По учебной дисциплине

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

Туризма и сервиса» В Г. СМОЛЕНСКЕ

(Филиал ФГОУВПО «РГУТиС» в г. Смоленске)

Кафедра «Автосервис»

«У т в е р ж д а ю»

Заведующий кафедрой Автосервиса

П.А. Жигунов

«____» 2013 г

Профессор кафедры Козлов Н. П.

Надежность транспортных средств

Тема № 1. Основные положения о сложных технических системах

Занятие №. Расчет показателей надежности транспортных

средств полным методом

Вид занятия: практическое занятие

Обсуждена и одобрена

на заседании кафедры

«Автосервис»

«___» 2013 г.

Протокол № _____

Смоленск 2013.

Учебные и воспитательные цели

1. В результате занятия студенты должны получить практику в расчете показателей надежности механизмов, узлов и агрегатов, автомобиля и устройствах различного назначения, научиться пользоваться справочной литературой, анализировать полученные результаты и делать из них выводы.

2. Воспитывать добросовестное отношение к учебе, настойчивость и целеустремленность в овладении знаниями и в глубоком освоении профессии в сфере профессиональной деятельности

Время: 2 часа Место: класс

Материальное обеспечение

Литература: Надежность технических систем.

Наглядные пособия: Слайды по теме занятия.

Технические средства обучения: Персональный компьютер, видеопроектор.

Учебные вопросы и расчет времени

I. Вступительная часть 5 мин.

II. Основная часть 80 мин.

Учебные вопросы

1. Расчет эксплуатационной интенсивности отказов 35 мин.

2. Расчет показателей безотказности 45 мин.

III. Заключение 5 мин.
1. Методические рекомендации

1. 1. Общие организационно-методические рекомендации

Занятие является практическим и проводится с одной группой студентов. Основным методом проведения занятия является практическая работа по расчету показателей надежности механизмов, узлов и агрегатов автомобиля.

В период подготовки студентам к занятию в группе должна быть проведена консультация, на которой преподаватель должен подробно разобрать со студентами следующие вопросы:

какой учебный материал необходимо повторить для подготовки к занятию;

порядок работы со справочниками по надежности элементов;

на расчет надежности каких элементов обратить особое внимание.

В результате занятия студенты должны научиться проводить расчет показателей надежности механизмов, узлов и агрегатов автомобиля, пользоваться справочным материалом, делать выводы из полученных результатов.

В процессе отработки вопросов занятия преподаватель должен предусмотреть использование знаний студентами, полученных при изучении других дисциплин.

При отработке учебных вопросов необходимо использовать метод самостоятельной практической работы обучающихся, т.е. преподаватель выдает студентам задание для отработки вопросов занятия, обучаемые его осмысливают и самостоятельно отрабатывают. В целях обеспечения полной самостоятельности в работе студентов рекомендуется каждому выдавать индивидуальный вариант задания.

Преподаватель определяет студентам время на отработку задания. Во время отработки задания студентами, преподаватель производит выборочно контроль полноты и качества отработки вопросов, оказывает помощь отстающим. По истечении отведенного времени проверяет качество отработки задания, обсуждает результаты расчетов, делает разбор.

Порядок подготовки студентов к занятию

К занятию студенты должны повторить следующие вопросы:

Составляющие и показатели надежности; математические зависимости для вычисления единичных показателей; модели и факторы, учитываемые при расчёте надёжности. Кроме того, преподаватель определяет задание на подготовку форм таблиц, которые должны быть исполнены в рабочих тетрадях или отдельных листах для работы во время занятия.

В результате проведения занятия студенты должны быть готовыми представить отработанные материалы.

Личная подготовка преподавателя к занятию заключается в уяснении целей и вопросов занятия, выработке методики изложения материала, раз­работке способов контроля занятия, определении содержания основного материала занятия, сосредотачивая на нем основного внимания, обязательного выделения глав

На занятии студенты должны не менее 90% учебного времени работать самостоятельно.

Работа преподавателя на занятии заключается в:

организации работы студентов;

оказании помощи студентам в усвоении учебного материала;

активизации познавательной деятельности студентов путем постановки мотивирующих их деятельность вопросов, в том числе и проблемных.

Критерий оценки за практическое занятие:

«отлично», если студент умеет на практике применять теоретические знания, правильно определяет и использует исходные данные для использования приближенного расчета показателей надежности, без ошибок проводит расчёты интенсивностей, параметра потока отказов, наработки на отказ и вероятности безотказной работы механизмов, узлов и агрегатов автомобиля, делает правильные выводы из полученных результатов;

«хорошо», если студент умеет на практике применять теоретические знания, расчеты проводит правильно, не допускает ошибок в расчетах, делает выводы с незначительными ошибками;

«удовлетворительно», если студент в основном умеет на практике применять теоретические знания, при проведении расчетов в соответствии с заданием преподавателя;

«неудовлетворительно», если студент затрудняется на практике применять теоретические знания, при проведении расчетов допускает грубые ошибки.

1. 2. Методические рекомендации по вступительной части

Проверить наличие студентов по списку, их готовность к занятию (наличие и состояние конспектов, полноту и качество отработанного задания в рабочих тетрадях, знание методики проведения расчетов). С целью проверки качества подготовки студентов к занятию, провести фронтальный опрос.

Объявить тему, цель занятия и порядок его проведения, учебные вопросы.

Во вступительном слове пояснить место данного занятия в изучении темы и дисциплины в целом:

1. 3. Методические рекомендации по отработке учебных вопросов

Отработка вопросов занятия проводится на примере отдельных механизмов, узлов и агрегатов автомобиля. В качестве такого устройства целесообразно использовать детали механизмов, узлов и агрегатов автомобиля, устройство и принцип работы которого студентами изучены. Перед началом отработки первого вопроса преподаватель выдаёт задание на всё занятие, определяет время на отработку вопросов. Получив задание, студенты приступают к его отработке.

В связи с тем, что расчёты проводятся с использованием справочной литературы и средств оргтехники отработку учебного материала целесообразно проводить на рабочих местах без вызова отдельных студентов к доске. Промежуточные и окончательные результаты расчётов должны анализироваться на предмет обоснования выводов.

В случае возникновения спорных моментов при обсуждении хода и результатов выполнения задания преподаватель разъясняет теоретические положения, направляет работу по пути наиболее целесообразного варианта.

По истечение времени отведенного для отработки задания преподаватель проверяет полноту и качество проведенных расчетов, делает необходимые замечания и исправления, определяет время на доработку. Во время практической работы студентов, преподаватель производит выборочный контроль полноты и качества отработки материала по данному вопросу, оказывает помощь отстающим.

В завершении отработки учебного вопроса преподаватель подводит итоги выполнения задания, указывает недостатки и ошибки в расчетах, сделанных выводах, отвечает на возникшие вопросы.

Особое внимание обратить на правильность проведения расчетов студентами понимания ими сущности проводимых расчетов.

1.4. Методические рекомендации по заключительной части

Преподаватель подводит итог занятия. Напоминает вопросы, изученные и отработанные на занятии, их основное содержание. Отмечает степень достижения поставленных целей. Оценивает работу студентов на занятии, отвечает на возникшие вопросы. Проверяет наличие выдававшейся на занятие документации и литературы.

Объявляет конец занятия.

УЧЕБНЫЙ МАТЕРИАЛ

Задание по расчету показателей надежности

Рассчитать показатели безотказности: параметр потока отказов – w_о; наработку на отказ – Т_о; вероятность безотказной работы – Р(t) за 200 часов механизма газораспределения автомобиля ВАЗ 2108 по исходным данным согласно варианту задания. Расчет провести с использованием приближенного и полного методов по двум типам моделей для определения эксплуатационной интенсивности отказов элементов.

Исходные данные

Составляющие	Величина по варианту
Вал в сборе Вал в сборе	lб с г × 10^-6	0,2	0,1	0,2	0,2	0.1	0.1	0,1	0,2	0,2	0,2
lб × 10^-6	0,3	0,2	0,3	0,3	0.2	0.2	0,2	0,3	0,3	0,3
Коэффициент Кэ
Коэффициент Кпр	0,6	0,7	0,8	0,9	0,6	0,7	0,8	0,9	0,7	0,8
Коэффициент Кки	0,2	0,4	0,6	0,8	0,4	0,6	0,2	0,4	0,6	0,8
Клапан впускн	lб с г × 10^-6	0, 1	0,1	0, 1	0,2	0,2	0,2	0,3	0, 1	0,2	0,3
lб × 10^-6	0, 2	0, 3	0, 2	0, 3	0,1	0,1	0,2	0,23	0,1	0,2
Коэффициент Кэ
Коэффициент Кпр	1,0	0,9	0,8	0,7	0,6	0,8	0,7	0,9	0,8	0,7
Коэффициент Кки	0,2	0,4	0,6	0,8	1,0	0,6	0,8	1,0	0,4	0,6
Клапан выпускн	lб с г × 10^-6	0, 3	0, 2	0, 1	0, 2	0, 1	0, 3	0, 2	0, 1	0, 2	0, 1
lб × 10^-6	0,2	0,1	0,2	0,1	0,2	0,2	0,1	0,2	0,1	0,2
Коэффициент Кэ
Коэффициент Кпр	0,9	0,8	0,7	1,0	0,7	1,0	0,9	0,8	0,7	1,0
Коэффициент Кки	1,0	0,8	0,6	0,4	1,0	0,8	0,6	0,4	0,8	0,6
Пружина наруж	lб с г × 10^-6	0,4	0,2	0,3	0,2	0,4	0,3	0,4	0,2	0,3	0,2
lб × 10^-6	0,3	0,1	0,2	0,1	0,3	0,2	0,3	0,1	0,2	0,1
Коэффициент Кэ
Коэффициент Кпр	1,0	0,9	0,8	0,7	0,6	0,5	1,0	0,9	0,8	0,7
Коэффициент Кки	0,6	0,6	0,5	0,5	0,5	0,6	0,5	0,5	0,6	0,5
Составляющие	Величина по варианту
Пружина внутр	lб с г × 10^-3	0,4	0,2	0,3	0,2	0,4	0,3	0,4	0,2	0,3	0,2
lб × 10^-3	0,3	0,1	0,2	0,1	0,3	0,2	0,3	0,1	0,2	0,1
Коэффициент Кэ
Коэффициент Кпр	0,7	0,7	0,7	0,7	0,7	0,7	0,7	0,7	0,7	0,7
Коэффициент Кки	0,6	0,6	0,5	0,5	0,5	0,6	0,5	0,5	0,6	0,5
Рычаг клапана	lб с г × 10^-6	0, 1	0,1	0, 1	0,2	0,2	0,2	0,3	0, 1	0,2	0,3
lб × 10^-6	0, 2	0, 3	0, 2	0, 3	0,1	0,1	0,2	0,23	0,1	0,2
Коэффициент Кэ
Коэффициент Кпр	1,0	0,9	0,8	0,7	0,6	0,8	0,7	0,9	0,8	0,7
Коэффициент Кки	0,2	0,4	0,6	0,8	1,0	0,6	0,8	1,0	0,4	0,6
Пружина рычага	lб с г × 10^-6	0,3	0,4	0,4	0,4	0,4		0,4	0,4	0,4	0,3
lб × 10^-6	0,4	0,4	0,5	0,4	0,5	0,4	0,4		0,4	0,6
Коэффициент Кэ	3,5	4,5	3,5	2,5	3,0	4,5	3,5	3,5	4,0	2,5
Коэффициент Кпр	1,0	0,9	0,8	0,7	0,6	0,8	0,7	0,9	0,8	0,7
Коэффициент Кки	0,2	0,4	0,6	0,8	1,0	0,6	0,8	1,0	0,4	0,6
Колпачек масл	lб с г × 10^-3	0,7	0,8	0,9	0,8	0,9	0,7	0,8	0,8	0,7	0,7
lб × 10^-3	0,8	0,9	1,0	0,9	1,0	0,8		0,9	0,8	0,8
Коэффициент Кэ
Коэффициент Кпр	0,6	0,7	0,8	0,9	0,6	0,7	0,8	0,9	0,7	0,8
Коэффициент Кки	0,5	0,6	0,6	0,8	0,4	0,6	0,2	0,4	0,6	0,5

Методические рекомендации по выполнению задания

Расчет показателей надежности газораспределительного механизма целесообразно проводить поэтапно.

1. Расчет эксплуатационной интенсивности отказов

Расчет показателей надежности газораспределительного механизма целесообразно проводить поэтапно.

На первом этапе в результате анализа спецификации деталей, определяется количество групп однотипных элементов и деталей в них.

Однотипными являются элементы, если они имеют одинаковое функциональное назначение, сходную технологию изготовления и близки по конструктивному исполнению и применяемым материалам.

Обучающиеся самостоятельно анализируют принципиальную схему устройства и спецификацию элементов.

(Высвечиваю на экране принципиальную схему и спецификацию элементов мультивибратора)

Таблица 1

Спецификация элементов мультивибратора

№	Наименование детали	Маркировка	Примечание
	Вал в сборе
	Клапан впускной
	Клапан выпускной
	Пружина наружная
	Пружина внутренняя
	Рычаг клапана
	Пружина рычага
	Маслосьемный колпачек
	Тарелка клапана
	Сухарь

На первом этапе в результате анализа спецификации деталей, определяется количество групп однотипных элементов и деталей в них.

Однотипными являются элементы, если они имеют одинаковое функциональное назначение, сходную технологию изготовления и близки по конструктивному исполнению и применяемым материалам.

На втором этапе обосновывается математическая модель для расчета эксплуатационной интенсивности отказов детали, которую в общем виде можно представить как произведение базового или базового средне группового значения интенсивности отказов и коэффициентов, учитывающих влияние различных факторов, т.е.

или

где l_Э — эксплуатационная интенсивность отказов детали;

l_б – базовая интенсивность отказов деталей конкретного конструктивного исполнения и качества;

l_{б сг} – среднегрупповая базовая интенсивность отказов деталей;

Кi, Кj — коэффициенты, учитывающие влияние на интенсивность отказов изделий различных конструктивно-технологических и эксплуатационных факторов;

n, l — число коэффициентов, входящих в конкретную модель (число учитываемых в модели факторов).

При полном методе расчета обычно используются коэффициенты, учитывающие конструктивно-технологические и эксплуатационные факторы.

l_э=l_б × К_э × К_пр × К_ки или l_э=l_{б сг} × К_э × К_пр × К_ки

Эксплуатационный коэффициент К_Э — учитывают влияние на надежность детали внешних воздействующих факторов.

Коэффициент вида приемки К_ПР — позволяет производить пересчет интенсивности отказов детали от вида приемки (качества контроля).

Коэффициент К_ки — характеризует зависимость надежности детали от функционального назначения и конструктивного исполнения

Значения базовых интенсивностей отказов деталей и учитываемых коэффициентов приведены в таблице исходных данных.

Выводы

1. Численное значение эксплуатационной интенсивности зависит от используемой модели для расчета показателей.

2. При использовании в модели базовой интенсивности отказов элементов расчеты эксплуатационной интенсивности отказов более точные (близкие к реальным), так как при этом учитываются данные конкретного типа элемента.

2. Расчет показателей безотказности

Третий этап

По результатам, полученным при отработке первого вопроса, студенты определяют интенсивность отказов каждой группы однотипных элементов λ_г по формуле

,

где N – количество деталей в группе.

Все расчетные величины заносятся в соответствующие графы итоговых таблиц: табл. 1 и табл. 2.

Формы таблиц для представления расчетов полным методом

Таблица 1

Группы однотипных элементов	lб сг	Учитываемые коэффициенты	lэ	N	lг
Кэ	Кпр	Кти

w_о =; Т_о =; Р(t) =

Таблица 2

Группы однотипных элементов	lб	Учитываемые коэффициенты	lэ	N	lг
Кэ	Кпр	Кти

w_о =; Т_о =; Р(t) =.

На четвертом этапе определяются единичные показатели безотказности (параметр потока отказов, наработка на отказ и вероятность безотказной работы) газораспределительного механизма.

Параметр потока отказов определяется путём суммирования интенсивностей отказов по группам элементов, т.е.

,

где k – количество групп однотипных элементов.

Наработка на отказ То, определяется как величина, обратная параметру потока отказов т. е.

То = 1/ ω_о

Вероятность безотказной работы рассчитывается по зависимости

,

где t — суммарное время работы устройства.

На пятом этапе сравниваются значения единичных показателей безотказности, полученных при использовании различных методов и моделей и формируются выводы по полученным результатам.

Выводы:

1. Численное значение единичных показателей безотказности зависит от используемой модели для их расчета.

2. При использовании в модели базовой интенсивности отказов элементов расчеты единичных показателей безотказности более точные (близкие к реальным), так как при этом учитываются данные конкретного типа детали (элемента).

3. Показатели надежности технических устройств являются важнейшими в системе показателей их качества. Они определяются как техническими характеристиками механзмов, узлов и агрегатов, так и способностью сохранять эти характеристики во времени.

Профессор Н. Козлов

Дата добавления: 2014-01-05