Методические указания к курсовой работе по дисциплине «Основы работоспособности технических систем» для студентов заочной формы обучения 2(3) курса специальности 190603

Тверь 2012

Методические указания к курсовой работе по дисциплине «Основы работоспособности технических систем» предназначены для студентов 2 курса (4 лет обучения) и 3 курса (6 лет обучения) специальности 190603, составлены в соответствии с программой обучения по специальности 190603 Тверского государственного технического университета.

Методические указания рассмотрены и рекомендованы к печати кафедрой «Механизация природообустройства и ремонта машин», протокол № 8 от 4.05.12

Составитель В.Н.Александров.

© Тверской государственный технический университет, 2012г.

ВВЕДЕНИЕ

Курсовая работа предназначена для закрепления знаний по дисциплине ‹‹Основы работоспособности технических систем››. Объем работы 8-10 страниц рукописного текста, выполняемого на писчей бумаге формата А4. Титульный лист стандартного образца выполняется на листе плотной бумаги или наклеивается на картонную папку. № варианта задания выдает преподаватель, ведущий занятия. Задание состоит из наименования машины, подлежащей анализу, и задачи на нахождение остаточного ресурса.

Содержание работы

1. Введение.

Во введении приводится функциональное назначение машины, описание состава машины и принцип ее работы. Описание работы иллюстрируется схемой, содержащей наиболее важные агрегаты машины. Схема машины с подрисуночной надписью выполняется на отдельном листе формата А4. На схеме расставляются номера позиций, которые следует использовать при описании конструкции и принципа действия машины.

2. Анализ работоспособности конструкции.

В основной части на основании литературных источников или данных потребителя установить основные параметры предельного состояния рабочего оборудования машины (исключая базовую машину). Например, предельное состояние пальца в паре трения – уменьшение его диаметра на 0,25 мм, предельное состояние рычага – наличие трещины или недопустимой деформации. Определить критерии отказа рабочего органа. Например, критерием отказа рабочего органа может быть недопустимый износ, протечка гидравлической жидкости и т.д. Привести примеры, когда повреждения машины не переводят ее в неработоспособное состояние. Оценить ресурс (наработку до предельного состояния) рабочего органа, исходя из положения, что ресурс базовой машины и рабочего органа рассчитываются на одну и ту же наработку. Рассчитать остаточный ресурс элемента технической системы согласно варианту задания, приведенному ниже. Установить нормируемые показатели надежности для данного вида техники, исходя из режима работы машины.

3. Заключение.

В заключении предложить меры по улучшению работоспособности машин. Например, применить новые материалы (указать какие) для манжет гидроцилиндров, снизить давление в парах трения увеличением поверхности контакта, применить новые виды смазки и т.д.

Установление критериев отказов и предельных состояний. Критерии отказов и предельных состояний устанавливают с целью единой идентификации основных технических состояний изделия разработчиком, изготовителем и потребителем. Критерии отказов и предельных состояний составляют из числа контролируемых признаков неработоспособного или предельного состояния. Контроль признака отказа может осуществляться непосредственно органами чувств или с помощью технических средств: приборов, испытательных стендов, измерительного инструмента. В зависимости от вида, назначения, состава, особенностей и условий эксплуатации изделия и его составных частей и видов процессов разрушения к основным признакам неработоспособного состояния относят:

прекращение функционирования (выполнения изделием одной или нескольких функций);

нарушение основных технических требований к изделию (конструктивно-технологических, назначения и безопасности);

исчерпание назначенного ресурса;

превышение допустимых затрат на ремонт и техническое обслуживание или снижение эффекта от функционирования изделия.

Ресурсом называется наработка объекта от начала его применения до наступления предельного состояния. Предельное состояние составной части характеризуется критериями, которые определены нормативно-технической документацией. Остаточный ресурс составной части рассчитывают по ресурсным параметрам, если не обнаружены признаки предельного состояния. Ресурс любой детали или сборочной единицы имеет среднее значение, установленное при испытаниях или заимствованное у изделия-аналога, работающего в сходных условиях применения. Средний ресурс имеет неизбежную вариацию вследствие колебания качества изготовления и эксплуатационных факторов. Если известен закон распределения ресурса от наработки, то остаточный ресурс вычисляют как разность между средним Т_ср и фактически использованным ресурсом t_ф(D): t_ост= T_cp – t_ф(D). Для выпускаемой техники законы распределения ресурса установлены и находятся в справочной литературе.

Другой вид оценки остаточного ресурса – по реализации изменения значения параметров состояния машин – обеспечивает бóльший технико-экономический эффект по сравнению со среднестатистическим. Он применяется для элементов, от технического состояния которых зависит межремонтный ресурс изделия. Остаточный ресурс изделия определяется по формуле профессора Михлина ,

где t – ресурс, использованный элементом к моменту измерения;

И_п= П_п – П_н - предельное изменение значения параметра;

И(t)=П(t) – П_н – изменение значения параметра к моменту измерения;

П(t), П_п, П_н – соответственно действительное, предельное и номинальное значение параметра; α – показатель степени, характеризующий закономерность изменения значений контролируемого параметра.

В тех случаях, когда наработка от начала эксплуатации неизвестна остаточный ресурс определяют по формуле:

,

где - ресурс, использованный за время работы между первой и второй проверками, И'=П'-П_н – изменение значений параметра от начала эксплуатации до первой проверки, И''=П''-П_н - изменение значений параметра от начала эксплуатации до второй проверки, П' и П'' – значение параметра, соответственно, при первой и второй проверках.

Выбор номенклатуры нормируемых показателей надежности для конкретных изделий осуществляется по согласованию между потребителем и изготовителем в зависимости от вида техники, его целевого назначения, последствий отказов и др. Надежностью называется свойство объекта выполнять и сохранять во времени заданные ему функции в заданных режимах и условиях применения, ТО, ремонтов, хранения и транспортирования. Свойство надежности оценивается через показатели частных свойств: безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости. Безотказность – это свойство объекта сохранять работоспособность непрерывно в течение некоторого времени или наработки. Долговечность – это свойство объекта сохранять работоспособность до перехода в предельное состояние с возможными перерывами для ТО и ремонтов.Свойство объекта, заключающееся в приспособленности к поддержанию и восстановлению работоспособности путем проведения технических обслуживаний и ремонтов, называется ремонтопригодностью.Сохраняемость – это свойство объекта непрерывно сохранять исправное и (или) работоспособное состояние в течение и после режима ожидания и (или) транспортирования. Большинство машин круглогодичного использования оценивается показателями трех свойств – долговечности, безотказности и ремонтопригодности. Машины сезонного применения и машины аварийных служб, имеющие большие сроки ожидания, оцениваются всеми частными показателями надежности. Неремонтируемые составные части машин: резинотехнические изделия, картонные прокладки и т.д. оцениваютсяпоказателями долговечности и сохраняемости.

ЗАДАНИЯ

Перечень машин

1.Экскаватор полноповоротный

2.Экскаватор неполноповоротный

3.Грейдер

4.Автокран

5.Скрепер

6.Бульдозер

7.Корчеватель

8.Автобетономешалка

9.Снегоочистительная машина с отвалом и механической щеткой

10.Шнекороторная снегоочистительная машина

11.Снегоуборочная машина с загребающими лапами

12.Мусоровоз

13.Автоподъемник телескопический

14.Автоподъемник коленчатый

15.Автопогрузчик

16.Поливомоечная машина

17.Пожарный автомобиль

18.Пожарная автолестница

19.Грузовой автомобиль с подъемным задним бортом

20.Самосвал

21.Трелевочный трактор

22. Трактор с навесным плугом

23.Бурильная установка на автомобильном шасси

24.Фронтальный тракторный погрузчик

25.Грейферный тракторный погрузчик

26.Трубоукладчик

27.Пескоразбрасывающая машина

28.Тракторная косилка

29.Канавокопатель с конической шнек-фрезой

30.Навесной культиватор

Варианты задач

Вариант 1

Начальная высота профиля протектора автомобильной шины составляет 20 мм, в момент измерения при наработке 60 тыс. км высота профиля составила 4 мм. Определить остаточный ресурс, если предельное состояние шины наступает при остаточной высоте профиля, равной 1 мм.

Вариант 2

Номинальный расход масла на угар в двигателе СМД-14 составляет 0,175 кг/ч. При наработке 3 тыс. моточасов расход масла составил 0,41 кг/ч. Определить остаточный ресурс цилиндропоршневой группы, если предельный расход масла составляет 0,45 кг/ч.

Вариант 3

Расход масла на угар в новом двигателе А01М составляет 0,200 кг/ч. Наработка с начала эксплуатации неизвестна. При ТО-3 измерили расход масла на угар, который составил 0,360 кг/ч. После наработки 1000 моточасов провели повторную диагностику двигателя. Значение параметра составило 0,395 кг/ч. Определить остаточный ресурс цилиндропоршневой группы, если предельное значение параметра составляет 0,640 кг/ч.

Вариант 4

Номинальная допускаемая утечка масла в распределителе гидросистемы рулевого управления трактора Т-150К – 1 л/мин. При наработке 2500 моточасов утечка масла через распределитель составила 2 л/мин. Определить остаточный ресурс распределителя, если предельно допустимое значение утечки составляет

2,3 л/мин.

Вариант 5

Номинальное давление впрыска топлива в форсунке двигателя Д-240 – 18 МПа. При диагностике топливной аппарутуры после наработки 1500 моточасов давление впрыска составило 16,5 МПа. Определить остаточный ресурс форсунки, если предельное допускаемое давление – 16 МПа.

Вариант 6

При обезличенном ремонте на трактор Т-150К был установлен насос гидросистемы, имеющий производительность 65 л/мин. После наработки 1750 моточасов было проведено повторное измерение производительности насоса, которое составило 50 л/мин. Номинальная производительность насоса – 75 л/мин, предельно допустимая – 46 л/мин. Определить остаточный ресурс. Наработка с начала эксплуатации насоса гидросистемы неизвестна.

Вариант 7

Номинальный зазор в сопряжении шлицевого вала со втулкой 0,05 мм. После наработки 6000 моточасов зазор в сопряжении составил 0,63 мм. Определить остаточный ресурс шлицевого вала, если предельно допустимый износ в сопряжении равен 0,7 мм.

Вариант 8

Номинальное расстояние от маховика двигателя до рабочей поверхности графитового упорного подшипника равно 40 мм. После пробега 80 тыс.км вследствие его износа это расстояние составило 46 мм. Определить остаточный ресурс графитового подшипника, если предельно допустимое значение параметра 48 мм.

Вариант 9

Номинальный зазор в сопряжении втулок и валика масляного насоса двигателя – 0,06 мм. При пробеге 200 тыс. км этот зазор составил 0,13 мм. Определить остаточный ресурс, если максимально допустимый зазор составляет 0,15 мм.

Вариант 10

Номинальный зазор в сопряжении корпуса подшипников и распределительного вала 0,09 мм. При пробеге 140 тыс.км зазор составил 0,16 мм. Определить остаточный ресурс сопрягаемых деталей, если максимально допустимый зазор равен 0,2 мм.

Вариант 11

Номинальный зазор в сопряжении направляющей втулки и впускного клапана равен 0,038 мм. При пробеге 180 тыс. км зазор составил 0,11 мм. Определить остаточный ресурс, если максимально допустимый зазор составляет 0,15 мм.

Вариант 12

Суммарный зазор деталей кривошипно-шатунного механизма нового двигателя СМД-14 составляет 0,2мм. При диагностике после наработки 3500 моточасов этот параметр составил 0,67 мм. Определить остаточный ресурс, если предельно допустимое значение суммарного зазора равно 0,76 мм.

Вариант 13

Номинальный суммарный угловой зазор в трансмиссии трактора ДТ-75 составляет 2 град. При наработке 3750 моточасов суммарный угловой зазор составил

5,8 град. Определить остаточный ресурс, если максимально допустимое значение параметра равно 6,1 град.

Вариант 14

Номинальная толщина тормозной накладки барабанного тормоза – 5 мм. При наработке 20 тыс. км остаточная толщина тормозной накладки составила 2,5 мм. Определить остаточный ресурс, если максимально допустимое значение параметра равно 1,5 мм.

Вариант 15

Номинальный расход картерных газов (прорыв из камеры сгорания в картер) двигателя ЯМЗ-240Б составляет 120 л/мин. При наработке 200 тыс. км расход картерных газов составил 215 л/мин. Определить остаточный ресурс цилиндропоршневой группы, если максимально допустимое значение параметра составляет

226 л/мин.

Вариант 16

Номинальная толщина тормозных накладок дискового тормоза равна 10 мм. После пробега 30 тыс.км толщина накладки сократилась до 3,2 мм. Определить остаточный ресурс, если минимально допустимая толщина накладки 1,5 мм.

Вариант 17

Подача нового насоса гидросистемы трактора К-701 равна 95 л/мин. При наработке 2500 моточасов она уменьшилась до 75 л/мин. Определить остаточный ресурс, если минимально допустимая подача насоса составляет 67 л/мин.

Вариант 18

При проведении диагностики была замерена высота щеток генератора двигателя ГАЗ-53. Она составила 15 мм. После пробега 30 тыс. км высота щеток составила

12 мм. Номинальный размер высоты щеток – 20 мм, предельно допустимое значение высоты щеток – 8 мм. . Определить остаточный ресурс. Наработка с начала эксплуатации неизвестна.

Вариант 19

Прорыв картерных газов на новом двигателе Д-240 допускается в пределах

28 л/мин. При наработке 1600 моточасов расход картерных газов составил

68 л/мин. Определить остаточный ресурс цилиндропоршневой группы, если предельный расход картерных газов равен 90 л/мин.

Вариант 20

Номинальное давление масла в системе смазки двигателя СМД-14НГ 0,4МПа. При наработке 3500 моточасов давление масла в системе смазки составило 0,24МПа. Определить остаточный ресурс вкладышей коленчатого вала, если предельное давление масла составляет 0,1МПа.