Введение и содержание курса
Введение
В соответствии с учебным планом заочной формы обучения по направлению 190600 дисцип¬лина «Основы теории надежности» изучается на 1 курсе. Студенты слушают лекции, выполняют практические и лабораторные работы, одну контрольную работу и сдают экзамен.
Примерная тематика обзорных лекций и распределение часов по видам учебных занятий для заочной формы обучения приведены в табл. 1.
Таблица 1. Содержание и объем учебных занятий
№ п/ п
Структура дисциплины
Распределение часов
Лекции Практичес¬кие занятия
1
1 Основные понятия надежности машин. По¬казатели надежности. Законы распределения случайных величин 2
22 Конструктивные методы обеспечения надежности машин 1
33 Технологические методы обеспечения на-дежности машин 1
44 Эксплуатационные методы обеспечения надежности машин 4 4
Всего 8 4
Методические указания
1. Основные понятия надёжности машин
Надёжность. Обобщённые объекты в теории надёжности: изделие, элемент, система. Невосстанавливаемые и восстанавливаемые изделия. Состояния изделия: исправное, неисправное, работоспособное и неработоспособное.
Отказ. Неисправность. Повреждение. Характеристика отказа: критерий отказа, причина отказа, характер отказа, последствия отказа. Классификация отказов.
Свойства надёжности машин: безотказность, долговечность, ремонтопригодность, сохраняемость.
Показатели надёжности машин:
1) показатели безотказности (вероятность безотказной работы, средняя наработка до отказа, наработка на отказ, интенсивность отказа, параметр потока отказов);
2) показатели долговечности (γ-процентный ресурс, средний срок службы);
3) показатели ремонтопригодности (вероятность восстановления работоспособного состояния, среднее время восстановления);
4) показатели сохраняемости (γ-процентный срок сохраняемости, средний срок сохраняемости);
5) комплексные показатели (коэффициенты готовности, коэффициент технического использования, коэффициент оперативной готовности, удельная суммарная продолжительность технического обслуживания).
Отказ как случайное событие с позиции теории вероятностей. Закон распределения случайных величин:
1) для дискретных случайных величин (биноминальный закон, закон Пуассона);
2) для случайных непрерывных величин (распределение Вейбулла, экспоненциальный закон, нормальный закон Гаусса).
Методические указания
При изучении основных понятий, терминов и показателей в области надежности следует использовать государственные стандарты, основными из которых являются: ГОСТ 27.001-81 «Надёжность в технике. Основные положения»; ГОСТ 27.002-89 «Надежность в технике. Термины и определения»; ГОСТ 27.004-85 «Надёжность в технике. Системы технологические. Термины и определения» и др. Методы расчёта показателей надёжности изложены в методических указаниях, методических рекомендациях (MP) и руководя¬щих нормативных документах (РД), разработанных Государственным комитетом по стандартам «Надёжность в технике. Методы расчёта надёжности технических систем». При изучении темы необходимо обратить внимание на классификацию и взаимосвязи показателей надёжности. Следует иметь в виду, что теория надёжности базируется на теории вероятностей случайных событий (величин) и математической статистике, т.к. отказы и др. события являются случайными, и они подчиняются законам распределения случайных величин.
2. Конструктивные методы обеспечения надёжности машин
Разработка более совершенных конструкций и принципиальных схем механизмов машин. Представление машины в виде сложной системы.
Структурная надежность машин. Типовые структуры системы: последовательная, параллельная и комбинированная. Определение вероятности отказа и вероятности безотказной работы последовательной, параллельной и комбинированной систем.
Резервирование – метод повышении структурной надёжности машины. Постоянное резервирование. Резервирование замещением. Резервирование общее и раздельное.
Методы расчета и обеспечения надёжности по критериям прочности. Виды отказов по критериям прочности. Расчёт усталостной долговечности. Методы обеспечения прочностной надёжности.
Методы расчета и обеспечения надёжности по критериям износостойко¬сти. Виды изнашивания. Расчет износостойкости на основе теории фрикци¬онной усталости. Контактно-гидравлические методы расчёта износостойко¬сти. Методы обеспечения трибологической надёжности.
3. Технологические методы обеспечения надежности машин
Объёмное изменение структуры и химического состава материала деталей машин с целью улучшения его механических характеристик: легирование, модифицирование, объёмная закалка и др.
Повышение качества и эксплуатационных свойств рабочих поверхностей деталей: поверхностное упрочнение, нанесение износостойких покрытий и т.д.
Современные средства контроля и диагностики качества деталей машин.
Испытания машины на надёжность. Классификация испытаний. Планирование испытаний. Ускоренные испытания. Принципы ускоренных испыта¬ний.
Методические указания
Технологические методы обеспечения надёжности машин связаны с при¬менением новых технологических методов и процессов обработки деталей машин, которые позволяют значительно повысить их прочность и износо¬стойкость. Учитывая это, необходимо особое внимание уделить изучению способов повышения износостойкости существующих деталей, в том числе и путём нанесения на их рабочую поверхность тонкослойного износостойкого покрытия. Испытание машин на надёжность предполагает определение её количественных и качественных характеристик, которые оказывают сущест¬венное влияние на процесс эксплуатации оборудования. Планирование испы-таний осуществляют по стандартным планам в соответствии с ГОСТ 27.502-83 «Надёжность в технике. Система сбора и обработки информации. Планирование наблюдений».
При изучении темы особое внимание следует обратить на методы уско¬ренных испытаний, позволяющих получить достоверные данные при мини¬мальных трудовых и материальных затратах.
4. Эксплуатационные методы обеспечения надёжности машин.
Эксплуатация машины. Техническое обслуживание и ремонт. Метод технического обслуживания и ремонта с регламентированной периодично¬стью. Метод технического обслуживания и ремонта с контролем уровня на¬дежности. Метод технического обслуживания и ремонта с контролем пара¬метров. Техническая диагностика. Система планово-предупредительного ремонта.
Методические указания
Эксплуатация машины включает этапы использования её по назначению, транспортирования, хранения, технического обслуживания и ремонта. При использовании машины по назначению необходимо соблюдать условия экс-плуатации, указанные в нормативно-технической документации.
Этапы технического обслуживания и ремонта позволяют поддерживать и восстанавливать работоспособностное состояние машины.
При изучении темы необходимо оценить с точки зрения преимуществ и недостатков, существующие методы технического обслуживания и ремонта с целью выбора наилучшего из них. Следует также уяснить, на основании, ка¬кого метода строится система планово-предупредительного ремонта, которая позволяет обеспечивать высокий уровень надёжности машин при эксплуата¬ции.
В соответствии с учебным планом заочной формы обучения по направлению 190600 дисцип¬лина «Основы теории надежности» изучается на 1 курсе. Студенты слушают лекции, выполняют практические и лабораторные работы, одну контрольную работу и сдают экзамен.
Примерная тематика обзорных лекций и распределение часов по видам учебных занятий для заочной формы обучения приведены в табл. 1.
Таблица 1. Содержание и объем учебных занятий
№ п/ п
Структура дисциплины
Распределение часов
Лекции Практичес¬кие занятия
1
1 Основные понятия надежности машин. По¬казатели надежности. Законы распределения случайных величин 2
22 Конструктивные методы обеспечения надежности машин 1
33 Технологические методы обеспечения на-дежности машин 1
44 Эксплуатационные методы обеспечения надежности машин 4 4
Всего 8 4
Методические указания
1. Основные понятия надёжности машин
Надёжность. Обобщённые объекты в теории надёжности: изделие, элемент, система. Невосстанавливаемые и восстанавливаемые изделия. Состояния изделия: исправное, неисправное, работоспособное и неработоспособное.
Отказ. Неисправность. Повреждение. Характеристика отказа: критерий отказа, причина отказа, характер отказа, последствия отказа. Классификация отказов.
Свойства надёжности машин: безотказность, долговечность, ремонтопригодность, сохраняемость.
Показатели надёжности машин:
1) показатели безотказности (вероятность безотказной работы, средняя наработка до отказа, наработка на отказ, интенсивность отказа, параметр потока отказов);
2) показатели долговечности (γ-процентный ресурс, средний срок службы);
3) показатели ремонтопригодности (вероятность восстановления работоспособного состояния, среднее время восстановления);
4) показатели сохраняемости (γ-процентный срок сохраняемости, средний срок сохраняемости);
5) комплексные показатели (коэффициенты готовности, коэффициент технического использования, коэффициент оперативной готовности, удельная суммарная продолжительность технического обслуживания).
Отказ как случайное событие с позиции теории вероятностей. Закон распределения случайных величин:
1) для дискретных случайных величин (биноминальный закон, закон Пуассона);
2) для случайных непрерывных величин (распределение Вейбулла, экспоненциальный закон, нормальный закон Гаусса).
Методические указания
При изучении основных понятий, терминов и показателей в области надежности следует использовать государственные стандарты, основными из которых являются: ГОСТ 27.001-81 «Надёжность в технике. Основные положения»; ГОСТ 27.002-89 «Надежность в технике. Термины и определения»; ГОСТ 27.004-85 «Надёжность в технике. Системы технологические. Термины и определения» и др. Методы расчёта показателей надёжности изложены в методических указаниях, методических рекомендациях (MP) и руководя¬щих нормативных документах (РД), разработанных Государственным комитетом по стандартам «Надёжность в технике. Методы расчёта надёжности технических систем». При изучении темы необходимо обратить внимание на классификацию и взаимосвязи показателей надёжности. Следует иметь в виду, что теория надёжности базируется на теории вероятностей случайных событий (величин) и математической статистике, т.к. отказы и др. события являются случайными, и они подчиняются законам распределения случайных величин.
2. Конструктивные методы обеспечения надёжности машин
Разработка более совершенных конструкций и принципиальных схем механизмов машин. Представление машины в виде сложной системы.
Структурная надежность машин. Типовые структуры системы: последовательная, параллельная и комбинированная. Определение вероятности отказа и вероятности безотказной работы последовательной, параллельной и комбинированной систем.
Резервирование – метод повышении структурной надёжности машины. Постоянное резервирование. Резервирование замещением. Резервирование общее и раздельное.
Методы расчета и обеспечения надёжности по критериям прочности. Виды отказов по критериям прочности. Расчёт усталостной долговечности. Методы обеспечения прочностной надёжности.
Методы расчета и обеспечения надёжности по критериям износостойко¬сти. Виды изнашивания. Расчет износостойкости на основе теории фрикци¬онной усталости. Контактно-гидравлические методы расчёта износостойко¬сти. Методы обеспечения трибологической надёжности.
3. Технологические методы обеспечения надежности машин
Объёмное изменение структуры и химического состава материала деталей машин с целью улучшения его механических характеристик: легирование, модифицирование, объёмная закалка и др.
Повышение качества и эксплуатационных свойств рабочих поверхностей деталей: поверхностное упрочнение, нанесение износостойких покрытий и т.д.
Современные средства контроля и диагностики качества деталей машин.
Испытания машины на надёжность. Классификация испытаний. Планирование испытаний. Ускоренные испытания. Принципы ускоренных испыта¬ний.
Методические указания
Технологические методы обеспечения надёжности машин связаны с при¬менением новых технологических методов и процессов обработки деталей машин, которые позволяют значительно повысить их прочность и износо¬стойкость. Учитывая это, необходимо особое внимание уделить изучению способов повышения износостойкости существующих деталей, в том числе и путём нанесения на их рабочую поверхность тонкослойного износостойкого покрытия. Испытание машин на надёжность предполагает определение её количественных и качественных характеристик, которые оказывают сущест¬венное влияние на процесс эксплуатации оборудования. Планирование испы-таний осуществляют по стандартным планам в соответствии с ГОСТ 27.502-83 «Надёжность в технике. Система сбора и обработки информации. Планирование наблюдений».
При изучении темы особое внимание следует обратить на методы уско¬ренных испытаний, позволяющих получить достоверные данные при мини¬мальных трудовых и материальных затратах.
4. Эксплуатационные методы обеспечения надёжности машин.
Эксплуатация машины. Техническое обслуживание и ремонт. Метод технического обслуживания и ремонта с регламентированной периодично¬стью. Метод технического обслуживания и ремонта с контролем уровня на¬дежности. Метод технического обслуживания и ремонта с контролем пара¬метров. Техническая диагностика. Система планово-предупредительного ремонта.
Методические указания
Эксплуатация машины включает этапы использования её по назначению, транспортирования, хранения, технического обслуживания и ремонта. При использовании машины по назначению необходимо соблюдать условия экс-плуатации, указанные в нормативно-технической документации.
Этапы технического обслуживания и ремонта позволяют поддерживать и восстанавливать работоспособностное состояние машины.
При изучении темы необходимо оценить с точки зрения преимуществ и недостатков, существующие методы технического обслуживания и ремонта с целью выбора наилучшего из них. Следует также уяснить, на основании, ка¬кого метода строится система планово-предупредительного ремонта, которая позволяет обеспечивать высокий уровень надёжности машин при эксплуата¬ции.
Последнее изменение: вторник, 15 октября 2013, 10:08