2432

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф.Морозова»

Кафедра автомобилей и сервиса

А.П.ЛУКИН

Основы работоспособности технических систем

методические указания для самостоятельной работы студентов по направлению подготовки 23.03.03 -

Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов, профиль - Автомобили и автомобильное хозяйство

Воронеж 2016

Основы работоспособности технических систем: методические указания по выполнению самостоятельной работы / Сост. А.П.Лукин – Воронеж, 2016, 20 с.

Рецензент д.т.н., профессор В.С.Волков

Методические указания к самостоятельному изучению дисциплины «Основы работоспособности технических систем» для студентов специальности 230303 «Сервис транспортных и технологических машин и оборудования (автомобильный транспорт)» дневной формы обучения.

Рассмотрены и рекомендованы на кафедре автомобилей и сервиса протокол № ____ от _________ 2016г.

2

ВВЕДЕНИЕ

Дисциплина «Основы работоспособности технических систем» является одной из профилирующих дисциплин, изучение которой способствует формированию специалиста в соответствие с требованиями, предъявляемыми квалификационной характеристикой и государственным стандартом к специальности 230303 «Эксплуатация транспортно-технологических машин и оборудования» по профилю

я«Автомобили и автомобильное хозяйство». Квалификация (степень) – бакалавр.

Дисциплина «Основы работоспособности технических систем» преследует цель освоения студентами знаний в области обеспечения работоспособности, получение навыков расчета основных характеристик надежности и освоение методов прогнозирования показателей работоспособности технических систем.

Основными задачами дисциплины являются изучение простых закономерностей изменения эксплуатационных свойств и причин изменения работоспособности отдельных элементов машин (агрегатов, деталей).

Значительное место занимают расчеты и статистическое оценивание различных вероятностных характеристик отказов и их последствий на основе изучения и обобщения механизмов физических процессов, происходящих в материалах, элементах конструкций, функциональных системах.

1.ОРГАНИЗАЦИОННО-МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

1.1Цели и задачи изучения дисциплины

Для обеспечения эффективного функционирования выпускника в современных условиях высшая школы должна готовить не просто специалиста в какой-то узкой сфере производства и управления, а личность, способную к различным сферам деятельности, осознанно принимающую решения по всему комплексу вопросов производства.

Дисциплина "Основы работоспособности технических систем" преследует цель освоения студентами знаний в области обеспечения работоспособности, получение навыков расчета основных характеристик надежности и освоение методов прогнозирования показателей работоспособности технических систем.

Основными задачами дисциплины являются изучение простых закономерностей изменения эксплуатационных свойств и причин изменения работоспособности отдельных элементов машин (агрегатов, деталей).

1.2 Место учебной дисциплины в структуре ООП

Дисциплина «Основы работоспособности технических систем» относится к базовой части профессионального цикла дисциплин и имеет логическую и содержательнометодическую взаимосвязь с дисциплинами основной образовательной программы. Дисциплина базируется на компетенциях, сформированных на предыдущем уровне образования.

Для изучения дисциплины требуется качественное знание таких дисциплин как: математический анализ; теория вероятностей и математическая статистика; физика; теоретическая механика; сопротивление материалов; теория механизмов и машин; детали машин и основы конструирования; материаловедение;.

Освоение данной дисциплины необходимо студентам для успешного освоения следующих дисциплин (модулей) ООП для направлений подготовки: организация перевозочных услуг и безопасность транспортного процесса; эксплуатационные и

3

потребительские свойства автомобилей; техническая эксплуатация автомобилей; проблемы и перспективы развития автомобильного транспорта; организация государственного учета и контроля технического состояния автомобилей.

1.3Компетенции студентов, формируемые в результате освоения

дисциплины

В результате изучения дисциплины «Основы работоспособности технических систем» будут сформированы следующие компетенции:

Таблица 1. Формируемые компетенции

2. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

2.1 Цель и задачи самостоятельной работы

Для наиболее яркого проявления творчества в профессиональной деятельности специалиста по автосервису необходимы не только знания по устройству и эксплуатации автотранспортных средств, но и знания по сохранению и управлению их работоспособностью в реальных условиях эксплуатации.

Для этого необходима постоянная работа по приобретению навыков самостоятельной работы, т. к. развитие профессионального мастерства специалиста, которое происходит именно в процессе самостоятельной деятельности в нестандартных производственных условиях.

Такие навыки студент приобретает не только на практических занятиях по дисциплине, решая обязательные задачи по оценке работоспособности машин и их конструктивных сборочных элементов, но и в порядке дополнительного изучения вопросов, направленных на углубленное освоение задач по управлению надежностью автотранспортных средств как на стадии проектирования, так и в процессе их жизненного цикла.

Особое внимание студенту – будущему специалисту– необходимо уделять умению творчески и разносторонне решать профессиональные задачи.

4

Таким образом, цель самостоятельной работы студента при изучении дисциплины ОРТС заключается в закреплении знаний, полученных им во время аудиторных занятий, и в освоении новых знаний по основам теории надежности АТС и по управлению их работоспособностью, сближая процесс обучения с процессом самостоятельного исследования и творчества, используя научно-техническую и специальную литературу.

Для реализации этой цели во время самостоятельной работы студенты должны изучить следующие вопросы:

основные задачи, стоящие перед создателями и пользователями технических систем (ТС), в виде обеспечения их работоспособности за весь жизненный цикл в процессе сервисного обслуживания и технической эксплуатации;

факторы, влияющие на свойства и состояние ТС, характеризующие качество и работоспособность их сборочных единиц;

классификацию отказов восстанавливаемых и невосстанавливаемых деталей ТС; мероприятия по обеспечению и методы оценки работоспособности ТС при

сервисном обслуживании; надежность как комплексный показатель качества и работоспособности сложных

ТС (структурные и диагностические параметры); нормативы в сервисном обслуживании и методы их определения с использованием

зависимостей первого, второго и третьего видов при случайном распределении отказов работоспособности ТС;

процессы и цепи в системе массового обслуживания автотранспортных средств; моделирование при оценке производительности средств обслуживания машин; диагностирование как элемент планово-предупредительной системы технического

обслуживания и ремонта при поддержании работоспособности машин; принципы и методы управления работоспособностью ТС;

объем, сбор и последовательность обработки информации об отказах с целью оценки технического состояния и принятия инженерных решений о дальнейшем использовании ТС.

Изучив перечисленные темы, студент обязан:

– знать этапы формирования работоспособности ТС с момента утверждения технического задания на проектирование;

применить на практике методы поддержания эксплуатационной надежности, заложенной в ТС при проектировании и производстве;

–используя методы математической статистики и теории вероятности, уметь рассчитать стандартные параметры надежности ТС;

–рассчитать необходимый объем случайной выборки и, используя информацию по отказам, построить закономерности изменения работоспособности сборочных единиц с учетом конкретных условий эксплуатации ТС;

–освоить и применить способы управления эксплуатационной надежностью ТС,

используя дерево целей, дерево систем , метод Дельфи;

–освоить методы диагностики как индикатора технического состояния ТС;

–сделать заключение об остаточном ресурсе обслуживаемой машины и дать

рекомендации об его увеличении;

– рассчитать производственную программу по техническому обслуживанию и

5

текущему ремонту подвижного состава.

2.2Основные виды самостоятельной работы:

–проработка тем, выносимых на СРС ;

–проработка конспектов лекций, учебных пособий и другой учебно-методической литературы для теоретической подготовки к практическим занятиям;

–подготовка к коллоквиуму, зачету и экзамену;

–учебно-исследовательская и научно-исследовательская работа.

Распределение часов самостоятельной работы студента:

–изучение теоретического материала – 20 часов

–оформление отчетов по семинарским и практическим занятиям – 16 часов __подготовка к экзамену– 20 часов

2.3.Контроль

Контроль качества усвоения аудиторных тем осуществляется путем тестового опроса во время аудиторных занятий и собеседования при сдаче экзамена (зачета).

Контроль выполнения практической работы проводится во время регулярного просмотра выполненной студентом работы за определенный период, а также при ее защите.

Формы контроля знаний, приобретенных самостоятельно по дополнительным темам,: экспресс-опрос во время аудиторных занятий, домашние и аудиторные контрольные работы, тесты, коллоквиум.

В зависимости от содержания темы контроль может быть выполнен в виде защиты работы, доклада, отчета или (и) ответов на заданные вопросы. Это формы текущего контроля СРС.

Средством промежуточного контроля является проверка и оценка правильности решения дополнительных задач по определению нестандартных параметров надежности с проставленим зачета (незачета) в планах СРС.

Итоговый контроль знаний по СРС входит в обязательную форму контроля знаний в целом по дисциплинеэкзамен.

В конспект выписываются наиболее важные понятия, определения, статистика, собственные замечания по поводу прочитанного. Материалы, изученные самостоятельно, могут существенно облегчить усвоение дисциплины.

Предлагаемые методические указания позволяют студенту иметь полное представление об изучаемой дисциплине, основных темах и рассматриваемых в них вопросах. По каждой теме приводится перечень основных понятий, которые студент должен изучить и запомнить, а также контрольные вопросы для самопроверки.

Студенты, выполняющие работу по изучению дисциплины самостоятельно, всегда могут получить консультации по трудным и проблемным вопросам у ведущего преподавателя в отведенные для этого дни и часы. Расписание консультаций находится на доске объявлений кафедры.

6

Самостоятельная работа включает три этапа:

1.Определение цели, составление программы работы под контролем ведущего преподвателя, подготовка методического обеспечения.

2.Реализация программы путем поиска и усвоения информации о работоспособности ТС и методов управления их надежностью как в теоретическом, так и

впрактическом планах.

3.Отчет по выполненной программе в виде составления и защиты реферата.

3.ОБЩИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОРГАНИЗАЦИИ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТА

Изучение дисциплины требует не только прослушивания лекций преподавателя и решения практических заданий в аудитории, но и самостоятельной работы студента и, прежде всего, подбора и изучения литературы по дисциплине.

Часы СРС, отведенные в рабочем учебном плане, представляют собой вид занятий, которые каждый студент организует и планирует сам.

Сначала следует обратить внимание на список рекомендуемой литературы, однако для получения более глубоких знаний по изучаемой дисциплине нельзя ограничиваться

только рекомендуемыми преподавателем источниками специальной литературы. Студент должен обратиться за помощью в Интернет.

Дальнейшая работа над специальной литературой не должна ограничиваться чтением. Лучшему запоминанию и усвоению прочитанного способствует ведение конспектов прочитанных книг и содержание сайтов Интернета.

4.СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

4.1Техническое состояние и надежность ТС

Основные сведения о ТС:

–понятие технических систем и комплексов автомобильного транспорта;

–взаимосвязь технического состояния с качеством изделия;

–факторы, влияющие на изменение работоспособности автотранспортных средств;

–надежность, свойства и параметры.

В результате изучения темы студент должен усвоить, что в реальных условиях эксплуатации АТС существует множество случайных факторов, отрицательно влияющих на работоспособность и надежность их сборочных единиц.

Должен знать, какие это факторы, что причиной того или иного отказа может служить даже один из видов разрушения. Привести примеры.

Контрольные вопросы и задания

1. Что представляет собой автотранспортный комплекс?

2.Перечислите основные причины снижения работоспособности АТС в эксплуатации.

3.Какова классификация отказов?

7

4.Какие свойства характеризуют надежность ТС?

5.Перечислите параметры надежности ТС.

4.2 Методы обеспечения работоспособности АТС

Распределение случайных величин:

–построение закономерности первого вида;

–построение закономерности второго вида;

–построение закономерности третьего вида. Эксплуатация автомобилей:

–стратегии обеспечения работоспособности автомобилей;

–показатели эффективности эксплуатации автомобилей.

Врезультате изучения темы студент должен:

– понять, каким образом, используя информацию о случайных отказах АТС и применив известные методы математической статистики и корреляционнорегрессивный анализ, можно оценить закономерности изменения технического состояния агрегатов, систем

исборочных единиц на данный момент и на перспективу; - уметь рассчитать числовые характеристики случайного распределения отказов,

скорость изменения технического состояния АТС и его агрегатов, показатели эффективности использования автомобилей;

-уметь использовать Положение о техническом обслужива-нии и текущем ремонте

подвижного состава.

Контрольные вопросы и задания

1.Чем вызвано применение методов математической статистики и теории вероятности для оценки надежности АТС?

2.Как определить (рассчитать) объем выборки случайных событий для получения объективной оценки надежности изделия?

3.Перечислите основные параметры (характеристики) закономерности

первого вида.

4.Перечислите основные параметры (характеристики) закономерности

второго вида.

5.Чем отличаются регрессия от корреляции, коэффициент корреляции от коэффициента вариации?

6.Для каких практических целей служат закономерности первого и второго

видов?

7.В чем состоит стратегия поддержания автомобилей в работоспособном

состоянии?

8.Как рассчитать показатели эффективности технической эксплуатации АТС?

4.3. Основы управления работоспособностью автомобилей

Методы и понятия:

–методы получения информации;

–понятия о нормативах при исполнении работ по техни-ческому обслуживанию и текущему ремонту АТС;

–определение ресурсов и норм расхода запасных частей;

–методы и процессы диагностирования.

При прорабатывании настоящей темы студент должен изучить методы получения

8

статистической информации о работоспособности машин и механизмов и использования ее в целях управления надежностью; ознакомиться с существующими нормативами технических обслуживаний и текущих ремонтов и уметь рассчитать периодичности обслуживания автомобилей с учетом корректирующих коэффициентов; уметь рассчитать го-довой объем запасных частей; иметь четкое представление о необходимости применения диагностических воздействий и организации диагностики в автотранспортных предприятиях и на станциях технического обслуживания.

Контрольные вопросы и задания

1.Какими методами и с какими целями проводится сбор информации о техническом состоянии автомобилей?

2.Что является нормативными критериями при выполне-нии работ по поддержанию АТС в работоспособном состоянии?

3.Кто задает, обеспечивает и реализует ресурс автомобиля?

4.Как определить остаточный ресурс двигателя внутреннего сгорания?

5.Как рассчитать необходимый объем запасных частей?

6.Какие виды диагностики существуют в технической эксплуатации автомобилей? Назначение этих видов.

4.4 Закономерности формирования производительности и пропускной способности средств обслуживания

Процессы обслуживания:

–типы сервисного обслуживания АТС;

–понятие о процессе восстановления;

–Марковские случайные процессы и цепи;

–виды и классификация систем массового обслуживания

(СМО);

–показатели эффективности и методы расчета СМО;

–моделирование при оценке производительности СМО. В результате изучения темы студент должен: хорошо знать

типы предприятий при обслуживании АТС, их различие, преимущества и недостатки; уметь применить на практике показатели оценки процесса восстановления и Марковские простейшие процессы; знать, в чем состоят основы теории массового обслуживания; уметь решать инженерные задачи с помощью СМО.

Контрольные вопросы и задания

1.Начертите иерархическую схему автотранспортного комплекса.

2.Каковы основные задачи сервисного обслуживания?

3.Как определить ведущую функцию потока отказов?

4.Какова связь показателей надежности и процесса вос-становления работоспособности АТС?

5.Каким образом классифицируется СМО?

6.В чем заключается процесс «гибели и размножения» в Марковском

процессе?

9

4.5ОРГАНИЗАЦИЯ ПОДДЕРЖАНИЯ РАБОТОСПОСОБНОСТИ АТС В УСЛОВИЯХ АВТОТРАНСПОРТНОГО ПРЕДПРИЯТИЯ

Понятия и назначения:

–назначение и основы планово-предупредительной системы (ППС) технического обслуживания и текущего ремонта;

–понятие о производственно-технической базе и структуре ППС;

–производственная программа как основа технологического процесса технического

обслуживания и текущего ремонта;

– принципы проектирования и компоновки производственного корпуса автотранспортного предприятия.

Главное, на что студент здесь должен обратить внимание, это уметь рассчитать производственную программу ППС технического обслуживания и текущего ремонта АТС с учетом нормативных показателей и условий эксплуатации, а также скомпоновать производственные цеха и участки, спланировать производственный корпус и вспомогательные фонды с предположением автономного существования в течение года.

Контрольные вопросы и задания

1.В чем состоят основы ППС? Ее преимущества и недостатки.

2.В чем состоит агрегатно-участковый метод, и чем он отличается от известных методов?

3.Какие предпочтительные производственные участки и цехи планируются при ППС? Их комбинация в средних и малых автотранспортных предприятиях.

4.В чем заключается принцип проектирования автономного автотранспортного предприятия?

4.6Методы управления сложными ТС

Технология решений:

–технология разработки принятия управленческих и ин-женерных решений;

–методы принятия решений;

–дерево целей и дерево систем;

–принятие решений в условиях риска;

–игровые методы при обосновании решений;

Контрольные вопросы и задания

1.Каковы основные функции и задачи методов управления?

2.Каковы преимущества и недостатки известных методов управления?

3.В чем состоит принцип построения дерева целей и дере-ва систем?

4.Как работает метод Дельфи (последовательность)?

5.В чем особенности принятия решений в условиях риска неопределенности?

6.Какими способами можно оценить работоспособность ТС?

Таблица 2

10