电力机车总体及走行部 “维稳”的“哼哈二将”——弹簧、“维稳”的“哼哈二将”——减振器 动车组维稳的秘密武器教案.docx

《动车组“维稳”的秘密武器》 ——信息化教学设计 教 案 牵引动力学院 朱亚男 一、教学基本情况 授课单元 动车组转向架悬挂装置 授课对象 动车组检修技术专业（驾驶与维修方向） 二年级学生 课程名称 《动车组总体与机械装置检查与维护》 授课学时 2学时 授课地点 牵引楼216 教学方法 任务驱动教学法 课程要求 本单元选自动车组检修技术专业（驾驶与维修方向）《动车组总体与机械装置检查与维护》课程，课程要求学生掌握动车组总体结构的组成、功能及作用，主要培养学生对动车组机械装置的维护与检修的能力，使学生能胜任动车组维护与检修工作的要求。 学情分析 课程教学对象是：动车组检修技术专业（驾驶与维修方向）二年级学生。 学习基础：前置课程为《机械基础》、《机械制图》，学生已通过本课程前几个单元的学习，掌握了动车组的结构组成、车体结构、车内设备布置及转向架的作用及关键组成部件等相关知识和技能。 参考教材 高等职业教育轨道交通类“十二五”规划教材《动车组构造》，梁玲坤主编，西南交大出版社。 预期效果 1.掌握悬挂装置的组成及分类。 2.理解悬挂装置的作用机理。 3.掌握悬挂装置的更换与维护技能。 教学目标 知识目标 技能目标 素质目标 掌握悬挂装置的分类、组成及作用。 悬挂装置的检查、更换与维护技能 1）安全规范作业意识 2）沟通与协调能力 3）团队合作精神 教学重点 悬挂装置的组成及分类。 教学难点 悬挂装置的作用机理。 教学方法 任务驱动教学法：教师布置任务，师生研讨、练习、实验等方式完成悬挂装置认知任务。 小组合作探究法：以小组为单位实施任务，通过制定计划、讨论研究、分组实施等学习活动中，获得知识技能及丰富的情感体验。组内取长补短、共同学习、共同进步。 二、教学实施过程 教学内容 方法 时间 一、现场视频分析 通过现场视频，让学生观察传统列车运行中的振动现象，说明火车在轨道运行时，轮轨之间会出现不断变化着的轮轨作用力，这些作用力会引起机车和车辆的振动。 引起火车振动的原因很多，有线路、车辆自身的因素，比如车轮过轨缝、轨道的不平顺、轨道的擦伤、车轮的擦伤等；也有环境的因素，比如台风、地震等。 车轮过轨缝 轨道不平顺 钢轨擦伤 车轮擦伤 台风 此外，运行过程中牵引或制动的不一致也会引起列车的纵向振动和冲击。对于高速动车组来说，当列车以时速300公里的速度行驶时，即便轨道上有一根头发丝厚度的凸起，轨道和车轮产生的冲击力也将会达到3.5吨，这种力也会转化成振动。 为了降低火车运行过程中的冲击载荷，维持火车的平稳运行，设计人员在机车车辆中加入了悬挂装置。对悬挂装置组成及分类的学习是熟练掌握转向架检修技能的重要前提之一。 互动式讲授法 10’ 二、 “维稳”秘密揭秘 此环节采用任务驱动教学法，将学生分为四组，分别完成以悬挂装置、弹簧、减振器和踏面清扫装置为主题的四个任务。 1.第一组学生汇报悬挂装置的位置及分类，教师补充：安装在转向架构架与轴箱之间的弹簧悬挂装置称为一系悬挂装置，也称为轴箱悬挂装置。安装在车体和转向架构架（或者摇枕和构架）之间的弹簧悬挂称为二系悬挂装置，也称为中央弹簧装置或摇枕弹簧装置。 机车车辆上在一系弹簧装置之上的重量称为簧上重量，在一系弹簧装置之下的重量称为簧下重量，簧下重量在受到振动冲击的时候没有弹簧悬挂装置的缓冲减震作用，所以也称为死重量。当然了，并不是所有的机车车辆都具有两系弹簧悬挂装置，一般情况下，货车车辆的转向架仅具有一系弹簧悬挂装置，电力机车和客车车辆的转向架通常是一系悬挂、二系悬挂兼而有之。 2.第二组学生汇报弹簧的作用及类型，教师讲解补充： 转向架上常用的弹簧主要有板弹簧、螺旋弹簧、橡胶弹簧和空气弹簧四种。 板弹簧 圆柱螺旋弹簧 橡胶弹簧 其中板弹簧因为制造工艺复杂和维修不便，成本高，重量大等原因，在现代机车车辆上已很少使用。 螺旋弹簧通常由圆形截面的弹簧钢棒卷绕而成，多呈圆柱形，因此也简称为圆弹簧。它制造简单、重量轻、成本低，是机车车辆弹簧悬挂装置中使用最广泛的一种弹簧。 橡胶弹簧由橡胶制成，弹性好，且具有吸收冲击和高频振动的能力。还可以同时承受几个方向的载荷，各个方向的刚度可根据需要设计。近年来，橡胶弹簧被越来越多地用于电力机车和动车组列车的弹簧悬挂系统中。常用的橡胶弹簧还包括橡胶堆弹簧，比如SS4G型电力机车的二系悬挂弹簧就采用了橡胶堆弹簧。橡胶堆弹簧通常由橡胶和金属板经硫化粘结而成，多片层叠使用。橡胶弹簧的主要缺点是易老化。 空气弹簧利用空气的可压缩性实现弹簧作用。空气弹簧通常由弹簧本体、附加空气室和高度控制阀三部分组成。弹簧本体用橡胶制造。空气弹簧最大的优点是利用高度控制阀，在车体重量变化时可以通过冲、放压缩空气来改变压力和刚度，从而保持车体高度不变。比如当车体正常载荷时，空气弹簧气路关闭，保持压