І експериментальні дослідження машин і обладнання»

 

1.1 Тематичний план та розподіл навчального часу.

Відповідно до «Освітньо-професійної програми вищої освіти» підготовки бакалавра за напрямом 050503 “Машинобудування“ за професійним спрямуванням: 6.050503 “Підйомно-транспортні, будівельні, меліоративні машини і обладнання”, 6.050503 “Обладнання хімічних виробництв і підприємств будівельних матеріалів”, 6.050503 “Обладнання лісового комплексу” передбачено 81 годину (2,25 кредити, 2 змістових модулі) табл. 1.1

Таблиця 1.1

Тематичний план та структура навчальної дисципліни

 

Назва змістових модулів і тем

Кількість годин

денна форма

заочна форма

Усьо-го

у тому числі

Усьо-го

у тому числі

л

лаб

пр

інд

с.р

л

лаб

пр

інд

с.р

Модуль 1

Змістовий модуль 1. Випробування машин

Тема 1. Загальні відомості і класифікація випробувань.

Тема 2. Методи вимірювань при випробуваннях машин і обладнання.

Тема 3. Експлуатаційні і лабораторні випробування.

Тема 4. Польові і пересувні вимірювальні лабораторії. Сертифікація машин.

Разом – зм. модуль 1

продовження табл. 1.1

Змістовий модуль 2. Експерементальне дослідження машин і обладнання

Тема 1. Планування експеременту.

Тема 2. Вимірювання деформацій і напружень при дослідженнях

Тема 3. Апаратно-програмні тензометричні станції.

Розрахунково-графічна робота.

Разом – зм. модуль 2

Усього годин

Програмний матеріал змістових модулів

Змістовий модуль 1. Випробування машин

Тема 1. Загальні відомості і класифікація випробувань.

Вступ. Класифікація і основні види випробувань. Особливості випробувань машин на надійність.

Тема 2. Методи вимірювань при випробуваннях машин і обладнання.

Класифікація методів вимірювання, приладів і устаткування. Вимірювання переміщень і швидкостей. Вимірювання тиску і розрідження, сили і ваги. Методи вимірювання деформацій і напружень. Обробка результатів вимірювань.

Тема 3. Експлуатаційні і лабораторні випробування.

Загальні технічні умови випробувань. Методи проведення випробувань. Технічна експертиза. Системний аналіз випробувань. Характеристика зовнішніх дій та умов при випробуваннях.

Тема 4. Польові і пересувні вимірювальні лабораторії.

Класифікація польового вимірювального устаткування. Динамометричні польові лабораторії. Пересувні тензометричні лабораторії, їх вимірювальне обладнання. Сертифікація машин.

Змістовий модуль 2. Експериментальні дослідження

Машин і обладнання

Тема 1. Планування експериментів.

Основи методики експериментального дослідження. Планування експериментів. Інформаційно-вимірювальна техніка.

Тема 2. Вимірювання деформацій і напружень при дослідженнях.

Класифікація вимірювальних перетворювачів. Види тензорезисторів. Схеми з’єднання тензорезисторів при вимірюванні деформацій і напружень.

Тема 3. Апаратно-програмні тензометричні станції.

Призначення і характеристика апаратно-програмної тензометричної станції ТС-8 конструкції НУВГП. Будова тензостанції ТС-8. Підготовка до роботи і робота на тензостанції ТС-8.

Методичні матеріали до вивчення окремих модулів і тем

 

Тема 1. Загальні відомості про випробування машин

Вступ

 

Головною метою випробувань є покращення конструктивних, технологічних і техніко-економічних показників машин і обладнання.

При створенні нових і вдосконаленні старих конструкцій будівельно-дорожньої техніки і базових машин велике значення мають випробування машин, за результатами яких визначають техніко-економічні показники роботи, відповідність вимогам стандартів, технічним вимогам і нормам. При випробуваннях визначають тягово-швидкісні властивості, паливну економічність, керованість і стійкість, показники коливань, вібрацій і шумності, гальмівні характеристики, параметри прохідності довготривалості, надійності машин і їх вузлів.

Випробування машин розрізняють по призначенню, об'єктах, що випробовуються, способах проведення тощо.

Виконують випробування дослідних і макетних зразків нових або модернізованих машин і їх модифікацій, зразків установчої серії нових машин, базових моделей або їх модифікацій, машин поточного виробництва і тих, що пройшли ремонт.

Досліди і макетні зразки машин і їх модифікацій піддають доводочним, попереднім і приймальним випробуванням. Машини поточного виробництва проходять контрольні, ресурсні, приймально-здавальні і атестаційні випробування також випробування на надійність. Зразки всіх машин на будь-якому етапі їх розроблення і виробництва можуть проходити визначальні, експлуатаційні, дослідні спеціальні, а також періодичні (контрольні) випробування.

Розвиток методів випробувань пов’язаний з вдосконаленням вимірювальної і реєструючої апаратури, пристосувань, призначених для обробки дослідних даних і створенням необхідних режимів досліджень.

Сучасні магнітографи, осцилографи, телеметричні і комп'ютерні системи (IT) дозволяють ефективно проводити дослідження робочих процесів машин в польових і лабораторних умовах.

Електронні автоматичні пристосування застосовують для реалізації програм навантажувальних режимів на стендах, а за допомогою частотних аналізаторів, кореляторів, комп'ютерів і ІТ-технологій можна значно прискорити обробку результатів випробувань, отримати кореляційні функції і наглядні графіки залежностей тих чи інших параметрів.

Експериментальні дослідження є складовою частиною випробувань машин. Метою експериментальних досліджень є отримання фактичної і достовірної інформації про фізичну суть, якісні і кількісні показники досліджуваних процесів. Існує така послідовність експериментальних досліджень: визначення мети та завдання експерименту, вибір об'єкту дослідження; визначення предмету дослідження; визначення обладнання і вимірювальних приладів для проведення експериментальних досліджень; визначення критерію оцінки процесу; вибір факторів, що змінюються; обґрунтування потрібної кількості вимірювань; порядок проведення експериментальних досліджень; обґрунтування способів обробки і аналізу результатів експерименту.

 

1.1Класифікація і основні види випробувань машин

Випробування машин можна класифікувати по наступних ознаках:

- по місцю випробовуваного об'єкта в загальному циклі створення нового зразка чи моделі або модернізації старої;

- по цільовому призначенню;

- по місцю й умовах проведення;

- по тому, яка організація проводить випробування;

-по видах і конструктивних особливостях об'єкта випробувань.

У процесі освоєння виробництва нових і модернізованих моделей послідовно виготовляють і піддають випробуванням дослідні зразки, зразки установочної чи головної партії і машини поточного виробництва.

Випробування дослідних зразків проводяться з метою визначення конструктивних параметрів і експлуатаційних якостей, перевірки їхньої відповідності проектному завданню чи технічним умовам.

При проведенні випробування дослідних зразків виявляють недоліки конструкції, уживають заходів для їхнього усунення, встановлюють правильність обраних конструктивних і експлуатаційних матеріалів, визначають оптимальні регулювання механізмів, розміри зазорів і доводять експлуатаційні показники до проектних значень.

Основним випробуванням дослідних зразків машини можуть передувати випробування їх агрегатів і вузлів.

Установка попередньо випробуваних агрегатів на дослідні зразки машини істотно скорочують обсяг доводочних робіт у процесі випробовувань і визначення експлуатаційних якостей машини в цілому.

Зразки головної чи установчої партії піддають випробуванням з метою перевірки результатів робіт по доведенню експлуатаційних показників до проектних значень і попередньої перевірки якості виробничого виконання машини на міцність, надійність, зносостійкість т.д.

При одержанні позитивних результатів випробування завод-виготовлювач представляє головну партію машин для проведення приймальних випробувань спеціальній комісії.

На підставі загальної, всебічної оцінки машини в період приймальних випробувань комісія дає рекомендації про прийняття нової чи модернізованої моделі машини до виробництва з внесенням необхідних змін у технічну характеристику, конструкцію і технологію виготовлення даної моделі.

Машини поточного виробництва звичайно піддають одиночним контрольним випробуванням на довговічність, надійність і експлуатаційні якості при їх використанні.

Прийомно-здавальні випробування проводять для забезпечення висококваліфікованого приймання машин при введенні їх в експлуатацію.

Ці випробування проводять у відповідності з затвердженими інструкціями.

Випробування машин на заводі-виготовлювачі звичайно не проводяться, так як машина надходить до замовника із наступними документами заводу: паспорт, інструкція по експлуатації, комплектувальна відомість, комплект інструментів. Якщо машина некомплектна, складається відповідний акт з участю представника від залізниці чи іншої транспортної організації.

Роботоздатність машини перевіряють перед введенням її в експлуатацію, несправності фіксуються актом. Завод при пред’явленні акта рекламації усуває зафіксовані в акті несправності і дефекти за свій рахунок.

При прийомі машини від ремонтних заводів і майстерень перевіряється відповідність виконаних робіт з дефектною відомістю, якість ремонтних робіт, правильність зборки відремонтованої машини.

При прийомі машини від інших підрозділів будівництва перевіряється комплектність машини й інструментів. Наявність поломок, стан і регулювання основних вузлів машини, потім проводятьвипробування машини на холостому ході. Одночасно з передачею машини здійснюється передача і всієї технічної документації. Результати огляду заносять у відповідний акт приймання. Результати огляду при зміні бригад заносять у змінний журнал.

При передачі машин несправності, виявлені при випробуванні, повинні бути негайно усунені, тому що в експлуатацію може бути введена тільки справна машина.

Випробування експериментальних машин чи експериментальних вузлів вирішує питання про доцільність постановки їх на серійне виробництво. Сюди ж варто віднести порівняльні випробування декількох машин. Ці випробування проводяться офіційними комісіями для машин, що знаходяться в експлуатації.

Періодичні (контрольні) випробування проводяться для машин, що знаходяться в експлуатації періодично через 1...3 роки органами Держнаглядохоронпраці і екологічної інспекцій.

Періодичні технічні випробуваннямашин роблять з метою забезпечення безпеки їхньої роботи.

Періодичному технічному випробуванню підлягають:

- вантажопідйомні машини (мостові, портальні, баштові, гусеничні й автомобільні крани, крани-екскаватори);

- парові котли і компресори;

- резервуари, що працюють під тиском (балони для стиснутих і зріджених газів, повітрязбірники);

- арматура парових котлів і резервуари, що працюють під тиском (манометри, контрольні клапани і т.д.);

Результати оглядів оформляють відповідною документацією: у вигляді актів з реєстрацією результатів випробувань чи у спеціальних журналах з оцінкою в технічному паспорті або талоні машини.

Випробування на знос проводяться тривалий час на машинах серійного чи масового виробництва для оцінки застосовуваних технологічних процесів, матеріалів, величин регулювань і інших факторів, що характеризують виробництво і технічну експлуатацію цих машин.

Експлуатаційні випробування призначені для визначення оцінки дійсних експлуатаційних якостей машини при роботі в експлуатаційних господарствах, на будівельних об'єктах, кар'єрах, заводах будівельної індустрії і т.д., для одержання матеріалів про техніко-економічну доцільність застосування нової чи модернізованої моделі машини.

Дані експлуатаційних випробувань застосовуються для визначення нормативів використання палива, запасних частин, термінів служби агрегатів і деталей машин, для встановлення термінів і обсягів заходів щодо технічного обслуговування і ремонту машин.

Експлуатаційні випробування проводять для різних районів, стосовно кліматичних і економічних умов, з роботою машин у типових ґрунтових та інших умовах.

Експлуатаційним випробуванням піддають як поточну продукцію заводів, так і машини установчих партій.

Різним видам випробувань підлягають не тільки вітчизняні машини, але і закордонні зразки для вивчення закордонного досвіду, одержання порівняльних даних для зіставлення, а також для визначення типу і призначення машини, намічуваної до постановки на виробництво.

Експлуатаційні випробування проводиться в промисловій обстановці, коли машина приймає участь в виконанні одного технологічного процесу і режим її роботи підкорюється вимогам цього процесу. Умови експлуатаційних випробувань можуть бути попередньо задані лише в загальних рисах (кліматична зона, характер виконання робіт і т.д.). Наступне уточнення умов випробування потребує постійного нагляду за роботою машини, а використання складної і точної апаратури для виміру зв'язано з значними організаційними і технічними труднощами.

У зв’язку з цим загальні вимоги до експлуатаційних випробувань можна сформулювати в такий спосіб:

-випробування повинні проводитися в тих же технологічних і організаційних умовах, які існують на будівельних майданчиках.

-за період випробування машина повинна працювати без серйозних аварій.

Для визначення повної надійності і довговічності роботи машини в цілому і її агрегатів, випробування доцільно було б проводити протягом періоду, рівного заводському гарантійному терміну чи, ще краще, одному циклу роботи машини до капітального ремонту. Але міжремонтний цикл більшості важких машин, відповідно до інструкції по проведенню планово-попереджувального ремонту будівельних машин, дорівнює від 6 до 12 тис. годин, що відповідає 2...3 рокам роботи машини.

Якби випробування машин проводилися б так довго, то це негативно позначилося б на термінах оцінки якості машини, були б затримані технічний прогрес і темпи удосконалення будівельних машин.

Тому випробування проводяться в більш короткий термін, але достатній для виявлення основних експлуатаційних якостей машин.

Терміни проведення експлуатаційних випробувань прийнято призначати виходячи з потужності привода машини.

Трудомісткість ремонтів, що допускається, і заходів щодо технічного обслуговування машин не повинна перевищувати величин, встановлених інструкцією. Перевищення трудомісткості до 50% допускається лише в крайньому випадку.

Випробування не повинні обмежуватися тільки експлуатаційними спостереженнями за роботою машини, але повинні передбачати випробування на міцність і на дію динамічних і перемінних навантажень, що можуть відтворюватися для прискорення процесу випробування на випробувувальних стендах у лабораторних і полігонних умовах.

Експлуатаційні випробування можуть проводитися і з науково-дослідною метою, для експериментальної перевірки теоретичних припущень при створенні нової чи модернізації старої машини. На будь-якій стадії розробки нової моделі і на машинах поточного виробництва можуть проводитися спеціальні і наукові випробування.

Спеціальні випробування проводять в особливих умовах, що істотно відрізняються від звичайних умов експлуатації, з метою визначення впливів цих умов на роботу машини і на її експлуатаційні якості.

Такі випробування проводяться в арктичних, тропічних, високогірних умовах, пустелях при наявності великої запиленості в повітрі і т.д.

До спеціальних випробувань можна віднести випробування вузькоцільового призначення з метою встановлення впливу різних зовнішніх факторів і умов на показники експлуатаційних якостей, а також додаткового устаткування, що встановлюється на машину.

У процесі експлуатації машин мають місце приймально-здавальні періодичні (контрольні) і експлуатаційні випробування.

До наукових звичайно відносять випробування, зв'язані з розробкою нових методів випробування і нової апаратури, випробування робочих процесів машини і параметрів, що характеризують взаємодію машини з зовнішнім середовищем, випробування динамічних впливів робочого середовища на машину, навантажувальних і теплових режимів роботи агрегатів, вплив режиму змащення на знос деталі, дослідження вібраційних впливів і шумових явищ, а також дослідження з метою встановлення раціональних режимів роботи машини, виявлення ефективності роботи нових типів робочих органів і розробки теорії роботи робочих органів чи двигунів і т.д.

Лабораторні випробування, проводяться в умовах спеціально обладнаних лабораторій. Лабораторним випробуванням можуть підлягати окремі деталі, вузли машин і їх моделі, а також машини в цілому.

При лабораторних випробуваннях робочих органів машин для земляних робіт з'являються труднощі у виборі масштабів моделі в зв'язку з тим, що властивості штучно приготовлених ґрунтів можуть в значній мірі відрізнятися від властивостей реальних ґрунтів.

Польові випробування, виконуються під відкритим небом в напіввиробничих умовах. Польові випробування дають змогу проводити інструментальні виміри різних величин по широкій програмі в умовах, достатньо близьких до реальних умов використання машин.

Заводські чи відомчі випробовування вирішують питання відповідності експериментального зразка машини проекту і можливості здати його на державні випробування.

Міжвідомчі випробовування проводять разом з представниками відомства (заводу) постачальника і відомчої організації, в якій буде використовуватись машина даного типу. Ці випробування проводяться для отримання попереднього обговорення і об'єктивної оцінки технічних якостей машини.

Державні випробування, які проводяться спеціальними державними комісіями в складі представників відомчих постачальників і споживачів із участю ведучих науково-дослідницьких організацій, які уповноважені зробити кінцеве заключення про доцільність постановки машини на серійне виробництво, а також дати рекомендації про кількість випуску машин даного типу.