1896

2

УДК 621.01

Расчет надежности при конструировании [Электронный ресурс]: методические указания для самостоятельной работы студентов по направлению подготовки 15.03.02 Технологические машины и оборудование / составители В. И. Посметьев, В. О. Никонов ; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ имени Г. Ф. Морозова». – Воронеж, 2018. – 14 с.

Печатается по решению учебно-методического совета ФГБОУ ВО «ВГЛТУ» (протокол № __ от ___ декабря 2018 г.)

Рецензент: заведующий кафедрой эксплуатации транспортных и технологических машин ФГБОУ ВО «Воронежский государственный аграрный университет имени императора Петра I», д-р техн. наук, доцент Е.В. Пухов

3

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ……………………………………………………………… ..4

1.СТРУКТУРА САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ…………………………….. ..5

2.МЕТОДИКА РЕАЛИЗАЦИИ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ПО ИЗУЧЕНИЮ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО КУРСА………………………………………….....6

2.1.Общие указания……………………………………………………………….. ..6

2.2.Содержание разделов и тем лекционного курса……………………………. ..6

2.3.Теоретическая подготовка к выполнению и защите практических за-

нятий………………………………………………………………………………... ..9

2.4.Работа с периодикой и интернетом………………………………………….. 10

2.5.Подготовка к тестированию………………………………………………….. 10

3.УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ……….. 11

4

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.

Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:

–изучить теоретические основы формирования показателей надежности деревообрабатывающих станков; методы и средства диагностики технического состояния деревообрабатывающих станков;

–ознакомиться с общими вопросами надежности деревообрабатывающих станков; с методами теории надежности в системе сертификации деревообрабатывающих станков;

–уяснить технологию и организацию мероприятий, направленных на обеспечение и поддержание работоспособного деревообрабатывающих станков.

В результате выполнения самостоятельной работы студент должен:

–знать: показатели надежности машин и оборудования лесного комплекса; причины возникновения и физическую сущность отказов; технологические и эксплуатационные 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;

–владеть: навыками количественно оценивать показатели надежности по вероятностным и статистическим моделям.

В результате освоения данной дисциплины студент должен обладать следующими компетенциями: профессиональной ПК-9 – умением применять методы контроля качества изделий и объектов в сфере профессиональной деятельности, проводить анализ причин нарушений технологических процессов и разрабатывать мероприятия по их предупреждению.

5

1. СТРУКТУРА САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

Рабочая программа дисциплины отводит 72 ч на самостоятельную работу студентов. Работы являются обязательными для выполнения, при этом студент приобретает новые теоретические знания, учится принимать самостоятельные решения, работать с периодической литературой.

Программа предусматривает следующие виды самостоятельной работы:

–самостоятельное изучение теоретического курса;

–теоретическую подготовку к выполнению и защите практических работ;

–подготовку краткого отчета по работе с периодикой и интернетом;

–подготовку к итоговому тестированию.

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 изучении теоретического курса студентам необходимо: самостоятельно изучить темы теоретического курса в соответствии с учебной программой дисциплины; подготовиться к устным ответам на контрольные вопросы, приведенные в настоящих методических указаниях после каждого практического занятия; выполнить отчет по работе с периодикой.

Работа выполняется на основе учебно-методических материалов дисциплины. Самостоятельно изучаемые вопросы курса включаются в экзаменационные билеты. Темы на 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

2.2.1.Введение

Стандарты ISO серии 9000. Функции плотности возникновения отказов. Закономерности потери машинами и оборудованием лесного комплекса работоспособности.

Трудоемкость лекционного курса – 2 ч (0,06 з. е.), самостоятельная рабо-

та – 6 ч (0,17 з. е.).

Материал для изучения данных вопросов приведен в литературе [1-11].

2.2.2. Управление качеством и надежностью машин на стадиях проектирования, изготовления и эксплуатации

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 ч (0,11 з. е.), самостоятельная рабо-

та – 9 ч (0,25 з. е.).

Материал для изучения данных вопросов приведен в литературе [1-11].

7

2.2.3. Моделирование параметрической надежности Определение механических свойств материалов. Расчет надежности по

критерию статической прочности. Расчет надежности по критерию усталостной прочности.

Трудоемкость лекционного курса – 4 (0,11 з. е.), самостоятельная работа

– 9 ч (0,17 з. е.).

Материал для изучения данных вопросов приведен в литературе [1-11].

2.2.4. Прогнозирование 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 ч (0,06 з. е.), самостоятельная работа – 6 ч (0,17 з. е.).

Материал для изучения данных вопросов приведен в литературе [1-11].

2.3. Теоретическая подготовка к выполнению и защите практических занятий

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 30 ч (0,83 з.е.).

Материалы по подготовке к практическим занятиям приведены в [1-11]. Тематика практических занятий Практическое занятие № 1. «Расчет надежности зубчатых передач».

Трудоемкость занятия – 2 ч (0,05 з. е.), самостоятельная работа – 2 ч (0,05 з. е.). Контрольные вопросы:

Назовите способы оценки вероятности безотказной работы зубчатой передачи?

Какие факторы, влияют на вероятность безотказной работы зубчатой передачи.

8

Каким образом определяются вероятность безотказной работы по критерию сопротивления контактной усталости?

Практическое занятие № 2. «Определение показателей надежности поршневых пальцев двигателя внутреннего сгорания».

Трудоемкость занятия – 2 ч (0,05 з. е.), самостоятельная работа – 4 ч (0,11 з. е.). Контрольные вопросы:

По какому закону описывается функция распределения наработки до от-

каза?

Раскройте понятие допустимой интенсивности отказов λ(t).

Какие известны способы определения вероятности отказа деталей при заданной наработке?

Какова последовательность определения технического ресурса Tp, отвечающего допустимой интенсивности отказов λ(t)?

Практическое занятие № 3. «Расчет надежности резьбовых соединений». Трудоемкость занятия – 2 ч (0,05 з. е.), самостоятельная работа – 4 ч (0,11 з. е.). Контрольные вопросы:

На чем основан вероятностный расчет работоспособности и надежности резьбового соединения?

По каким критериям оценивается вероятность безотказной работы резьбового соединения?

Какие параметры и характеристики материала болта, влияют на среднее значение силы затяжки?

Назовите мероприятия, позволяющие повысить вероятность безотказной работы резьбового соединения по критерию статической прочности стыка.

Практическое занятие № 4. «Определение показателей надежности вала турбокомпрессора».

Трудоемкость занятия – 2 ч (0,05 з. е.), самостоятельная работа – 4 ч (0,11 з. е.). Контрольные вопросы:

Перечислите параметры, используемые для оценки параметров распределения времени безотказной работы вала турбокомпрессора.

Назовите методы определения зоны недопустимых наработок, отвечающей заданному уровню интенсивности отказов λ(Тр).

Укажите параметры, влияющие на характер зависимостей плотности распределения наработки до отказа f(t) и интенсивности отказов λ(t).

Как определить технический ресурс валов Тр, обеспечивающий заданный

9

уровень надежности?

Практическое занятие № 5. «Расчет надежности накладок сцепления лесовозного сортиментовоза».

Трудоемкость занятия – 4 ч (0,11 з. е.), самостоятельная работа – 4 ч (0,11 з. е.). Контрольные вопросы:

Перечислите параметры нагрузочных режимов, влияющие на работу трения (буксования) муфты сцепления для лесовозного автопоезда.

Назовите факторы, оказывающие влияние на долговечность накладок сцепления.

Перечислите способы повышения средней долговечности фрикционных накладок муфты сцепления лесовозного автопоезда.

Практическое занятие № 6. «Расчет надежности подшипников качения». Трудоемкость занятия – 4 ч (0,11 з. е.), самостоятельная работа – 4 ч (0,11 з. е.). Контрольные вопросы:

Дайте понятие динамической эквивалентной нагрузки и способы ее определения для подшипников качения различной конструкции.

Какие факторы, влияют на вероятность безотказной работы подшипника качения?

Как определяются квантили нормированного нормального распределения вероятности безотказной работы?

Назовите пути повышения заданного ресурса работы подшипников качения. Практическое занятие № 7. «Расчет надежности карданных шарниров ле-

совозного автопоезда».

Трудоемкость занятия – 4 ч (0,11 з. е.), самостоятельная работа – 4 ч (0,11 з. е.). Контрольные вопросы:

Перечислите параметры карданного шарнира лесовозного автопоезда, оказывающие влияние на показатели надежности.

Укажите факторы, позволяющие повысить ресурс карданного шарнира лесовозного автопоезда при эксплуатации в заданных условиях.

Как влияет угол наклона карданного вала на значение среднего ресурса карданного шарнира лесовозного автопоезда?

Практическое занятие № 8. «Определение усталостной долговечности коленчатого вала двигателя внутреннего сгорания».

Трудоемкость занятия – 4 ч (0,11 з. е.), самостоятельная работа – 4 ч (0,11 з. е.). Контрольные вопросы:

10

В чем заключаются особенности вида и параметров распределения усталостной долговечности коленчатых валов двигателей?

Назовите способы повышения усталостной долговечности коленчатых валов двигателя.

Каким образом производится сравнение работоспособности валов различных групп?

Какими показателями оценивается эффективность введенной доработки валов?

2.4. Работа с периодикой и интернетом

Для того чтобы постоянно быть в курсе развития данной области знания, студенту рекомендуется регулярно работать с соответствующими периодическими изданиями и интернетом. К числу основных периодических изданий следует отнести журналы «Стандарты и качество» и «Методы менеджмента качества», а также нормативная литература по надежности в технике. На данную работу учебной программой дисциплины отводится один час в две недели при регулярной работе. Допускается также выполнять эту работу единовременно, например, четыре часа в месяц однократно. Отчетом по данному виду самостоятельной работы является конспект статей с указанием их названий, авторов, объема и источника. Данный перечень должен включать минимум 6 работ, изданных в течение текущего года. Отчет необходимо представить на кафедру

кэкзамену по дисциплине.

2.5.Подготовка к тестированию

Целью данного вида самостоятельной работы является систематизация знаний, полученных при изучении курса. Трудоемкость самостоятельной работы по подготовке к тестированию – 0,16 з. е. (6 ч).

Перед тестированием студентам рекомендуется просмотреть основные разделы курса в соответствии с учебной программой дисциплины. Тестирование проводится в виде промежуточного контроля каждые 6 недель, рекомендуется тратить по 3 ч (0,083 з.е.) при подготовке к каждому тестированию.