Программа курса (syllabus) по дисциплине «Конструирование горных машин и стационарных установок»

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Казахский национальный технический университет имени

Институт Горный имени

Кафедра Транспортных и горных машин

Утверждаю

Директор института

_______________

"______"______________2007 г

программа курса (syllabus)

по дисциплине «Конструирование горных машин и стационарных установок»

для специальности 050724 – Технологические машины

и оборудование (по отраслям)

Форма обучения очная

Всего 3 кредита

Курс 2

Семестр 4

Лекции - 30 часов

Практические занятия 15 часов

Рубежный контроль 2

СРС -45

СРСП - 15 ауд, 30 офис

Всего аудиторных - 60часов

Всего внеаудиторных - 75 часов

Трудоемкость - 135 часов

Экзамен 4 семестр, тестовый

Алматы 2007

Программа курса составлена профессором, доктором технических наук, проф., кандидатом технических наук.

Основание: Стандарт специальности ГОСО РК 3.08. 099 – Специальность 050724– Технологические машины и оборудование (по отраслям).

KGM2216 Конструирование горных машин и стационарных установок.

Рассмотрен на заседании кафедры Транспортные и горные машины

«__8__»_июня_2007г. Протокол № 10

Зав. кафедрой

Одобрена методическим Советом института «_____»________2007г. Протокол №

Председатель_________________ Е. Мухамеджанов

Сведения о преподавателях:

, доктор технических наук, профессор, окончил КазПТИ имени в 1967 году, стаж работы в КазНТУ 33 года, методических указаний изданных по данной дисциплине – 1.

Искаков Болат Искакович, кандидат технических наук, профессор, окончил КазПТИ имени в 1976 году, стаж работы в КазНТУ 20 лет.

Офис: 213 ГМК КазНТУ

Кафедра Транспортные и горные машины

Адрес: 050013, Алматы, Сатпаева 22, КазНТУ, ком. 222.

Тел.: [phone]

Факс: [phone]

Е-mail: *****@***kz

1 Цели и задачи дисциплины

1.1 Цели дисциплины. Целью и задачей дисциплины является получение знаний по основным проблемам конструирования горных машин и стационарных установок(ГМ и СУ), с учетом последних достижений в машиностроении.

В результате изучения дисциплины, согласно квалификационным требованиям специальности студент должен знать:

- основные принципы и методики конструирования горных машин и стационарных установок;

- методы снижения массы и металлоемкости конструкции;

- принципы расчета конструктивных параметров;

- уметь конструировать сборочные единицы и детали машин;

- решать однотипные конструкторские задачи при проектировании горных машин и стационарных установок.

1.2 Пререквизиты: предшествующие дисциплины, необходимые для изучения данной дисциплины:

- математика 1, 2;

- информатика;

- физика 1,2;

- начертательная геометрия и инженерная графика;

- теоретическая механика;

- теория механизмов и машин;

-сопротивление материалов;

- стандартизация, сертификация и технические измерения;

- основы конструирования и детали машин;

- материаловедение и технология конструкционных материалов.

1.3 Постреквизиты: перечень дисциплин, в которых используются знания изучаемой дисциплины:

- машинная графика;

- электрические машины;

- электропривод и электрическое оборудование ГМ и СУ;

- гидравлические машины и передачи;

- горные машины;

- горно-технологические машины;

-транспортные машины;

- вертикальный транспорт на рудниках;

- САПР технологических машин;

- технологическое машиностроение.

2  Система оценки знаний

Контроль и оценка знаний, сроки сдачи результатов текущего контроля определяются графиком учебного процесса по дисциплине (таблицы 1,2,3).

Таблица 1

Распределение рейтинговых баллов по видам контроля

№ вариантов	Вид итогового контроля	Виды контроля	Проценты
1.	Экзамен	Итоговый контроль	100
Рубежный контроль	100
Текущий контроль	100

Таблица 2

Календарный график сдачи всех видов контроля

по дисциплине «Конструирование горных машин и стационарных установок»

Номер недели	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Недельное количество контролей			1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	1	2
Виды контроля			О1	П1	О2	П2	РК1	П3	О3	П4	О4	П5	О5	П6	П7 РК2

Виды контроля: РК – рубежный контроль, О - текущий тестовый опрос, П – практические работы.

Студент допускается к сдаче итогового контроля при наличии суммарного рейтингового балла 30. Итоговый контроль считается сданным в случае набора 20 баллов. Итоговая оценка по дисциплине определяется по шкале (таблица 3).

Таблица 3

Оценка знаний студентов

Оценка	Буквенный эквивалент	Рейтинговый балл (в процентах %)	В баллах
Отлично	А	95-100	4
А-	90-94	3,67
Хорошо	В+	85-89	3,33
В	80-84	3,0
В-	75-79	2,67
Удовлетворительно	С+	70-74	2,33
С	65-69	2,0
С-	60-64	1,67
D+	55-59	1,33
D	50-54	1,0
Неудовлетворительно	F	0-49	0

3. Содержание дисциплины

3.1 Распределение часов по видам учебных занятий

Распределение часов по видам учебных занятий приведено в таблице 4.

Таблица 4

Распределение часов по видам учебных занятий

Номер темы	Наименование темы	Количество академических часов
Лекция	Практические занятия	СРСП	СРС
1	Введение. Основы конструирования горных машин и стационарных установок	2		3	3
2	Понятия и методы конструирования ГМ и СУ	2	2	3	3
3	Задачи и правила конструирования ГМ и СУ	2		3	3
4	Общие принципы выбора материалов при конструировании ГМ и СУ	2	2	3	3
5	Экономическое обоснование конструкции ГМ и СУ	2		3	3
6	Понятия и показатели качества технологичности при конструировании ГМ и СУ	2	2	3	3
7	Применение теории подобия и моделирования при проектировании и конструировании ГМ и СУ	2		3	3
8	Установление напряжений в конструкциях в ГМ и СУ и выбор их жесткости	2	2	3	3
9	Статическая и динамическая жесткость деталей	2
10	Износостойкость конструкций ГМ и СУ	2	2	3	3
11	Тепловые взаимодействия	2		3	3
12	Конструирование литых и механически обрабатываемых деталей. Конструктивные решения крепления осей и валов ГМ и СУ	2	2	3	3
13	Типовые конструктивные решения	2
14	Конструирование неразъемных соединений деталей ГМ и СУ	2	3	3	3
15	Приводы ГМ и СУ	2		3	3
		30	15	45	45

3.2 Лекции

Наименование тем лекций, их содержание и объем в часах приведены в таблице 5.

Таблица 5

№	Наименование темы лекции	Содержание	Объем в часах
1	Основы конструи­рования горных машин и стационарных установок (ГМ и СУ) .	Терминология. Условия эксплуатации ГМ и СУ. Требования, предъявляемые к ГМ и СУ. Создание новых конструкций ГМ и СУ.	2
2	Понятия и методы конструирования ГМ и СУ	Систематизация средств механизации технологических процессов. Понятия: конструирования, САПР, долговечности. Средства повышения долговечности ГМ и СУ. Классификация методов создания машин.	2
3	Задачи и правила конструирования ГМ и СУ	Эксплуатационная надежность и пути ее повышения при конструировании. Ряды предпочтительных чисел в конструировании. Задачи конструирования. Общие правила конструирования.	2
4	Общие принципы выбора материалов при конструировании ГМ и СУ	Классификация материалов по их химическому составу и работоспособности. Особенности композитных материалов и пластических масс. Природные неорганические материалы.	2
5	Экономическое обоснование конструкции ГМ и СУ	Экономические основы при конструировании ГМ и СУ. Снижение массы конструкции. Выбор расчетных напряжений и запасов надежности.	2
6	Понятия и показатели технологичности при конструировании ГМ и СУ	Термины. Понятие о технологичности конструкции и ее видах. Конструктивно – технологическая преемственность. Отработка технологичности на стадиях проектирования и конструирования.	2
7	Применение теории подобия и моделирования при проектировании и конструировании ГМ и СУ	Основные понятия теории подобия и моделирования ГМ и СУ. Термины подобия и их применение при определении критериев подобия. Применение методов теории подобия и размерности для расчета конструктивных параметров ГМ и СУ.	2
8	Установление напряжений в конструкциях в ГМ и СУ и выбор их жесткости	Переменные напряжения. Расчет движущихся элементов конструкции. Понятие жесткости и податливости конструкции. Факторы определяющие жесткость и основные направления ее повышения.	2
9	Статическая и динамическая жесткость деталей	Понятие жесткости. Статическая и динамическая жесткость. Методов расчета жесткости брусьев. Определение жесткости при бурении скважин. Основные направления повышения общей жесткости конструкции ГМ и СУ. Контактная жесткость и пути ее повышения.	2
10	Износостойкость конструкций ГМ и СУ	Основные виды и характеристики изнашивания. Понятия и методы оценки изнашивания. Расчет коэффициента трения в подвижных соединениях конструкций. Расчеты на износ конструкций.	2
11	Тепловые взаимодействия	Основы теплопроводности. Тепловые напряжения. Торможение тепловых деформаций. Общая характеристика вибрационных процессов. Коррозийная стойкость деталей и узлов ГМ и СУ. Понятие шума, его реальные источники и защита от него.	2
12	Конструирование литых и механически обрабатываемых деталей. Конструктивные решения крепления осей и валов ГМ и СУ	Способы литья. Конструирование механически обрабатываемых деталей. Составные конструкции деталей. Основные правила конструирования деталей из пластмасс. Способы крепления осей и валов.	2
13	Типовые конструктивные решения
14	Конструирование неразъемных соединений деталей ГМ и СУ	Существующие способы сварки. Правила конструирования сварных соединений. Расчет сварных швов. Типовые конструкции уплотнения подвижных соединений деталей ГМ и СУ.	2
15	Приводы ГМиСУ	Основные понятия. Классификация приводов. Выбор типа и определение мощности двигателя привода. Гидравлический привод. Сравнительные оценки приводов. Кинематические схемы приводов. Интеллектуальная собственность и ответственность за нарушение прав автора или патента.	2
	Итого		30

3.3 Практические занятия

Наименование тем практических занятий, их содержание и объем в часах приведены в таблице 6.

Таблица 6

№ занятия	Тема занятия	Содержание	Объем в часах
1	Экономическое обоснование конструкции горной машины	Определение срока службы и срока окупаемости конструируемой технологической машины. Определение рентабельности и экономического эффекта от работы машины.	2
2	Расчет показателей прочности и жесткости конструкции	Расчет показателей прочности и жесткости круглого, квадратного, четырехугольного, кольцеобразного профилей, а также швеллера, двутавра и четырехугольной трубы	2
3	Выбор рационального сечения конструкции машины	Определение относительной прочности и жесткости, и относительной массы кольцевого сечения детали по заданному наружному диаметру круглого сечения детали	2
4	Установление параметров технологических машин по их линейным размерам с применением методов теории подобия	По заданным размерам исполнительного органа проектируемой новой погрузочной машины периодического действия с нижним захватом горной массы определение вместимости исполнительного органа, технической производительности, рабочей массы, мощности двигателей.	2
5	Выбор рациональных параметров технологических машин с применением теории подобия и размерности	Расчет параметров новой проектируемой технологической машины методами теории подобия и размерности по геометрической емкости исполнительного органа, по заданной производительности, а также по ее линейным размерам. Анализ результатов расчета и установить рациональные параметры новой проектируемой технологической машины.	3
6	Расчет болтового соединения	Определение диаметра нарезной части болта для следующих соединений: - ненапряженные, без предварительной затяжки; - напряженные, с предварительной затяжкой; - соединения с предварительной затяжкой: - соединения с поперечной нагрузкой.	2
7	Расчет спиральной пружины	Определение параметров клапанной пружины при заданных внешних усилиях и усилии затяжки, таких как: - диаметр проволок; - средний диаметр пружины; - податливость одного витка; -число витков; - длина пружины.	2
	Итого	15

3.4 Перечень тем СРСП

1.  Виды и содержание проектных и конструкторских работ.

2.  Пределы повышения долговечности ГМ и СУ. Долговечность и техническое устаревание.

3.  Учет затрат на ремонт ГМ и СУ при их конструировании.

4.  Пути снижении массы конструкции.

5.  Уточнение расчетных режимов работы ГМ и СУ с учетом возможных перегрузок в условиях их эксплуатации.

6.  Виды показателей технологичности конструкций ГМ и СУ первой и второй категорий.

7.  Порядок расчета конструктивных параметров ГМ и СУ по их заданной производительности с применением теории подобия.

8.  Расчеты конструкций ГМ и СУ при ударных нагрузках.

9.  Влияние амплитуды и частоты виброперемещений на износ подвижных соединений ГМ и СУ.

10.  Тепловые деформации деталей ГМ и СУ.

11.  Литейные базы, нанесение размеров на чертежах литых деталей.

12.  Расчет сварных швов при переменных нагрузках.

13.  Классификация заклепочных швов.

14.  Определение требуемой величины теоретического и действительного натягов при известной величине необходимого контактного давления.

15.  Выбор типа приводы ГМ и СУ.

3.5 Содержание СРС

1. Основные свойства горных пород, которые необходимо учитывать при конструировании ГМ и СУ.

2. Гидростатические и аэростатические подшипники.

3. Разделение отказов в работе ГМ и СУ по степени их тяжести.

4. Масса и металлоемкость конструкции.

5. Способы облегчения деталей при конструировании.

6. Классификация показателей технологичности конструкции ГМ и СУ по характеризуемым свойствам.

7. Порядок расчета конструктивных параметров ГМ и СУ по линейным размерам и геометрической вместимости рабочего органа с применением теории подобия.

8. Конструктивные способы повышения жесткости конструкции ГМ и СУ.

9. Влияние колебаний конструкций ГМ и СУ на износ подвижных соединений.

10. Способы снижения тепловых напряжений в деталях ГМ и СУ.

11. Достоинство и недостатки деталей из пластических масс.

12. Виды сварки применяемые в машиностроении и их сущность.

13. Зависимость между диаметром заклепки и толщиной соединяемых деталей.

14. Условия, обеспечивающие взаимную подвижность деталей цилиндрических соединений с гарантированным натягом при нагружении соединения осевой силой, скручивающим моментом и одновременно осевой силой и скручивающим моментом.

15. Основные показатели сравнительной оценки приводов различных типов для ГМ и СУ.

3.6 График проведения учебных занятий

График проведения учебных занятий приведен в таблице 9.

Таблица 9

График проведения занятий

№	Дата	Время	Наименование тем
			Лекции
1.			Введение. Основы конструирования горных машин и стационарных установок
2.			Понятия и методы конструирования ГМ и СУ
3.			Задачи и правила конструирования ГМ и СУ
4.			Общие принципы выбора материалов при конструировании ГМ и СУ
5			Экономическое обоснование конструкции ГМ и СУ
6			Понятия и показатели технологичности при конструировании ГМ и СУ
7			Применение теории подобия и моделирования при проектировании и конструировании ГМ и СУ
8			Установление напряжений в конструкциях в ГМ и СУ и выбор их жесткости
9			Износостойкость конструкций ГМ и СУ
10			Тепловые напряжения, вибростойкость, коррозийная стойкость. Шум и борьба с ним
11			Конструирование литых и механически обрабатываемых деталей. Конструктивные решения крепления осей и валов ГМ и СУ
12			Конструирование неразъемных соединений деталей ГМ и СУ
13			Конструирование заклепочных деталей ГМ и СУ
14			Конструирование соединений деталей ГМ и СУ с гарантированным натягом.
15			Приводы машин, типы, составные элементы, сравнительные оценки
			Практические занятия
1			Экономическое обоснование конструкции горной машины
2			Расчет показателей прочности и жесткости конструкции
3			Выбор рационального сечения конструкции машины
4			Установление параметров технологических машин по их линейным размерам с применением методов теории подобия
5			Выбор рациональных параметров технологических машин с применением теории подобия и размерности
6			Расчет болтового соединения
7			Расчет спиральной пружины

4 Список литературы

Основная литература

1  Орлов конструирования. Кн. 1 и 2. – М.: Машиностроение, 1988.

2  Конструирование машин. Под. ред. В 2-х томах – М.: Машиностроение, 1994.

Дополнительная литература

3  и др. Проектирование и конструирование горных машин и комплексов. – М.: Недра, 1982

4  Проектирование и конструирование горных машин и комплексов. Под. ред. – М.: Недра, 1986.

5  Кривенко проектирования горных машин и оборудования. – М.: Из-во МГГУ, 2006

6  Краузе проектирование в машиностроении. – М.: Машиностроение, 1988.

7  Веников подобия и моделирования. - М.:Высшая школа,1984.

8  Шелофаст проектирования машин. - М.: Из-во АПМ, 2005.

9  Гжиров справочник конструктора. - Л.: Машиностроение, 1983.

10  , Чугунова проектирования машин. - М.: Из-во АПМ, 2004.

11  Маркова принципа равного напряжения при конструировании технологических машин подземных рудников. Труды международной научно-практической конференции, посвященной 100-летию со дня рождения -Алматы:КазНТУ,2007.

12  Маркова принципа равного напряжения при конструировании технологических машин подземных рудников. Вестник КазНТУ - Алматы, КазНТУ, 2007.

,

СОДЕРЖАНИЕ

1. Цели и задачи дисциплины…………………………………. 3

2. Система оценки знаний бакалавров…………………….. …3

3. Содержание дисциплины………………………………….....4

4. Список литературы ………………………………..……..… .10