334
.pdfМинистерство образования и науки РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования Воронежская государственная лесотехническая академия
Методические указания для самостоятельной работы
по дисциплинам «Расчет надежности при конструировании машин и оборудования лесного комплекса» и «Расчет надежности при конструировании деревообрабатывающего оборудования» для студентов по направлению подготовки
151000 – Технологические машины и оборудование
Воронеж 2014
1
УДК 621.01
Макаренко, А. В. Расчет надежности при конструировании [Электронный ресурс] : методические указания для самостоятельной работы по дисциплинам «Расчет надежности при конструировании машин и оборудования лесного комплекса» и «Расчет надежности при конструировании деревообрабатывающего оборудования» для студентов по направлению подготовки 151000 – Технологические машины и оборудование / А. В. Макаренко ; Фед. агентство по образованию, ГОУ ВПО «ВГЛТА». – Воронеж, 2014. – 15 с.
Издается по решению учебно-методического совета ФГБОУ ВПО
«ВГЛТА» (протокол № __ от ____________ г.)
2
ВВЕДЕНИЕ
УВАЖАЕМЫЙ СТУДЕНТ!
Методические указания по выполнению самостоятельных работ по созданы Вам в помощь для работы на занятиях и во внеаудиторное время.
Наличие положительной оценки (отметки о выполнении) каждого вида самостоятельной работы необходимо для получения допуска к экзамену по дисциплине Основы теории надежности, поэтому в случае невыполнения работы по любой причине или получения неудовлетворительной оценки за самостоятельную работу Вы должны найти время для ее выполнения или пересдачи.
Внимание! Если в процессе выполнения заданий для самостоятельной работы возникают вопросы, разрешить которые Вам не удается, необходимо обратиться к преподавателю для получения разъяснений.
3
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Цель самостоятельной работы по дисциплинам «Расчет надежности при конструировании машин и оборудования лесного комплекса» и «Расчет надежности при конструировании деревообрабатывающего оборудования» – освоение теории и методов расчетов параметров машин и оборудования лесного комплекса, деревообрабатывающего оборудования при его проектировании и эксплуатации.
К задачам изучения дисциплины относятся: изучение теоретических основ по курсу;
изучение отечественных и зарубежных методик оценивания качества; формирование умений и навыков использования существующих методик
для практического определения количественной оценки качества.
Врезультате выполнения самостоятельной работы студент должен:
–знать: показатели надежности машин и оборудования лесного комплекса; причины возникновения и физическую сущность отказов; технологические
иэксплуатационные мероприятия, направленные на обеспечение и поддержание работоспособного состояния машин и оборудования; методы проведения испытаний на надежность и обработки полученной информации; методы расчета и обеспечения надежности машин на этапах проектирования, изготовления и эксплуатации;
–уметь: количественно оценивать значения показателей надежности по статистическим данным, полученным в процессе проведения стендовых и эксплуатационных испытаний, а также на основе расчета характеристик испытания на надежность и обрабатывать информацию; разрабатывать и внедрять мероприятия, направленные на обеспечение надежности при проектировании и изготовлении машин и оборудования лесного комплекса и ее поддержание в процессе эксплуатации;
4
–владеть: навыками количественно оценивать показатели надежности по вероятностным и статистическим моделям.
В результате освоения данной дисциплины студент должен обладать сле-
дующими компетенциями:
профессиональными (ПК)
–уметь проверять техническое состояние и остаточный ресурс технологического оборудования, организовывать профилактический осмотр и текущий осмотр и текущий ремонт оборудования (ПК-4);
–умеет выбирать основные и вспомогательные материалы и способы реализации основных технологических процессов и применять прогрессивные методы эксплуатации технологического оборудования при изготовлении изделий машиностроения (ПК-6);
–умеет применять методы стандартных испытаний по определению фи- зико-механических свойств и технологических показателей используемых материалов и готовых изделий (ПК-7).
5
1 СТРУКТУРА САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
Рабочая программа дисциплины отводит 65 % трудоемкости курса на самостоятельную работу студентов. Самостоятельная работы является обязательным для выполнения видом работы, при этом студент приобретает новые теоретические знания, учится принимать самостоятельные решения, работать с периодической литературой.
Программа предусматривает следующие виды самостоятельной работы: 1 Самостоятельное изучение теоретического курса.
2 Теоретическая подготовка к выполнению и защите практических зада-
ний.
3 Подготовка краткого отчета по работе с периодикой и интернетом. 4 Подготовка к итоговому тестированию
|
|
|
Таблица 1 |
|
|
|
|
Виды учебной работы |
Трудоемкость |
Семестр |
|
Всего |
В зачетных |
VII |
|
|
часов |
единицах |
|
|
|
||
Общая трудоемкость дисциплины |
108 |
3 |
108 |
Аудиторные занятия |
36 |
1 |
36 |
Лекции (Л) |
12 |
0,33 |
12 |
Практические занятия (ПЗ) |
24 |
0,67 |
24 |
Самостоятельная работа (Сам) |
72 |
2 |
72 |
изучение теоретического курса (ТО) |
27 |
0,75 |
27 |
теоретическая подготовка к выполнению |
27 |
0,75 |
27 |
и защите практических заданий |
|
|
|
работа с периодикой и интернетом |
9 |
0,25 |
9 |
подготовка к тестированию |
9 |
0,25 |
9 |
Виды итогового контроля (зачет, экза- |
|
|
зачет |
мен) |
|
|
|
|
|
|
По каждому виду работы студент должен выполнить задания, предусмотренные данными методическими указаниями и согласованные с преподавателем. Выполненные задания сдаются преподавателю в соответствии с графиком самостоятельной работы.
6
2 МЕТОДИКА РЕАЛИЗАЦИИ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ПО ИЗУЧЕНИЮ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО КУРСА
2.1 Общие указания При самостоятельном изучении теоретического курса студентам необхо-
димо:
1 Самостоятельно изучить темы теоретического курса в соответствии с учебной программой дисциплины.
2 Подготовиться к устным ответам на контрольные вопросы, приведенные в настоящих методических указаниях после каждого практического занятия.
3. Выполнить отчет по работе с периодикой.
Самостоятельная работа выполняется на основе учебно-методических материалов дисциплины. Самостоятельно изучаемые вопросы курса включаются в экзаменационные билеты.
Темы на самостоятельное изучение и контрольные задания преподаватель выдает на лекционных занятиях в соответствии с учебной программой и графиком самостоятельной работы.
2.2 Содержание разделов и тем лекционного курса Раздел 1 ВВЕДЕНИЕ
Стандарты ISO серии 9000. Функции плотности возникновения отказов. Закономерности потери машинами и оборудованием лесного комплекса работоспособности.
Трудоемкость лекционного курса – 2 часов (0,06 з.е.), самостоятельная работа – 6 часов (0,17 з.е.).
Материал для изучения данных вопросов см. : [1-6].
7
Раздел 2 УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ И НАДЕЖНОСТЬЮ МАШИН НА СТАДИЯХ ПРОЕКТИРОВАНИЯ, ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ЭКПЛУАТАЦИИ
Проверка гипотезы. Проверка параметров распределения. Расчет параметров теоретических законов распределения ресурса, проверка адекватности. Модели параметрической надежности, безотказности и технического состояния машин и оборудования лесного комплекса.
Трудоемкость лекционного курса – 4 часов (0,11 з.е.), самостоятельная работа – 9 часов (0,25 з.е.).
Материал для изучения данных вопросов см. : [1-6].
Раздел 3 МОДЕЛИ ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ НАДЕЖНОСТИ Определение механических свойств материалов. Расчет надежности по
критерию статической прочности. Расчет надежности по критерию усталостной прочности.
Трудоемкость лекционного курса – 4 часов (0,11 з.е.), самостоятельная работа – 6 часов (0,17 з.е.).
Материал для изучения данных вопросов см. : [1-6].
Раздел 4 ПРОГНАЗИРОВАНИЕ УСТАЛОСТНОГО РЕСУРСА МАШИН И ОБОРУДОВАНИЯ ЛЕСНОГО КОМПЛЕКСА
Прогнозирование усталостного ресурса на основе гипотезы литейного суммирования повреждений. Расчет надежности по критерию изнашивания узлов трения машин и оборудования лесного комплекса.
Трудоемкость лекционного курса – 2 часов (0,06 з.е.), самостоятельная работа – 6 часов (0,17 з.е.).
Материал для изучения данных вопросов см. : [1-6].
2.3 Теоретическая подготовка к выполнению и защите практических заданий
8
Целью практических занятий является закрепление теоретических знаний по дисциплине. Практические занятия проводятся по тематике учетной программы в сроки, предусмотренные графиком учебного процесса.
Трудоемкость самостоятельной работы по подготовке к выполнению и защите практических занятий составляет 27 часов (0,75 з.е.).
Материалы по подготовке к практическим занятиям приведены [1-6].
Тематика практических занятий Занятие 1 Расчет надежности сложной системы.
Трудоемкость занятия – 4 часов (0,11 з.е.), самостоятельная работа – 5
часов (0,14 з.е.).
Контрольные вопросы:
1 Расчет надежности контуров управления.
2 Расчеты состояния систем.
Занятие 2 Расчет схемной надежности машин с резервированием.
Трудоемкость занятия – 4 часов (0,11 з.е.), самостоятельная работа – 5
часов (0,14 з.е.).
Контрольные вопросы:
1 Обоснование количественных требований к надежности объекта или его составным частям.
2 Определение достигнутого (ожидаемого) уровня надежности объекта и/или его составных частей, в том числе расчетное определение показателей надежности или параметров распределения характеристик надежности составных частей объекта в качестве исходных данных для расчета надежности объекта в целом.
Занятие 3 Расчет надежности элементов конструкции по критерию статической прочности.
9
Трудоемкость занятия – 4 часов (0,11 з.е.), самостоятельная работа – 5
часов (0,14 з.е.).
Контрольные вопросы:
1 Критерии разрушений элементов.
2 Статистические методы расчета.
Занятие 4 Построение кривой НЗР для наработок деталей машин и оборудования лесного комплекса.
Трудоемкость занятия – 4 часов (0,11 з.е.), самостоятельная работа – 4
часов (0,11 з.е.).
Контрольные вопросы:
1 Применение НЗР для расчетов количественных характеристик надежно-
сти.
2 Кривая распределения закона Гаусса.
Занятие 5 Расчет математической модели безотказности сложной системы машин и оборудования лесного комплекса
Трудоемкость занятия – 4 часов (0,11 з.е.), самостоятельная работа – 4
часов (0,11 з.е.).
Контрольные вопросы:
1Построение диаграммы Парето.
2Выражение вероятности отказов и вероятность безотказной работы через плотность вероятности отказов.
Занятие 6 Расчет математической модели параметрической надежности машин и оборудования лесного комплекса.
Трудоемкость занятия – 4 часов (0,11 з.е.), самостоятельная работа – 4
часов (0,11 з.е.).
Контрольные вопросы:
1Расчет математической модели безотказности сложной системы маши-
ны
2Модель параметрической надежности машин и оборудования.
10