習，針對實物操作安全性差、難實現、成本高昂、時空限制等因素，模擬仿真模型可以極大地填補這個空缺，并且實現線上教學，本項目學習目的以轉向架仿真模型為主線，通過多角度觀察學習轉向架結構，提高學生信息化素養。

五、solidwork軟件建立轉向架模型在教學中的應用

soliwork建模在轉向架檢修教學中的應用是基于實際轉向架建立的仿真模型，學生通過實踐操作掌握三大件式轉向架的結構，主要零部件的形狀、作用以及轉向架組裝工藝過程，輔助完成貨車單車技術檢查中轉向架檢查部分內容。