ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»
«Согласовано» | «Утверждаю» |
___________________ Руководитель ООП по направлению 151000 профессор | _______________________ Заведующий кафедрой ГТМ профессор |
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА
УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ
«ПОДЪЕМНЫЕ И ТРАНСПОРТНЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МАШИНЫ И УСТАНОВКИ»
Направление подготовки:151000 Технологические машины и оборудование
Профиль подготовки: «Металлургические машины и оборудование»;
«Оборудование нефтегазопереработки»;
«Технологические машины и оборудование для
разработки торфяных месторождений»
«Технологические процессы в машиностроении»
Квалификация (степень) выпускника: бакалавр
Составители: проф. , проф.
САНКТ-ПЕТЕРБУРГ
2012
1 Цели и задачи дисциплины:
В технологических процессах горного производства используются различные виды подъемно-транспортных машин, для правильной эксплуатации и дальнейшего совершенствования которых необходимы обширные и систематические знания о конструктивных особенностях машин различного типа, методах расчета, тенденциях и направлений развития современных подъемно-транспортных технологических машин и установок. Цель преподавания дисциплины:
- освоение методик эксплуатационных, проектных и проверочных расчетов основных элементов и механизмов подъемно-транспортных машин и установок с учетом требований эксплуатации и особенностей нагрузочных режимов на основе выбора рациональных технико-экономических показателей с использованием современной вычислительной техники и программного обеспечения;
- приобретение практических навыков самостоятельного проектирования составных частей подъемно-транспортных машин и установок, их сборочных единиц и отдельных элементов, сравнительного анализа и оценки принятых конструктивных решений;
- осуществление поиска оптимальных решений поставленной задачи с учетом требований к уровню качества, надежности и стоимости, безопасности жизнедеятельности и экологичности.
Задачами изучения дисциплины является формирование у студентов:
- методологического подхода к оценке технологических и эксплуатационных характеристик подъемно-транспортных машин;
- формирование навыков по выбору методик и средств решения конкретной транспортной задачи, организации проведения и выполнения экспериментов, испытаний, обработки и анализа опытных результатов;
- выработка методики решения инженерных задач, в том числе самостоятельной работы.
Программа изучения дисциплины должна обеспечить приобретение знаний, умений и навыков в соответствии с государственным образовательным стандартом.
2 Место дисциплины в структуре ООП:
Учебная дисциплина «Подъемные и транспортны машины и установки» относится к профессиональному циклу вариативной его части для подготовки по профилю «Металлургические машины и оборудование».
Для успешного освоения дисциплины, приобретения необходимых знаний, умений и компетенций к началу изучения дисциплины «Подъемные и транспортны машины и установки» студент должен обладать соответствующими знаниями, умениями и компетенциями, полученными при изучении Учебных дисциплин: Иностранного языка, Математики, Физики, Химии, Информационных технологий, Экологии, Теоретической механики, Компьютерной графики, Гидравлики, Основ научных исследований, Инженерной графики, Технической механики, Технологии конструкционных материалов, Материаловедения, Метрологии, стандартизации и сертификации, Электротехники и электроники, Основ проектирования.
Учебная дисциплина «Подъемные и транспортны машины и установки» является предшествующей для ряда учебных дисциплин по направлению подготовки 151000 «Технологические машины и оборудование», профилю подготовки «Металлургические машины и оборудование» и на основе знаний, умений и компетенций, приобретенных студентом в процессе ее освоения формируются соответствующие знания, умения и компетенции для последующих учебных дисциплин, для которых учебная дисциплина «Подъемные и транспортны машины и установки» является предшествующей. К таким дисциплинам относятся: Надежность технологических машин и оборудования, Технология ремонта металлургических машин и оборудования, Исследование машин и оборудования металлургического производства, Моделирование металлургических машин и оборудования, Основы научных исследований и др.
3 Требования к результатам освоения дисциплины:
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
- способность на научной основе организовывать свой труд, оценивать с большой степенью самостоятельности результаты своей деятельности, владеть навыками самостоятельной работы (ОК-6);
- способность самостоятельно применять методы и средства познания, обучения и самоконтроля, выстраивание и реализация перспективных линий интеллектуального, нравственного, физического и профессионального саморазвития, самосовершенствования, способность с помощью коллег критически оценить свои достоинства и недостатки с необходимыми выводами (ОК-8);
- целенаправленное применение базовых знаний в области математических, естественных, гуманитарных и экономических наук в профессиональной деятельности (ОК-9);
- умение использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ОК-10);
- свободное владение литературной и деловой письменной и устной речью на русском языке, навыками публичной и научной речи; умение создавать и редактировать тексты профессионального назначения, анализировать логику рассуждений и высказываний (ОК-14);
- умение использовать нормативные правовые документы в своей деятельности (ОК-16);
- способность обеспечивать технологичность изделий и процессов их изготовления, умение контролировать соблюдения технологической дисциплины при изготовлении изделий (ПК-1)
- умение применять современные методы для разработки малоотходных, энергосберегающих и экологически чистых машиностроительных технологий, обеспечивающих безопасность жизнедеятельности людей и их защиту от возможных последствий аварий, катастроф и стихийных бедствий, умение применять способы рационального использования сырьевых, энергетических и других видов ресурсов в машиностроении (ПК-8);
- умение применять стандартные методы расчета при проектировании деталей и узлов изделий машиностроения (ПК-21);
- способность принимать участие в работах по расчету и проектированию деталей и узлов машиностроительных конструкций в соответствии с техническими заданиями и использованием стандартных средств автоматизации проектирования (ПК-22);
- способность разрабатывать рабочую проектную и техническую документацию, оформлять законченные проектно-конструкторские работы с проверкой соответствия разрабатываемых проектов и технической документации стандартам, техническим условиям и другим нормативным документам (ПК-23);
- понимание основных тенденций развития оборудования и маши металлургического производства; (ПДК-1);
- владение методами конструктивных решений при проектировании соответственно – металлургических машин и оборудования (ПДК-2).
В результате изучения дисциплины студент должен:
- знать конструкции и схемы подъемно-транспортных машин, применяемых в горном производстве;
- уметь выполнять необходимые инженерные расчеты по конструкции подъемно-транспортной машины, ее узлам и отдельным элементам; функционированию машины в технологическом процессе;
- владеть методами расчета, выбора основных параметров подъемно-транспортных машин, проведения эксперимента и анализа опытных данных.
4 Объем дисциплины и виды учебной нагрузки
Общая трудоемкость дисциплины составляет 186 часов, 5,2 зачетных единицы
Вид учебной работы | Всего часов | Семестры | |
7 | 8 | ||
Аудиторные занятия (всего) | 102 | 68 | 34 |
В том числе: | - | - | - |
Лекции | 40 | 34 | 6 |
Лабораторные работы | 62 | 34 | 28 |
Вид учебной работы | Всего часов | Семестры | |
Практические занятия | - | - | - |
Самостоятельная работа (всего) | 84 | 51 | 33 |
В том числе: | - | - | - |
Подготовка к лабораторным работам | 34 | 31 | 3 |
Курсовой проект (работа) | 34 | 4 | 30 |
Расчетно-графические работы | 16 | 16 | - |
экзамен, зачет | экзамен | зачет | |
Общая трудоемкость, час зач. ед. | 186 | 119 | 67 |
5,2 | 3,3 | 1,9 |
5 Содержание дисциплины
5.1 Содержание разделов дисциплины
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Содержание раздела дисциплины |
1 | Общие сведения о подъемно-транспортных машинах (ПТМ). | Введение в дисциплину. Классификация средств промышленного транспорта и грузоподъемных устройств. Показатели, характеризующие режим работы ПТМ. Конструктивные схемы кранов мостового и стрелового типа. |
2 | Гибкие элементы грузоподъемных машин, блоки и барабаны. | Назначение и классификация гибких элементов, блоков и барабанов. Канаты и цепи, их классификация, конструкция и расчет. Неподвижные и подвижные блоки их характеристики и КПД. Коэффициент суммарного сопротивления блока повороту. Конструкция и расчет канатных и цепных блоков и барабанов, выбор основных конструктивных параметров. |
2 | Гибкие элементы грузоподъемных машин, блоки и барабаны. | Поверочный расчет барабана на прочность. Сопротивления вращению и КПД барабана, сравнение с КПД блоков. Фрикционные барабаны, кинематические схемы приводов и основы расчета. Шпили и подъемники. |
3 | Полиспасты. | Определение полиспастов, назначение и классификация. Кратные полиспасты, их схемы и основные свойства. Применение полиспастов – выигрыш в силе и скорости. Одинарные и сдвоенные полиспасты. Уравнительные механизмы. Определение натяжений в ветвях кратных полиспастов. КПД кратных полиспастов. Степенные полиспасты, определение и область применения, свойства и КПД. |
4 | Грузозахватные устройства. | Назначение грузозахватных устройств. Крюки однорогие и двурогие. Грузовые скобы. Расчет крюков и скоб. Грузозахватные устройства для штучных грузов и насыпных грузов. Специальные грузозахватные устройства. Стропы. Правила безопасности при проектировании и эксплуатации грузозахватных устройств. |
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Содержание раздела дисциплины |
5 | Тормоза и остановы. | Назначение и классификация тормозов и остановов, свойства и область применения. Конструктивные схемы. Нормально замкнутые и нормально разомкнутые тормоза. Определение расчетного момента тормозов. Статическая и динамическая составляющие тормозного момента. Конструкция и расчет колодочных тормозов, определение рабочего усилия, реакции шарниров, рабочего хода, параметров привода и замыкающей пружины. Тепловой расчет тормоза. |
6 | Привод грузоподъемных устройств. | Виды привода грузоподъемных машин. Ручной, паровой, пневматический, гидравлический, электрический приводы. Привод от ДВС. Требования к электрическому приводу грузоподъемных машин. Механические, естественные и искусственные характеристики привода. Характеристики двигателя постоянного тока (шунтовых и компаудных) и переменного тока (асинхронных с фазовым и короткозамкнутым роторами). Режим запуска и перегрузочная способность электроприводов. |
7 | Механизмы подъема груза. | Схемы механизмов подъема груза, основные элементы и их взаимосвязь. Определение мощности механизма подъема. Уточнение мощности по фактической величине относительной продолжительности включения (ПВ%). Проверка по пусковому моменту. Определение статической и динамической составляющих пускового момента. Определение среднего пускового момента, времени пуска и ускорения при пуске. Приближенные формулы для расчета моментов инерции основных деталей и элементов грузоподъемных машин. |
8 | Механизмы передвижения | Назначение и основные типы механизмов передвижения. Механизмы передвижения, расположенные на перемещаемом объекте (на примере мостового крана). Механизм передвижения крановых тележек. Требования к механизмам передвижения. Расчет механизмов передвижения. Мощность привода механизма передвижения, выбор и проверка. Проверка на буксование ведущих колес.. Расчет тормозов механизмов передвижения. Путь и время торможения. Механизмы передвижения, расположенные вне перемещаемого объекта (на примере кабельного крана). Сопротивления движению от трения, натяжения нерабочей ветви тягового органа, сопротивления блоков полиспастной подвески и ветровой нагрузки. |
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Содержание раздела дисциплины |
9 | Механизмы поворота | Основные типы механизмов поворота. Моменты сопротивления в опорах, от ветровой нагрузки, составляющей веса крана и груза при расположении крана на уклоне, сопротивления на уклоне, от сил инерции поворотной части крана и элементов привода механизма поворота. Пусковой момент, мощность приводного двигателя. Мощность и период установившегося движения. Время пуска. Тормозной момент. |
10 | Фундаменты поворотных кранов | Фундаментные плиты и их расчет на прочность. Определение опрокидывающего момента и нагрузок на фундаментные болты, лапы, давление между лапой и плитой. Схема и расчет фундамента поворотного крана с выбором размеров и массы фундамента в зависимости от опрокидывающего момента и характеристик грунта. |
11 | Уравновешивание и устойчивость кранов | Метод уравновешивания стрелового крана по величине грузового и порожнего опрокидывающего момента. Устойчивость мостовых кранов: грузовая и собственная. Коэффициенты грузовой и собственной устойчивости. Методы расчета опрокидывающих и восстанавливающих моментов. Устойчивость козловых кранов и мостовых перегружателей. |
12 | Металлоконструкция грузоподъемных машин | Требования к металлоконструкциям грузоподъемных машин., используемые материалы. Пути снижения массы. Методы расчета металлоконструкций по предельному состоянию и допускаемым напряжениям. Определение нагрузок постоянных весовых, подвижных весовых, вертикальных и горизонтальных динамических, ветровых, от перекоса, от натяжения канатов, температурных, монтажных, транспортных. Принципы расчета и конструирования крановых металлоконструкций с использованием графо-аналитических методов. |
13 | Производительность кранов и их эксплуатация | Производительность кранов мостового типа и стреловых кранов как транспортных средств периодического действия. Зависимость производительности крана от способа организации технологического процесса и труда на предприятии. Эксплуатация кранов. Способы подъема грузов, масса которых превышает грузоподъемность кранов. Способы вывода и ремонта кранов. Резервирование крановых механизмов, правила технической эксплуатации (ПТЭ) кранов. Пути совершенствования кранов и крановых механизмов. Их использование в других системах промышленного транспорта. |
5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми
(последующими) дисциплинами
№ п/п | Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин | №№ разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин | ||||||||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | ||
1 | Надежность технологических машин и оборудования | х | х | х | х | х | х | х | х | х | х | х | х | х |
2 | Технология ремонта металлургических машин и оборудования | х | х | х | х | х | х | х | х | х | х | х | х | х |
3 | Исследование машин и оборудования металлургического производства | х | х | х | х | х | х | х | х | х | х | х | х | х |
4 | Стационарные машины | х | х | х | х | х | х | х | х | х | х | х | х | х |
5 | Основы научных исследований | х | х | х | х | х | х | х | х | х | х | х | х | х |
5.3 Разделы дисциплины и виды занятий
№ п/п | Наименование раздела дисциплины | Лекции | Лабораторные занятия | Самостоятельная работа | Всего часов |
1 | Общие сведения о подъемно-транспортных машинах (ПТМ). | 2 | 4 | 5 | 11 |
2 | Гибкие элементы грузоподъемных машин, блоки и барабаны. | 2 | 6 | 6 | 14 |
3 | Полиспасты. | 2 | 6 | 6 | 14 |
4 | Грузозахватные устройства. | 3 | 5 | 7 | 15 |
5 | Тормоза и остановы. | 2 | 5 | 5 | 12 |
6 | Привод грузоподъемных устройств. | 4 | 6 | 8 | 18 |
7 | Механизмы подъема груза. | 4 | 4 | 6 | 14 |
8 | Механизм передвижения крановых тележек | 3 | 4 | 7 | 14 |
9 | Механизмы поворота | 3 | 4 | 7 | 14 |
10 | Фундаменты поворотных кранов | 3 | 6 | 7 | 16 |
11 | Уравновешивание и устойчивость кранов | 4 | 4 | 6 | 14 |
12 | Металлоконструкция грузоподъемных машин | 4 | 4 | 6 | 14 |
13 | Производительность кранов и их эксплуатация | 4 | 4 | 8 | 16 |
14 | Итого | 40 | 62 | 84 | 186 |
6 Лабораторный практикум
№ п/п | № раздела дисциплины | Темы практических занятий | Трудоемкость, час. |
1 | 1 - 13 | Правила безопасной эксплуатации грузоподъемных машин | 4 |
2 | 2 - 13 | Техническое освидетельствование мостового однобалочного крана | 6 |
3 | 2 – 13 | Определение режимов работы кранов | 6 |
4 | 3 - 13 | Гибкие элементы грузоподъемных машин, блоки и барабаны. | 5 |
5 | 4 - 5 | Тормоза и остановы | 5 |
6 | 6 | Привод грузоподъемных устройств | 6 |
7 | 7 | Механизмы подъема груза | 4 |
8 | 8 | Механизмы поворота | 4 |
9 | 9 | Пусковой момент, мощность приводного двигателя механизма поворота | 4 |
10 | 10 | Исследование конструкций и параметров крановых лебедок | 6 |
11 | 11 | Конструкция и система управления башенного крана | 4 |
12 | 12 | Уравновешивание и устойчивость кранов | 4 |
13 | 13 | Металлоконструкция грузоподъемных машин | 4 |
7 Самостоятельная работа студента – 84 часа
Подготовка к лабораторным работам, оформление отчетов и защита лабораторных работ. Выполнение, оформление и защита расчетно-графических работ. Выполнение и оформление индивидуальных расчетных заданий. Выполнение, оформление и защита курсовой работы. Подготовка к промежуточным контрольным работам и итоговому экзамену и зачету. Работа с учебно-методической и справочной литературой. Углубленное изучение разделов курса.
8 Примерная тематика курсовых работ
В ходе изучения дисциплины предусматривается выполнение курсовой работы, имеющей целью закрепление знаний по расчету и конструированию основных узлов подъемных и транспортных технологических машин циклического действия.
Рассчитываемые грузоподъемные машины: стреловые краны, мостовые краны, самоходные краны, козловые и полукозловые краны.
Состав графической части курсовой работы:
- Чертеж общего вида проектируемой машины - 1 лист формата А1.
- Сборочный чертеж одного из механизмов с необходимыми разрезами, видами и сечениями - 1 лист формата А1.
- Схемы механизмов кинематические принципиальные и схемы запасовки канатов - 1 лист формата А1.
Состав пояснительной записки:
- Введение.
- Общие расчеты проектируемой машины (выбор геометрических и весовых параметров и т. д.)
- Расчет механизмов, включая прочностные расчеты элементов и проверочные расчеты.
- Заключение.
- Список использованных источников.
- Объем расчетно-пояснительной записки 20...25 страниц текста, набранного на компьютере.
9 Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
а) литература основная:
1. Александров машины. – М.: Изд. МГТУ им. - Высшая школа, 20с.
2. Тарасов подъемно-транспортные машины. СПб, СПГГИ(ТУ), 2000. – 259 с.
б) литература дополнительная:
1. , Голутвин проектирования грузоподъемных машин: Учебное пособие. - Тула: Изд. ТулГУ, 1999. – 68 с.
3. Справочник по кранам. В 2-х тт. Под ред. - Л.: Машиностроение, 1988, Т. 1. – 536 с., Т. 2. – 569 с.
4. Расчеты крановых механизмов и их деталей. ВНИИПТМАШ. – М.: 1993, Тс., Т 2 – 163 с.
5. Тормозные устройства: Справочник. Под ред. . - М.: Машиностроение, 1986. – 312 с.
6. Правила устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов. Гостехнадзор России. – М.: НПО ОБТ, 1992, - 183 с.; - М.: Металлургия, 1993.
в) программное обеспечение:
Microsoft Windows XP, Microsoft Office, MathCad 8. Универпсальная система автоматизированного проектирования КОМПАС-График.
10 Материально-техническое обеспечение дисциплины
Занятия по дисциплине проводятся в специально оборудованных аудиториях и с применением персональных компьютеров.
Компьютерный класс – ауд. 7309, общая площадь 57 м2. В компьютерном классе установлены 11 компьютеров Pentium, лазерный принтер и сканер. В классе проводятся занятия в соответствии с расписанием. В классе одновременно могут находиться 20 человек, из них 11 человек непосредственно за компьютерным рабочим местом.
11 Методические рекомендации по организации изучения дисциплины
На лекциях при изложении материала следует пользоваться иллюстративным материалом, ориентированным на использование мультимедийного презентационного оборудования, содержащим запись основных математических формулировок, методов и алгоритмов, а также отображающим характерные приемы вывода на экран компьютера текстовой, графической и цифровой информации. Посредством разборов примеров решения задач следует добиваться понимания обучающимися сути и прикладной значимости решаемых задач, методов выбора и расчета конкретных видов подъемно-транспортных машин и их механизмов.
В процессе преподавания дисциплины «Подъемные и транспортные технологические машины» в качестве форм текущей аттестации студентов используются такие формы как, защиты лабораторных и расчетно-графических работ. Защита курсовой работы. По итогам защиты лабораторных работ, выполненных РГР и контрольных работ проводится зачет, а теоретические вопросы по дисциплине выносятся на экзамен.
Разработчики:
Кафедра ГТМ профессор
Кафедра ГТМ профессор
