Надежность технических систем
Методические указания по изучению дисциплины и задания для контрольных работ
Пермь 2009
Введение
Цель дисциплины – приобретение знаний и навыков по осуществлению мероприятий направленных на поддержание и восстановление работоспособности, а так же ресурса сельскохозяйственных машин.
Она является теоретической основой технологии ремонта машин, т.к. для квалифицированного ремонта необходимо знать и уметь определять основные показатели надежности. Надежность является сложным свойством, которое в зависимости от назначения технической системы и условия эксплуатации включает следующие сочетания свойств: безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость. В то же время надежность тесно связана с эксплуатационным и предремонтным диагностированием, которое позволяет установить состояние деталей узлов и систем в целом и планировать мероприятия для сохранения ее работоспособности и ресурса.
В результате изучения дисциплины студент должен знать:
1. Основные понятия надежности по ГОСТу 27.002-93.
2. Основные мероприятия повышения надежности на стадии проектирования, изготовления, эксплуатации и ремонта.
3. Причину возникновения неисправностей технических систем, методы и средства выявления неисправностей и отказов.
Должен уметь:
1. Определять показатели надежности по результатам эксплуатационных испытаний.
2. Пользоваться методиками обработки полной информацией о надежности.
Литература
Основная
1. Варнаков В.В. и др. Технически сервис машин сельскохозяйственного назначения / В.В. Варнаков, В.В. Стрельцов, В.Н. Попов, В.Ф. Карпенков – М.: Колос, 2006. -256 с.; ил.
2. ГОСТ 27.002-1993 Надежность в технике. Термины и определения – М.: изд. Стандартов, 1993. – 17 с.
3. Надежность и ремонт машин / В.В. Курчаткин, Н.Ф. Тельнов, К.А. Ачкасов и др.; Под ред. В.В. Курчаткина – М.: Колос, 2004.- 776 с.; ил.
Дополнительная
1. Ермолов Е.С. и др. Основы надежности сельскохозяйственной техники / Л.С. Ермолов, В.М. Кряжков, В.Е. Черкун – М.: Колос, 1982. - 271 с.; ил.
2. Черноиванов В.И. Бледных в.В и др. Техническое обслуживание и ремонт машин в сельском хозяйствеЖ Учебное пособие / Под ред. В.И. Черноиванова – М.: Челябинск, ГОСНИТИ, ЧГАУ, 2003.- 992 с.; ил.
3. Кардашевский С.В. и др. Испытания сельскохозяйственной техники – М.: Машиностроение, 2001.- 280 с.; ил.
Методические советы по изучению дисциплины
Введение
Надежность является наукой установления качественных и количественных закономерностей причин нарушения, поддержания и восстановления работоспособности и повышения ресурса сельскохозяйственной техники. Следует также ознакомиться с историей развития ремонтного производства в сельском хозяйстве , с его состоянием в настоящее время у нас и за рубежом, а так же с тем вкладом, который внесли советские ученые в эту область.
ЛИТЕРАТУРА: 1, 3...6, с. 3...4.
Раздел 1. Основы надежности и ремонта машин
Основные понятия о надежности и ремонте машин
Целью этого подраздела является уяснение основных понятий о качестве и надежности машин. Особое влияние следует обратить на взаимосвязь качества и надежности сельскохозяйственной техники, а также на значение качества и надежности в повышении эффективности использования сельскохозяйственной техники.
Пользуясь литературой (3, глава 1) и стандартами (2), необходимо разобраться в терминологии и определениях, принятых в надежности и ремонте машин, таких, как исправность, неисправность, работоспособность, неработоспособность, неработоспособное состояние, повреждения, отказ, предельное состояние, наработка, технический ресурс, срок службы, техническое обслуживание, и др.
Обращается внимание на то, что надежность, как и качество, является сложным свойством, обусловливающимся целым рядом отдельных свойств: безотказность, долговечностью, ремонтопригодностью и сохраняемостью.
Для количественной оценки этих свойств используются единичные и комплексные показатели.
Физические основы надежности машин
Физические основы надежности машин подробно изложены в главе 1, 3 (3).
При этом необходимо уяснить причины, нарушающие работоспособность и снижающие надежность машин, изучить классификацию отказов машин и критерии оценки технического состояния машин и оборудования.
Изучая основы учения о трении и изнашивании деталей машин, необходимо уяснить сущность различных теорий трения и изнашивания, исходя из существующих точек зрения на протекающие при изнашивании процессы, классификацию видов изнашивания по ГОСТу. Особое внимание уделить изучению форм проявления изнашивания и действия различных факторов на характер изнашивания деталей и другие процессы, ухудшающие работоспособность и снижающие долговечность машин и оборудования. Нужно четко усвоить разницу между понятиями изнашивания и износ.
Необходимо понимать физическую сущность, закономерности, виды и причины, и динамику изнашивания для различных условий работы деталей и видов соединений. При этом необходимо уяснить влияние износов и дефектов деталей на технико-экономические и технологические показатели работы машин и орудий и способы установления предельных износов соединений. Студент должен научиться анализировать влияние износов соединений на искажение пространственной геометрии механизмов, узлов и машин и влияние этого искажения на условия работы и технологические показатели агрегатов и машин.
При изучении методов определения допустимых износов, необходимо обратить внимание на ресурс, в течение которого изделие сохраняет работоспособность. Изучая методы и средства определения износов деталей, необходимо уяснить сущность каждого метода, его преимущества, недостатки и условия применения.
Для правильного понимания причин, видов и форм проявления неисправностей в работе основных механизмов и агрегатов машин, а так же правильного назначения предельных и допустимых износов деталей и зазоров в соединениях необходимо знать конституцию механизмов и агрегатов, а так же требования, предъявляемые к работе отдельных машин.
1.3 Математические методы определения показателей надежности
Для изучения данной темы необходимо проработать главу 2.3.2 (1). В первую очередь, надо усвоить, что отказы машин являются случайными событиями. Затем вспомнить понятия дискретных и непрерывных случайных величин, используемых в надежности, законы их распределения.
Следует изучить порядок сбора и обработки статистической информации о надежности машин, методы расчетов единичных и комплексных показателей надежности.
Испытание машин на надежность
Изучение этого подраздела рекомендуется начинать с ознакомления с классификацией методов испытания и контроля надежности. При этом следует обратить внимание на назначение и планирование испытаний машин на надежность, на особенности испытаний машин в условиях рядовой и подконтрольной эксплуатации.
Следует так же усвоить методику испытаний на износостойкость, усталостную и коррозионную стойкость, определяющих качество восстановления деталей.
Особое внимание обращается на сущность ускоренных испытаний, методы и средства их проведения, а так же на методы и средства технического диагностирования и прогнозирования ресурса сельскохозяйственной техники.
Методы повышения надежности сельскохозяйственной техники
В этом разделе необходимо изучить конструктивно-технологические методы обеспечения и повышения надежности машин, такие, как повышение ремонтопригодности, улучшение конституции деталей, сборочных единиц и машин, повышение износостойкости деталей путем подбора материалов, пар трения и условий смазки, способов изготовления и упрочнения деталей и др. Здесь же изучается резервирование машин сборочных единиц.
Методические указания по выполнению
Контрольной работы №1
Задание на выполнение контрольной работы №1 представлено в конце настоящих методических указаний (приложение 1).
Контрольное задание состоит из 2-х пунктов (А и Б) и выполняется в следующей последовательности: по пункту А задания дать ответы на вопросы (номера вопросов по последней цифре номера зачетной книжки).
Вопросы для выполнения контрольной работы №1
Пункт А
1. Задачи повышения качества и надежности сельскохозяйственной техники.
2. Значения проблемы повышения надежности и качества ремонта сельскохозяйственной техники.
3. Общие понятия, применяемые в надежности: исправность, неисправность, предельное состояние, работоспособность, неработоспособное состояние, повреждения, отказ и другие.
4. Служба надежности на ремонтном предприятии, ее назначение и роль в повышении качества и надежности отремонтированной сельскохозяйственной техники.
5. Что такое надежность сельскохозяйственной техники?
6. Что такое техническое обслуживание и ремонт машин? Понятие восстанавливаемый, невосстанавливаемый, ремонтируемый и неремонтируемый объект.
7. Что такое наработка, технический ресурс, срок службы, срок сохраняемости и какого единицы их измерения?
8. Поясните термины, относящиеся к свойствам технического объекта: безотказность, долговечность, ремонтопригодность, сохраняемость.
9. Что такое гамма-процентный ресурс, и его практическое значение?
10. Поясните понятия гарантийная наработка (ресурс) и срок гарантий.
11. Объекты, рассматриваемые в надежности сельскохозяйственной техники: технический объект, техническая система, элемент технической системы.
12. Виды отказов по причине возникновения.
13. Группа признаков качества продукции.
14. Какова связь между качеством технического объекта и его надежностью?
15. Каковы причины отказов сельскохозяйственной техники?
16. Значение качества и надежности машин повышение эффективности использования сельскохозяйственной техники.
17. Охарактеризуйте основные виды отказов технических объектов.
18. Какова физическая природа возникновения постепенных и внезапных отказов?
19. Дайте характеристику вредных процессов, приводящих к отказам машин.
20. Виды отказов по последствиям или затратам на их устранение (группа сложности отказов).
21. Опишите кратко внешние и внутренние факторы, снижающие надежность технических объектов.
22. Приведите классификацию видов трения в машинах, влияние трения на процесс изнашивания.
23. Виды изнашивания деталей. Факторы, влияющие на процесс изнашивания, сущность этого влияния.
24. Числовые характеристики случайной величины.
25. Понятия о механическом изнашивании деталей. Меры борьбы с этим видом изнашивания. Приведите примеры.
26. Абразивное и гидроабразивное (газообразивное) изнашивание деталей. Сущность процессов, условия протекания. Меры борьбы с этими видами изнашивания. Поясните на примере изнашивания деталей сельскохозяйственной техники.
27. Эрозионное, гидроэрозионное (газоэрозионное) усталостное, кавитационное изнашивание деталей. Сущность процессов, условия протекания. Меры борьбы с этими видами изнашивания. Приведите примеры.
28. Коррозионно-механическое изнашивание деталей: окислительное и изнашивание при фреттинг-коррозии. Сущность процессов, условия протекания. Меры борьбы с этим видом изнашивания. Приведите примеры.
29. Мероприятия по уменьшению интенсивности изнашивания деталей машин и уменьшению влияния износов на качественные показатели работы машин.
30. Изнашивание при заедании и электроэрозионное изнашивание.
31. Каковы причины образования нагара и накипи, потери упругости, намагниченности, возникновения пластических деформаций деталей? Как они влияют на работу машины? Меры борьбы с этими явлениями.
32. Основные показатели и закономерности изнашивания.
33. Когда и как используются основные закономерности изнашивания деталей (при конструировании, эксплуатации и ремонте машин)?
34. Как влияет макро- и микрогеометрия поверхностей на изнашивание деталей машин? Оптимальная микрогеометрия поверхностей.
35. Методы определения износов деталей машин и область их применения.
36. Что такое предельное состояние (износ) машин, соединений и деталей? Опишите критерий предельного состояния и методы их определения. Приведите примеры.
37. Допустимые и предельные значения износа деталей при ремонте машин. Зависимость между ними.
38. Порядок расчета остаточного и полного технического ресурса деталей.
39. Порядок расчета остаточного и полного ресурса соединения.
40. Потеря работоспособности деталей из-за усталости металла.
41. Коррозионные повреждения деталей и узлов, условия протекания коррозии и меры борьбы с ней. Приведите примеры.
42. Теоремы теории вероятности, применяемые в надежности машин.
43. Причины, вызывающие дефекты при ремонте машин.
44. Виды контроля при ремонте машин.
45. Понятие показателя надежности. Единичные и комплексные показатели надежности.
46. Какими показателями характеризуется безотказность технических объектов.
47. Какими показателями характеризуется долговечность технических объектов.
48. Единичные показатели ремонтопригодности сельскохозяйственной техники.
49. Показатели сохраняемости технических объектов и их сущность.
50. Коэффициент готовности технических объектов. Свойства, характеризующиеся этим показателем.
51. Коэффициент технического использования машин как комплексный показатель надежности.
52. Комплексный показатель: коэффициент оперативной готовности технического объекта.
53. Ремонтопригодность, ее составляющие.
54. Каковы цель, назначение и особенности испытаний сельскохозяйственной техники на надежность?
55. Приведите классификацию методов испытания и контроля надежности сельскохозяйственной техники.
56. Опишите виды испытаний сельскохозяйственной техники на надежность.
57. Сущность стендовых и полигонных испытаний.
58. Ускоренные испытания на надежность, их достоинства и недостатки.
59. Планы испытаний на надежность.
60. Опишите эксплуатационные испытания на надежность.
61. Изложите порядок обработки статистических данных о надежности сельскохозяйственной техники при ее эксплуатации и ремонте.
62. Контрольные испытания машин на полигонах и машинно-испытательных станциях.
63. Изложите основы технической диагностики и прогнозирования ресурсов технических систем и их элементов. Цель и задачи технической диагностики.
64. Законы распределения случайной величины, используемые в надежности машин.
65. Перечислите основные требования к ремонтопригодности сельскохозяйственной техники.
66. Перечислите ремонтные мероприятия повышения надежности машин.
67. Перечислите основные конструктивные мероприятия повышения надежности машин.
68. Назначения и сущность резервирования в технических системах.
69. Перечислите основные технологические мероприятия повышения надежности машин.
70. Изложите эксплуатационные мероприятия, направленные на повышение надежности машин.
Пункт Б
Надежность технических систем
Методические указания по изучению дисциплины и задания для контрольных работ
Пермь 2009
Введение
Цель дисциплины – приобретение знаний и навыков по осуществлению мероприятий направленных на поддержание и восстановление работоспособности, а так же ресурса сельскохозяйственных машин.
Она является теоретической основой технологии ремонта машин, т.к. для квалифицированного ремонта необходимо знать и уметь определять основные показатели надежности. Надежность является сложным свойством, которое в зависимости от назначения технической системы и условия эксплуатации включает следующие сочетания свойств: безотказность, долговечность, ремонтопригодность и сохраняемость. В то же время надежность тесно связана с эксплуатационным и предремонтным диагностированием, которое позволяет установить состояние деталей узлов и систем в целом и планировать мероприятия для сохранения ее работоспособности и ресурса.
В результате изучения дисциплины студент должен знать:
1. Основные понятия надежности по ГОСТу 27.002-93.
2. Основные мероприятия повышения надежности на стадии проектирования, изготовления, эксплуатации и ремонта.
3. Причину возникновения неисправностей технических систем, методы и средства выявления неисправностей и отказов.
Должен уметь:
1. Определять показатели надежности по результатам эксплуатационных испытаний.
2. Пользоваться методиками обработки полной информацией о надежности.
Литература
Основная
1. Варнаков В.В. и др. Технически сервис машин сельскохозяйственного назначения / В.В. Варнаков, В.В. Стрельцов, В.Н. Попов, В.Ф. Карпенков – М.: Колос, 2006. -256 с.; ил.
2. ГОСТ 27.002-1993 Надежность в технике. Термины и определения – М.: изд. Стандартов, 1993. – 17 с.
3. Надежность и ремонт машин / В.В. Курчаткин, Н.Ф. Тельнов, К.А. Ачкасов и др.; Под ред. В.В. Курчаткина – М.: Колос, 2004.- 776 с.; ил.
Дополнительная
1. Ермолов Е.С. и др. Основы надежности сельскохозяйственной техники / Л.С. Ермолов, В.М. Кряжков, В.Е. Черкун – М.: Колос, 1982. - 271 с.; ил.
2. Черноиванов В.И. Бледных в.В и др. Техническое обслуживание и ремонт машин в сельском хозяйствеЖ Учебное пособие / Под ред. В.И. Черноиванова – М.: Челябинск, ГОСНИТИ, ЧГАУ, 2003.- 992 с.; ил.
3. Кардашевский С.В. и др. Испытания сельскохозяйственной техники – М.: Машиностроение, 2001.- 280 с.; ил.
Методические советы по изучению дисциплины
Введение
Надежность является наукой установления качественных и количественных закономерностей причин нарушения, поддержания и восстановления работоспособности и повышения ресурса сельскохозяйственной техники. Следует также ознакомиться с историей развития ремонтного производства в сельском хозяйстве , с его состоянием в настоящее время у нас и за рубежом, а так же с тем вкладом, который внесли советские ученые в эту область.
ЛИТЕРАТУРА: 1, 3...6, с. 3...4.