Задания к КОНТРОЛЬНой РАБОТе № 1

Контрольная работа состоит из двух контрольных задач, которые выполняются по варианту, соответствующему цифрам учебного шифра студента.

Для выбора данных к решению задач принята стовариантная система, основой которой являются две последние цифры шифра студента: предпоследняя и последняя. Первая часть данных выбирается по предпоследней цифре, а вторая - по последней.

Например, студент имеет шифр 842. Следовательно, его вариант 42, то есть предпоследняя цифра 4, а последняя - 2. В соответствии с этим студент выбирает свои данные по таблицам заданий.

Без указания шифра работа не рецензируется.

Ответы на контрольные вопросы следует излагать по возможности кратко, но четко. Все приводимые формулы должны содержать выводы, методы их получения, размерности. Для каждого вывода обязательна расчетная схема с обозначением всех величин, входящих в формулу.

Решение контрольных задач нужно иллюстрировать расчетными схемами, сопровождать расшифровкой и указанием размерностей каждой величины, ссылками на источники.

Методические указания и задания к задаче № 1

"Ремонтные размеры и ремонтные чертежи деталей"

1. В чем заключается сущность способа ремонтных размеров?

Указания. Поясните преимущества и недостатки способа ремонтных размеров, который заключается в том, что изношенную поверхность одной из двух сопряженных деталей обрабатывают на новый, так называемый ремонтный размер, а другую заменяют на деталь соответствующего ремонтного размера [11, с. 185-187].

2. Как определяются промежуточный и последний Ремонтный размер для вала и для отверстия?

Указания. Приведите методику определения ремонтных размеров для вала и для отверстия [11, с. 185-186].

3. Чем отличаются ремонтные чертежи деталей от рабочих чертежей?

Указания. Поясните, на основе чего составляют ремонтные чертежи деталей, и какую специфику они имеют [11, с. 181-185].

4. Как на ремонтном чертеже выполняются места, подлежащие ремонту?

Указания. Поясните, какими линиями изображаются поверхности деталей на ремонтном чертеже [11, с. 182]

5. Что из себя представляет оформление ремонтного чертежа?

Указания. Надо пояснить правила обозначения ремонтного чертежа и изложения необходимой для ремонта информации на его поле [11, с. 183-184].

КОНТРОЛЬНАЯ Задача № 1

Шейка вала имела размер d_н, мм. По данным исследования износов ряда таких валов оказалось, что коэффициент неравномерности износа равен ρ₁, а общий износ шейки составил δ₁, мм. Допустимый минимальный диаметр шейки, исходя из прочности вала, составляет d_min, мм. Шейке вала придается шлифованием цилиндрическая форма. Припуск на шлифование равен x ₁, мм.

Определить ремонтный цикл, число и ряд ремонтных размеров вала по предлагаемому варианту задания. Выполнить ремонтный чертеж детали (прил.).

Исходные данные к задаче №1 взять из таблицы 1.

Таблица 1

Методика расчета ремонтных размеров

Методика расчета ремонтных размеров для различных деталей изложена в [11].

Указания: При эксплуатации шейка вала изнашивается с номинального диаметра d_н до диаметра d₁ (рис.).

Рисунок. Процесс износа шейки вала

Изнашивание шейки, как правило, неравномерное. Наибольший износ δ₁'' является предельно допустимым. Вал с таким износом эксплуатировать нельзя. В этом случае изношенную шейку можно обработать на ремонтный размер d_р1 (мм), который меньше d_н. Для этого, не изменяя центров положения, обрабатывают шейку вала на ремонтный размер с учетом припуска на обработку, равного x ₁, мм,

Измерить наибольший износ δ₁'' затруднительно. Проще измерить диаметр изношенной шейки d₁ и определить общий износ шейки, мм,

где δ₁' – наименьший износ, мм.

На основании статической обработки данных измерения фактических износов вычисляется коэффициент неравномерности износа

Коэффициент неравномерности износа ρ₁ находится в интервале от 0,5 (при равномерном износе) до 1,0 (при одностороннем износе).

Расчет выполняют для значений δ₁ и ρ₁, больших или равных 90 % их фактических значений.

Первый ремонтный размер

где , мм – ремонтный интервал (цикл).

Тогда число ремонтных размеров равно

при условии, что ремонтные циклы одинаковы.

Для отверстий деталей ремонтный цикл и ряд ремонтных размеров определяют аналогичным способом.

Промежуточные и последний ремонтный размер находят по формулам для охватываемой детали (вала)

,

для охватывающей детали (отверстия)

,

где n_i – порядковый номер ремонтного размера.

Исходя из изложенного в ходе решения задачи вычисляют:

1) ремонтный интервал (цикл);

2) число ремонтных размеров;

3) ряд ремонтных размеров.

По окончании расчетов выполняют ремонтный чертеж шейки вала, принимая неремонтные размеры произвольными.

Методические указания и задания к задаче № 2

«Расчет надежности подшипников качения»

1. Понятие надежности

Указания. Необходимо охарактеризовать надежность как комплексное свойство изделий, обусловленное более простыми свойствами: безотказностью, долговечностью, ремонтопригодностью и сохраняемостью. Следует раскрыть эти свойства и дать определение надежности [8, с. 5, 8-9].

2. Показатели надежности. Основные показатели надежности для неремонтируемых и ремонтируемых изделий.

Указания. Необходимо пояснить, какими количественными характеристиками определяются в соответствии с компонентами надежности показатели безотказности, долговечности, ремонтопригодности и сохраняемости.

Следует показать, к каким основным показателям сводится надежность неремонтируемых и ремонтируемых изделий, и записать их математические выражения [10, с. 67-84].

3. Как определяется надежность по основным техническим критериям?

Указания. Во-первых, следует показать, каким рядом критериев характеризуется работоспособность деталей машин. Во-вторых, пояснить, что расчет вероятности безотказной работы по заданному критерию сводится к сопоставлению расчетных параметров с их предельными величинами, выбираемыми по нормативам, справочным данным или установленным в эксплуатации. Далее подчеркнуть, что в настоящее время основное применение имеет расчет с помощью заранее задаваемых коэффициентов безопасности. Затем следует дать определение вероятности безотказной работы по заданному критерию от квантили как характеристики вероятностного расчета [8, с. 72-75].

4. Как изменяется интенсивность отказов в начальный период, период нормальной эксплуатации и период старения изделия?

Указания. Дайте обоснованную характеристику различий в изменении интенсивности отказов по трем периодам работы оборудования и приведите соответствующий график [10, с. 84-85].

5. Почему для оценки надежности подшипников качения используется критерий вероятности безотказной работы?

Указания. Выбор критериев оценки надежности деталей основывается на том, к какой группе изделий (ремонтируемых или неремонтируемых) она относится. Дать обоснование, к какой группе относятся подшипники качения, и тем самым мотивировать выбор критерия надежности [8, с. 140-143].

контрольная Задача № 2

Определить вероятность P(t) безотказной работы подшипника качения, нагруженного случайной радиальной силой, коэффициент вариации которой υ_F. Частота вращения внутреннего кольца подшипника n, требуемый ресурс L_h, среднее значение эквивалентной нагрузки , динамическая грузоподъемность C₉₀.

Исходные данные к задаче № 2 взять из таблицы 2.

Таблица 2

Предпос-ледняя цифра	Тип подшипника	υF	C90 ∙10-2, Н	Последняя цифра	n, мин-1	Lh, ч	∙10-2, Н
Радиальные однорядные шарикоподшипники
		0,12
		0,14
		0,15
		0,20
		0,13
Радиальные роликоподшипники
		0,16
		0,17
		0,19
		0,21
		0,14

Указания. Методика расчета надежности подшипников качения изложена в [8].

Вероятность безотказной работы подшипников качения отождествляется с вероятностью выполнения известного из курса деталей машин условия

,

где Q - динамическая эквивалентная нагрузка; С - динамическая грузоподъемность; L - заданный ресурс; m - показатель степени, равный 3 для шарикоподшипников и 10/3 для роликоподшипников.

В отличие от обычных расчетов рассмотрим Q как случайную величину. Обозначим символом C₉₀ 90 %-ную динамическую грузоподъемность, значения которой приводятся в каталогах и справочниках [9].

Среднее значение динамической грузоподъемности в соответствии с ГОСТ 18855-94 принимаем равным: для роликоподшипников и для шарикоподшипников.

Полагаем, что динамическая эквивалентная нагрузка и динамическая грузоподъемность распределены по нормальному или близкому к нормальному закону. Тогда вероятность безотказной работы определяется по квантили нормированного нормального распределения u_p (под квантилью понимают значение случайной величины, соответствующее заданной вероятности)

,

где , т.е. или ; - коэффициент запаса по средним нагрузкам; - среднее значение динамической грузоподъемности; - среднее значение динамической эквивалентной нагрузки; v_C и v_Q - коэффициенты вариации динамической грузоподъемности и динамической эквивалентной нагрузки.

Среднее значение динамической эквивалентной нагрузки вычисляют при расчете валов по обычным зависимостям, в которые подставляют средние значения радиальной и осевой нагрузки, действующих на подшипник.

Коэффициент вариации динамической эквивалентной нагрузки v_Q принимаем равным коэффициенту вариации внешней нагрузки, действующей на подшипник. Рекомендация основана на равенстве коэффициента вариации случайных величин, связанных между собой линейной зависимостью.

Коэффициент вариации динамической грузоподъемности принимают v _с = 0,25 для роликоподшипников и v _с = 0,27 для шарикоподшипников.

В табл. 3 приведены непосредственно значения P(t) в зависимости от квантили нормированного нормального распределения u_р в употребительном диапазоне [8, с. 23].

Таблица 3

ПРИМЕЧАНИЕ. Под t понимается время или другие случайные величины.

Исходя из изложенного в ходе решения задачи вычисляют:

1) заданный ресурс L в миллионах оборотов;

2) среднее значение динамической грузоподъемности ;

3) коэффициент запаса по средним нагрузкам ;

4) Квантиль нормированного нормального распределения u_р;

5) по таблице нормального распределения в зависимости от полученного значения квантили u_р находят вероятность безотказной работы рассчитываемого подшипника P_L.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: