Оглавление
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ……………………………………………..………….. 3
2. ЦЕЛЬ, ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ, ЕЕ МЕСТО В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ, ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ПОДГОТОВКИ АСПИРАНТА ……………….…. 3
2.1. Цель, задачи и место дисциплины в учебном процессе ….……………... 3
2.2. Требования к уровню подготовки аспиранта, завершившего обучение по дисциплине …………..……………………………………………………………... 4
3. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ ……………..…. 4
3.1. Тематический план дисциплины …………………………………………. 4
3.1.1. Динамические воздействия и вибрация машин и оборудования... 4
3.1.2. Методы виброзащиты машины, оборудования и сооружений ….. 4
3.1.3. Колебания роторов машин …………………………………………. 5
3.1.4. Виброактивность основных конструкций элементов машин и поддерживающих конструкций ………………………………………………...… 5
3.1.5. Основы акустической динамики машин …………………….……. 5
3.2. Распределение зачетных единиц / часов учебных занятий ……………... 6
3.3. Содержание дисциплины …………………………………………………. 6
3.3.1. Наименование тем, содержание лекционных занятий …………... 6
3.3.2. Семинары, их наименование, содержание и объем …………….... 6
3.3.3. Самостоятельная работа аспиранта …..………………………...…. 7
3.3.4. Контроль результативности учебного процесса по дисциплине... 7
3.4. Требования к ресурсам, необходимым для результативного изучения
дисциплины ……………………………………………………………………... 7
3.5. Учебно-методические материалы по дисциплине ……………………….. 7
3.5.1. Основная и дополнительная литература …………………………... 7
3.5.2. Перечень вопросов для тестового контроля к зачету...….……...... 8
1. ОБЩЕЕ ПОЛОЖЕНИЕ
Рабочая программа составлена на основе:
- федеральных государственных требований к структуре основной профессиональной образовательной программы послевузовского профессионального образования (аспирантура), утвержденных приказом Минобрнауки РФ от 16,03,2011 г. № 000;
- программы-минимум кандидатского экзамена по специальности 05.02.11 «Методы контроля и диагностики в машиностроении» , утвержденной решением Ученого совета лесомеханического факультета от 01.01.2001. №4;
- паспорта специальности научных работников 05.02.11 «Методы контроля и диагностики в машиностроении» ;
- учебного плана УГЛТУ по образовательной программе послевузовского профессионального образования (аспирантура) по специальности 05.02.11 «Методы контроля и диагностики в машиностроении».
2. ЦЕЛЬ, ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ, ЕЕ МЕСТО В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ, ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ПОДГОТОВКИ АСПИРАНТА
2.1. Цель, задачи и место дисциплины в учебном плане
Одними из наиболее распространенных методов контроля и диагностики в машиностроении являются вибрационно-акустические методы. Причем, при технической эксплуатации технологических машин эти методы преобладают.
Цель дисциплины дать аспирантам знание и навыки, необходимые для решения задач виброакустического контроля и диагностики машин и оборудования, для определения их вибрационного состояния и обоснование методов виброзащиты.
Основные задачи дисциплины совместно с дисциплиной «Трибология и триботехника» дать аспирантам теоретические основы виброакустического контроля и диагностики машин и оборудования.
Дисциплина построена в основном на результатах исследований научно-педагогической школы университета «Виброакустические процессы в технологиях, оборудования и сооружениях».
Место дисциплины в структуре подготовки аспирантов обуславливается её связью обеспечивающими, обеспечиваемыми и сопутствующими дисциплинами, приведенными в табл. 1
Таблица 1
Соотношение учебных дисциплин по их назначению
Обеспечивающие | Сопутствующие | Обеспечиваемые |
ОД. А.04 Планирование и анализ результатов эксперимента | ОД. А.06 Системный анализ в исследовательской работе | 0Д. А.03 Методы контроля и диагностики в машиностроении |
2.2. Требования к уровню подготовки аспиранта, завершившего обучение по дисциплине
После окончания изучения дисциплины аспирант должен:
знать: основы теории колебаний и акустической динамики машины и оборудования, источники и причины вибрации, влияние структурных параметров технического состояния оборудования на параметры виброакустических сигналов;
уметь: решать практические задачи; анализа виброакустических сигналов, виброзащиты машин и оборудования
иметь навыки: измерение вибрации оборудования и балансировки роторов
иметь представление о направлении использования методов виброзащиты при проектировании и эксплуатации машин и оборудования, об использовании измерения виброакустических параметров оборудования при диагностике оборудования.
3. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ
3.1. Тематический план дисциплины
Введение
Термины и определения. Цель и задачи дисциплины. Нормативные документы по виброзащите оборудования.
3.1.1. Динамические воздействия и вибрация машин и оборудования
Классификация вибрации. Динамические характеристики составных частей оборудования и поддерживающих конструкций. Линейные и нелинейные системы. Параметры вибрации. Несущая способность конструкций машин, оборудования и сооружений. Пределы прочности, текучести, выносливости.
Источники и причины вибрации. Классификация динамических воздействий. Динамические воздействия ротационных машин. Силовые воздействия шарнирно-рычажных машин. Случайные динамические воздействия. Групповые динамические воздействия. Понятия о кинематических, параметрических и импульсных динамических воздействиях.
3.1.2. Методы виброзащиты машины, оборудования и сооружений
Моделирование вибрации конструктивных элементов машин, оборудования и сооружений.
Методы виброзащиты машин: предотвращение резонанса, виброизоляция машин и элементов, демпфирование, динамическое виброгашение.
3.1.3. Колебания роторов машин
Неуравновешенность валов, цилиндров и роторов.
Динамический прогиб роторов. Критическая скорость вала. Жесткие и гибкие валы.
Динамические нагрузки роторов с учетом зазоров кинематических пар. Три режима работы роторов: маятниковые и круговые колебания цапф роторов с зазорами; каскадные колебания. Маятниковый резонанс. Осевые колебания роторов.
Силы инерции ротора, вращающегося в жидкости. Неуравновешенность ротора, частично заполненного жидкостью.
Цель и задачи уравновешивания валов: установление классов точности балансирования роторов, определение допустимых остаточных дисбалансов в плоскостях коррекции валов и допустимой величины динамического прогиба. Балансировка роторов.
Расчетные силы и моменты сил инерции неуравновешенных роторов. Нормативный эксплуатационный удельный дисбаланс роторов. Определение. Расчетные силы инерции роторов со стационарными и нестационарными связями.
Расчет критических скоростей вращения роторов.
3.1.4. Виброактивность основных конструкций элементов машин и поддерживающих конструкций
Виброактивность подшипников качения роторов, зубчатых передач, муфт.
Виброактивность батареи сопрягаемых валов. Динамические модели. Вынужденные вибрации батареи валов при силовом возбуждении от них неуравновешенности и при кинематическом возбуждении, например, от подшипников или из-за некруглости рабочей поверхности сопрягаемых валов. Параметрические колебания валов из-за неоднородности упругих свойств облицовки, сукон, бумаги. Механизм появления волнистости на рабочей поверхности сукон и валов.
Крутильные колебания. Динамическая модель. Дифференциальные уравнения. Основные закономерности крутильных колебаний.
Динамический расчет и проектирование массивных фундаментов машин и поддерживающих конструкций. Понятие о динамическом расчете станин и оборудования.
3.1.5. Основы акустической динамики машин
Основные понятия о волновых процессах в машинах. Источники волн в звеньях машин. Несовершенства элементов кинематических пар, приводящие к ударам в звеньях. Зарождающиеся трещины в материале. Ударные процессы в наиболее распространенных кинематических парах: зубчатом зацеплении, подшипниках качения.
Распространение волн по стержням. Уравнение движения упругого тела. Продольные колебания стержней: свободные колебания призматического стержня с различными концевыми условиями, стоячие и бегущие волны, вынужденные колебания балок с различными концевыми условиями, вынужденные колебания при гармоническом и ударном возбуждении.
3.2. Распределение зачетных единиц / часов учебных занятий
Таблица 2
Вид занятий | Трудоемкость | |
Зач. ед.* | Час. | |
Лекции | 0,1 | 4 |
Семинары | 0,06 | 2 |
Лабораторная работа | - | - |
Практические занятия | - | - |
Самостоятельная работа | 0,84 | 30 |
ИТОГО | 1 | 36 |
*Одна зачетная единица соответствует 36 академическим часам
3.3. Содержание дисциплины
3.3.1. Наименование тем, содержание лекционных занятий
Таблица 3
Порядковый номер лекции | Раздел, тема учебного курса, содержание лекций | Трудоемкость | |
Зач. ед. | Час. | ||
1 | 3.1. Динамические воздействие и вибрация машин и оборудования | 0,05 | 2 |
2 | 3.2. Методы виброзащиты машины и оборудования | 0,05 | 2 |
ИТОГО | 0,1 | 4 |
3.3.2. Семинары, их наименование, содержание и объем
Таблица 4
Порядковый номер практичес-кого занятия | Раздел, тема учебного курса, содержание семинаров, лабораторных работ, практических занятий | Трудоемкость | |
Зач. ед. | Час. | ||
1 | Семинар по дисциплине по тематике рефератов аспирантов | 0,06 | 2 |
ИТОГО | 0,06 | 2 |
3.3.3. Самостоятельная работа аспиранта
Таблица 5
Разделы и темы рабочей программы самостоятельного изучения | Перечень знаний для самостоятельной работы (рефераты, доклады, переводы, расчеты, планирование эксперимента и т. п.) | Трудоемкость | |
Зач. ед. | Час. | ||
3.3. Колебание роторов | Рефераты по теме, совпадающие с тематикой диссертации | 0,28 | 10 |
3.4. Виброактивность конструктивных элементов машин: подшипников, передач, батарей валов и т. п. | 0,34 | 12 | |
3.5. Основы акустической динамики машин | 0,22 | 8 | |
ИТОГО | 0,84 | 30 |
3.3.4. Контроль результативности учебного процесса по дисциплине
Текущий и промежуточный контроль учебного процесса заключается в защите рефератов по теории и практике виброзащиты и акустической динамики, применительно к теме диссертационной работе.
Итоговый контроль проводится в форме зачета по вопросам (п. 3.5.2).
3.4. Требования к ресурсам, необходимым для результативного изучения дисциплины
1) Компьютерный класс: 15 компьютеров Pentium IV (имеется выход в Интернет); лазерный принтер.
2) Лаборатория виброзащиты и вибродиагностики машин: виброизмерительные системы АСИВ 021, АСИВ 344; комплекс измерительной аппаратуры КСИ-10; виброизмерительные приборы SPM 524171; виброшумоизмерители ВШВ 003; вибродатчики; виброанализатор спектров AU-014.
3.5. Учебно-методические материалы по дисциплине
3.5.1. Основная и дополнительная литература
Основная литература
1. Неразрушающий контроль и диагностика: справочник / и др. - 3-е изд., испр. и доп. – М.: Машиностроение, 2005. – 656 с. (1 экз.).
2. Носов, машин и оборудования: учебное пособие / . – Изд. 2-е, испр. и доп. – СПб.; М.; Краснодар: Лань, 2012. – 384 с. (1 экз.).
3. Кравченко, надежности машин и оборудования: теория и практика: [Электронный ресурс] учеб. / , и др.; Под ред. проф. . – М.: Альфа-М: НИЦ Инфра-М, 2012. – 336 с. – Режим доступа: http://www. /.
4. Куцубина, технологических машин и оборудования лесного комплекса: монография / , . – Екатеринбург: УГЛТУ, 2008. – 212 с. (71 экз.).
5. Техническое обслуживание и ремонты оборудования. Решения НКМК-НТМК-ЕВРАЗ: [Электронный ресурс] учеб. пособие / Под ред. [и др.] – М.: ИНФРА-М, 2010. – 128 с. – Режим доступа: http://www. /.
6. Федотова, машин и оборудования: [Электронный ресурс] учебник / , , и др.; Под ред. ; Фин. Академия при Правительстве РФ. – М.: Альфа-М: ИНФРА-М, 2011. – 333 с. – Режим доступа: http://www. /.
Дополнительная литература
7. Санников, и шум технологических машин и оборудования в отрасли лесного комплекса: монография / , , . – Екатеринбург: УГЛТУ, 2006. – 484 с. (24 экз.).
8. Вибродиагностика, триботехника, вибрация и шум: монографический сборник материалов семинара 7 Международной научно-технической конференции "Социально-экономические и экологические проблемы лесного комплекса", 3-4 февраля 2009 года / Под ред. , . – Екатеринбург: УГЛТУ, 2009.– 416 с. (8 экз.).
9. Коловский, машин: монография [Электронный ресурс] / . – Л.: Машиностроение, 1989. – 263 с. – Режим доступа: http://www. /file/927689/.
10. Теория механизмов и механика машин: учебник для студентов втузов / Под ред. . – 4-е изд., испр. – М.: Высшая школа, 2003. – 496 с. (7 экз.).
11. Машиностроение: энциклопедия: В 40 т. / ред.-сост. ; отв. ред. . – 2-е изд., доп. – Разд. 1: Инженерные методы расчетов, т. 1-5: Стандартизация и сертификация в машиностроении / ред. тома и др. – М.: Машиностроение, 2002. – 672 с. (2 экз.).
3.5.2. Перечень вопросов для тестового контроля к зачету
1. Определение понятия виброзащита.
2. Факторы отрицательного воздействия вибрации.
3. Свободные колебания.
4. Вынужденные колебания при кинематическом возбуждении.
5. Вынужденные колебания при силовом возбуждении.
6. Параметрические колебания.
7. Фрикционные автоколебания.
8. Декадная полоса частот.
9. Октавная полоса частот.
10. Третьоктавная полоса частот.
11. Узкополосный спектр.
12. Связь между амплитудами виброперемещений, виброскоростей и виброускорений.
13. В каких случаях измеряются виброперемещения.
14. В каких случаях измеряются виброскорости.
15. В каких случаях измеряются виброускорения.
16. Понятие о среднем квадратическом значении.
17. Ограничивающие факторы при измерении среднего квадратического значения.
18. Схема простейшей динамической модели машины.
19. Способ представления возбуждающих колебания сил в простейшей динамической модели.
20. Формула для определения собственной частоты колебаний простейшей одномассовой системы.
21. Мера уровня возбуждающих колебания сил.
22. Коэффициент динамического усиления колебаний при резонансе.
23. Амплитудно-частотная характеристика одномассовой системы (формула).
24. Амплитудно-частотная характеристика одномассовой систем (график).
25. Резонансные и околорезонансные колебания.
26. Понятие о гибких конструкциях.
27. Динамические свойства гибких конструкций.
28. Понятие о жестких конструкциях.
29. Динамические свойства жестких конструкций.
30. Факторы, влияющие на параметры колебания по Пути предотвращения околорезонансных колебаний жестких конструкций.
31. Пути виброзащиты, связанные с уменьшением меры возбуждающих колебания сил.
32. Пути предотвращения околорезонансных колебаний жестких конструкций.
33. Пути предотвращения околорезонансных колебаний гибких конструкций.
34. Сущность вибродемпфирования.
35. Области применения вибродемпфирования.
36. Сущность виброзащиты с применением упругих элементов с регулируемой жесткостью.
37. Амплитудно-частотная характеристика конструкций с регулируемой жесткостью.
38. Понятие о демпфере.
39. Понятие о демпфирующих материалах.
40. Сущность виброизоляции.
41. Требуемые частотные отношения при виброизоляции.
42. Типы виброизоляторов.
43. Назначение виброизоляции.
44. Сущность динамического виброгашения.
45. Понятие о динамических гасителях.
46. Области применения динамического виброгашения.
47. Статическая неуравновешенность роторов.
48. Моментная неуравновешенность роторов.
49. Динамическая неуравновешенность роторов.
50. Класс точности балансировки роторов.
51. Удельный дисбаланс.
52. Дисбаланс.
53. Необходимое и достаточное условие уравновешивания жесткого ротора.
54. Статическая балансировка роторов.
55. Динамическая балансировка роторов.
56. Особенности балансировки гибкого ротора.
57. Режим маятниковых колебаний ротора в подшипниках (1-й режим).
58. Режим круговых колебаний ротора в подшипниках (2-й режим).
59. Режим каскадных колебаний ротора в подшипниках (3-й режим).
60. Подшипниковая частота.
61. Параметрические колебания подшипников.
62. Колебания роторов при принудительном центрировании жестких муфт.
63. Колебания роторов без принудительного центрирования жестких муфт.
64. Кривошипный эффект упругих муфт.
65. Частоты колебаний роторов от зубчатых муфт.
66. Параметрические колебания зубчатых передач.
67. Амплитудно-частотная характеристика акселерометра.
68. Амплитудно-частотная характеристика виброметра.
69. Динамическая модель сейсмического вибропреобразователя.
70. Области частот измеряемых колебаний при применении акселерометров.
71. Области частот измеряемых колебаний при применении виброметров.
72. Приведение масс при расчете крутильных колебаний.
73. Приведение моментов сил при расчете крутильных колебаний привода.
74. Двухмассовая динамическая модель крутильных колебаний привода (схема)
75. Собственная частота крутильных колебаний двухмассовой системы.
76. Амплитудно-частотная характеристика вертикальных колебаний массивных фундаментов.
77. Динамическая модель горизонтально-вращательных колебаний массивных фундаментов.
78. Типы фундаментов машин.
79. Модель грунтовых оснований фундаментов.
80. Пути уменьшения колебаний фундаментов.
81. Понятие о линейной механической системе.
82. Характер преобразования частот возбуждающих колебания сил в параметры колебаний в линейной системе.
83. Математическая модель линейной механической системы.
84. Математическая модель линейной параметрической системы.
85. Математическая модель нелинейной механической системы.
86. Преобразование частот в параметрической системе.
87. Преобразование частот в нелинейной системе.
88. Понятие об импульсных динамических воздействиях.
89. Амплитудно-импульсная модуляция.
90. Фазоимпульсная модуляция.
91. Частотно-импульсная модуляция.
92. Временная реализация и спектры амплитудно-модулированных сигналов.
93. Временная реализация и спектры частотно-модулированных сигналов.
94. Понятие огибающей вибрационного сигнала.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
ЛИСТ ИЗМЕНЕНИЙ
ИСКЛЮЧИТЬ (разделы содержания тем, лабораторные и практические занятия) | ДОБАВИТЬ (разделы содержания тем, лабораторные и практические занятия) |
Изменения внес преподаватель _________________ ____________
Внесенные изменения утверждаю:
Заведующий кафедрой _________________ ___________
