334

Министерство 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

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