Профессиональная направленность графической подготовки студентов специальности "защита в чрезвычайных ситуациях"

М.Н. Подоприхин, Т.П. Кравцова, Ю.С. Золототрубова, В.Н. Проценко

В статье рассматривается технология реализации проблемного подхода в практической учебной деятельности студентов в системе графической подготовки

Основной целью вузовского обучения является общее и профессиональное развитие личности будущего специалиста, овладение им целостной профессиональной деятельностью.

Содержанием традиционного обучения является информация: искусственная, знаковая система, составляющая теоретические основы профессии и правила, алгоритмы. Руководствуясь ими, студент может сформировать у себя определенный комплекс практических умений и навыков. При этом объем лабораторных, практических работ и практик в наших вузах намного меньше массива сообщаемой студенту учебной информации. Не будучи практически используема, информация теряет личностный смысл; основной целью студента становится сдача зачетов и экзаменов.

Для обеспечения качества подготовки специалистов их обучение должно осуществляться в контексте будущей практической профессиональной деятельности с реализацией в содержании обучения и в самом образовательном процессе принципа проблемности как ведущего.

Тем более, что профессиональная деятельность специалистов МСЧ направлена на разрешение различных проблем, возникающих в чрезвычайных ситуациях.

Проектируя курс инженерной графики для специальности «Защита в чрезвычайных ситуациях», нами проводится тщательное исследование структуры и содержание учебной информации, прежде всего, по признаку ее практической значимости для данной специальности. При ранжировании тем инженерной графики ведущими специалистами территориального звена областной подсистемы предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций и преподавателей выпускающей кафедры выявлена важность такой темы, как «Сборочный чертеж».

Так как, основным показателем качества высшего образования является практическая подготовка специалиста, то именно на практических занятиях при выполнении студентами эскизов деталей, входящих в сборочную единицу, мы акцентируем внимание на прочности, износостойкости, коррозионной стойкости деталей и надежности их соединений.

В первую очередь, студент должен проанализировать назначение каждой детали в сборочной единице, материал, из которого она изготовлена и технологию ее изготовления.

Студент должен научиться структурировать деталь на отдельные составляющие ее поверхности, определять их назначение и значимость в обеспечении надежности в различных эксплуатационных условиях

База сборочных единиц кафедры НГ и МСЧ достаточно изношена, поэтому перед студентами ставится проблема: выбрать наиболее оптимальный из нескольких современных способов обновления поверхностей деталей.

К ним относятся: газотермическое напыление; азотирование; электроэрозионное легирование; плазменное упрочнение; плазменная закалка; наплавка; поверхностное пластическое деформирование.

Газотермическое напыление позволяет разрабатывать технологию восстановления коренных и шатунных шеек коленчатых валов с получением покрытий с высокими физико-механическими и эксплуатационными свойствами. Данная технология восстановления позволяет получать покрытия с высокими физико-механическими свойствами, когда ресурс восстановленной детали увеличивается в 1.5-2 раза. Такую технологию следует рассматривать как упрочняющую и ее применение целесообразно не только для восстановления изношенных деталей, но и для упрочнения новых при изготовлении. Особенно это актуально при создании машин с высоким ресурсом работы без капитального ремонта.

Метод азотирования ионизированным азотом в плазме тлеющего разряда – ионное азотирование (ИА) заключается в обработке поверхности детали или инструмента потоком ионов азота. При этом процесс упрочнения может проводиться на экспериментальной установке НГВ 6,6/6И1, с использованием реакционного газа – диссоциированного аммиака. Установка укомплектована устройством для ИА внутренних поверхностей втулок гильз и т.п. с использованием дополнительного анода. Поверхности сквозных отверстий (диаметр 3 мм) пазов (3 мм) упрочняется в процессе ИА. Преимущества ИА: возможность целенаправленного контроля структуры поверхностного слоя; отсутствие поводок и коробления; исключение наводораживания и предотвращения развития процессов отпускной хрупкости в основном металле; сокращения продолжительности обработки.

Для упрочнения и нанесения защитных покрытий применяется метод электроэрозионного легирования (ЭЭЛ). Технологическая сущность ЭЭЛ состоит в перенесении легирующего материала анода на легируемую поверхность при искровом разряде в воздушной среде. Метод ЭЭЛ универсален, он используется для увеличения твердости, коррозионной стойкости, износо-жаростойкости; снижения способности к схватыванию поверхностей при трении; восстановлению размеров инструмента, деталей машин и механизмов; проведения на обрабатываемой поверхности микрометаллургических процессов; для обрабатывания на ней необходимых химических соединений; создания на рабочей поверхности переходных слоев определенной шероховатости; нанесения радиоактивных изотопов; применения в декоративном искусстве и др. Разработанные технологии ЭЭЛ позволяют упрочнять металлорежущий и штамповый инструмент, производить восстановление и упрочнение изношенных участков деталей машин.

К прогрессивным технологиям ремонта, восстановления, упрочнения и обновления машин, механизмов, оборудования и металлоконструкций, рекомендуемым для внедрения, относятся финишное плазменное упрочнение. Его сущность – это безвакуумное поверхностное упрочнение инструмента, штампов, деталей машин с нанесением аморфного износостойкого покрытия толщиной 3-4- мкм без применения шероховатости поверхности при нагреве изделия менее 100 º С. С основными достоинствами метода являются многократное повышение стойкости и работоспособности режущего инструмента, штампов, ножей, пил, пресс-форм, калибров, фильер, шестерен, подшипников, деталей машин типа валиков, кулачков, направляющих, фиксаторов, прижимов, толкателей и т.д.

Новым методов восстановления деталей машин является плазменная модификация поверхности, а так же твердости низкоуглеродистых сталей в результате скоростных химико-термических взаимодействий металла с атмосферой плазмы. Метод используется при многократном повышении стойкости транспортных колесных пар, рельс, стрелочных переводов, крупногабаритных деталей нефтедобывающего оборудования, путеремонтной техники, лопаток паровых турбин и др. К основным достоинствам метода относятся повышение работоспособности деталей и изделий минимум в два раза, сокращение потребности в запасных частях. Метод плазменной закалки предназначен для упрочнения контуров резьбы ходовых винтов, шестерен, зубчатых колес, реек, рабочих профилей, копиров, а также разнообразных пазов, канавок, отверстий и др.

Еще одним способом восстановления деталей машин является развитие технологий наплавкой. Сущность метода заключается в нанесении покрытий порошковыми, проволочными материалами, электродами (на железной, никелевой, кобальтовой и медной основах) слоями толщиной от 1 до 4 мм. К новым технологиям наплавка относятся: скоростная плазменная наплавка порошковых покрытий толщиной 0,2 – 2 мм с производительностью до 200 кв.см/мин с минимальным нагревом изделия; плазменная наплавка-напыление – нанесение порошковых покрытий толщиной 0,5 – 4 мм с гибким регулированием ввода тепла в порошок и изделие плазмотроном с двумя дугами – пилотной и основной. Назначение метода восстановление валов, кулачковых газораспределительных механизмов и топливных насосов, валов коленчатых компрессоров, валов и осей трансмиссий, золотников, штоков, плунжеров гидросистем, отверстий шатунов двигателей внутреннего сгорания, посадочных отверстий в блоках цилиндров, и др.

Поверхностное пластическое деформирование (ППД) является эффектным способом повышения качества деталей, их долговечность, а также используется при восстановлении таких показателей качества поверхностного слоя детали как высокая точность размеров, низкая шероховатость обработанной поверхности, повышение износоустойчивости и долговечности. К методам ППД относятся: дорнование шариками; протягивание выглаживающими протяжками; раскатывание роликовыми раскатками; раскатывание шариковыми раскатками; протягивание режущими и деформирующими протяжками.

К новым технологиям относится деформирующее протягивание отверстий, как процесс, обеспечивающий одновременно низкую шероховатость и упрочнение обрабатываемой поверхности, более значительное повышение усталостной прочности и износостойкости, чем режущее протягивание или развертывание отверстий, позволяющий учитывать историю деформирования и ресурс пластичности. Используется при восстановлении таких деталей, как шахтные стойки, корпуса гидроцилиндров, оси машин сельскохозяйственной техники и т.д

При включении в проблемную ситуацию у студента появляется потребность в новых знаниях, в том неизвестном, которое позволит разрешить возникшее противоречие.

По окончании этапа эскизирования деталей и выбора метода их восстановления проводится деловая игра «технологический контроль», заключающаяся во взаимном контроле оптимальности способа восстановления деталей. Студенты в процессе собственной практической деятельности формируют навыки будущей профессиональной деятельности и умение работать в коллективе.

Воронежский государственный технический университет

УДК 378.147