Рабочая программа дисциплины (модуля) Трибология

Приложение 9

Федеральное агентство по образованию

Ухтинский государственный технический университет

«УТВЕРЖДАЮ»

Ректор
(декан, директор института)

«……» __________________

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ (МОДУЛЯ)

ТРИБОЛОГИЯ

Направление подготовки

221700 «Стандартизация и метрология»

  Профили подготовки:

Стандартизация и сертификация

  Квалификация (степень)  выпускника

  Бакалавр

  Форма обучения

  Очная

  г. Ухта 2010

1.Цели  освоения дисциплины

1.1.Целью освоения дисциплины (модуля) Б.2.2/5 «Трибология» является формирование у студентов системы знаний и навыков по фундаментальным основам теории трения и изнашивания твердых тел, способность их использования в практике.

1.2.Задачи преподавания дисциплины (или модуля).

сформировать представление о явлениях, протекающих в зоне фрикционного контакта, их механизмах и условиях проявления; изучить закономерности трения и изнашивания при различных условиях и режимах нагружения твердых тел; дать сведения о методах проведения триботехнических испытаний и способах управления параметрами контактного взаимодействия твердых тел; привить навыки использования теоретических знаний при решении практических вопросов по выбору комплекса мероприятий, направленных на повышение износостойкости деталей машин; способствовать формированию у студентов инженерного мышления, развивать подход к решению технических проблем.

2. Место дисциплины в структуре ООП ВПО  - Б.2.2/5 - Трибология

Логическая и содержательно-методическая взаимосвязь с другими частями ООП (дисциплинами, модулями, практиками).

       

Требования к «входным» знаниям, умениям и готовностям обучающегося, необходимым при освоении данной дисциплины и приобретенным в результате освоения предшествующей дисциплин (модулей):

Физика (Б3.1/1.2, Б.3.1/2, Б.3.1/5, Б.3.1/7, Б3.1/6.1,):

знать:

- основные физические явления и законы(ОК-12, ПК-4, ПК-20);

- основные физические величины и константы, их определение и единицы измерения (ОК12, ПК-4, ПК-20);

уметь:

- применять физико-математические методы для решения практических задач в области технического регулирования и метрологии с применением стандартных программных средств (ОК-12, ОК-15, ОК-16, ПК-17, ПК-19);

Математика:

знать:

- аналитическую геометрию и линейную алгебру; последовательности и ряды; интегральное исчисления; гармонический анализ; дифференциальные уравнения; численные методы; теорию вероятностей и математическую статистику (ОК-15, ПК-19);

уметь:

- применять физико-математические методы для решения практических задач в области технического регулирования и метрологии с применением стандартных программных средств (ОК-12, ОК-15, ОК-16, ПК-17, ПК-19);

- применять вероятностно-статистический подход к оценке точности измерений, испытаний и качества продукции и технологических процессов (ОК-15, ПК-3, ПК-4, ПК-5, ПК-17, ПК-19, ПК-20, ПК-23);

владеть:

- численными методами решения дифференциальных и алгебраических уравнений, методами аналитической геометрии, теории вероятностей и математической статистики ((ОК-12, ОК-15, ОК-16, ПК-17, ПК-19);

Информатика:

знать:

-основные сведения о дискретных структурах, используемых в персональных компьютерах, основные алгоритмы типовых численных методов решения математических задач, один из языков программирования, структуру локальных и глобальных компьютерных сетей (;

уметь:

-работать в качестве пользователя персонального компьютера, использовать внешние носители информации для обмена данными между машинами, создавать резервные копии, архивы данных и программ, работать с программными средствами общего назначения;

владеть:

-навыками применения стандартных программных средств в области технического регулирования и метрологии.

Инженерная и компьютерная графика:

знать:

- правила оформления конструкторской документации в соответствии с ЕСКД и методы и средства компьютерной графики;

уметь:

- выполнять и читать чертежи и другую конструкторскую документацию;

владеть:

- навыками работы на ЭВМ с графическими пакетами для получения конструкторских, технологических и других документов.

Основы проектирования продукции:

знать:

- основы проектирования продукции и методы расчетов а прочность, жесткость, устойчивость и долговечность ее элементов;

уметь:

- проводить расчеты деталей и узлов машин и приборов по основным критериям работоспособности; владеть:

- навыками конструирования типовых деталей и их соединений.

Физические основы измерений и эталоны:

знать:

- физические основы измерений (ОК-12, ПК-3, ПК-4, ПК-19, ПК-20, ПК-23);

- систему воспроизведения единиц физических величин и передачи размера средствам измерений (ОК-12, ПК-4, ПК-14);

- способы оценки точности (неопределенности) измерений и испытаний и достоверности контроля (ОК-12, ОК-15,ПК-4, ПК-5,ПК-8, ПК-17, ПК-20, ПК-22, ПК-23);

уметь:

- анализировать физическое содержание процесса измерений с целью выбора наиболее рациональной схемы их проведения (ОК-12, ПК-3, ПК-4, ПК-5, ПК-17, ПК-19, ПК-20, ПК-22, ПК-23);

владеть:

- навыками обработки экспериментальных данных и оценки точности (неопределенности) измерений, испытаний и достоверности контроля (ОК-12, ПК-3, ПК-4, ПК-5, ПК-6, ПК-8, ПК-14, ПК-17, ПК-19, ПК-20, ПК-21, ПК-22, ПК-23, ПК-24).

Теоретические дисциплины и практики, для которых освоение данной дисциплины (модуля) необходимо как предшествующее:

- Основы технологии производства;

-Управление качеством;

- Учебная и производственная практики.

3.Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины (модуля) Б.2.2/5 Трибология

В результате обучения студенты должны:

понимать закономерности физических, механических и химических процессов, происходящих в контакте при трении и приводящих к износу деталей машин; знать методы повышения износостойкости деталей узлов трения; уметь осуществить подбор материалов для современных триботехнических узлов и деталей; уметь оценить состояние трибосистемы и прогнозировать их ресурс; иметь представление о перспективных направлениях развития трибологии.

В результате освоения дисциплины обучающийся должен:

знать:

- принципы нормирования точности и обеспечения взаимозаменяемости деталей и сборочных единиц (ОК-19, ПК-1, ПК-2, ПК-4, ПК-5,ПК-8, ПК-11, ПК-16, ПК-17, ПК-19, ПК-22, ПК-23, ПК-24);

уметь:

-устанавливать требования к точности изготовления деталей (ОК-20, ПК-1, ПК-4, ПК-5, ПК-8, ПК-12, ПК-16, ПК-17, ПК-23, ПК-24);

- определять номенклатуру измеряемых и контролируемых параметров продукции и технологических процессов (ОК-18, ОК-19, ПК-1, ПК-4, ПК-17, ПК-22);

- применять методы и принципы стандартизации при разработке стандартов и других нормативных документов (ОК-4, ОК-6, ОК-11, ПК-1, ПК-4, ПК-8, ПК-11, ПК-16, ПК-19, ПК-24);

- анализировать данные о качестве продукции и определять причины брака (ОК-18, ОК-20, ПК-1, ПК-2, ПК-5, ПК-6, ПК-12, ПК-13, ПК-15, ПК-17, ПК-18, ПК-21, ПК-24);

3)        владеть:

- навыками работы на ЭВМ с графическими пакетами для получения конструкторских, технологических и других документов(ОК-16, ОК-19, ПК-1, ПК-8, ПК-11, ПК-12, ПК-16, ПК-17, ПК-19, ПК-21,ПК-24);

- навыками конструирования типовых деталей и их соединений (ОК-20, ПК-1, ПК-5, ПК-23);

- навыками работы на сложном контрольно-измерительном и испытательном оборудовании (ОК-12, ОК-15, ПК-1, ПК-3, ПК-4, ПК-8, ПК-11, ПК-12, ПК-13, ПК-17, ПК-19, ПК-22, ПК-23);

- навыками оформления нормативной документации (ОК-20, ПК-1, ПК-4, ПК-7,ПК-8, ПК-11, ПК-16, ПК-21, ПК-24).

Структура и содержание дисциплины (модуля) Б.2.2/5 Трибология

Общая трудоемкость дисциплины составляет  3 зачетные единицы,  108 часов.

4.1. Содержание дисциплины. Основные разделы.

Основные представления о контактировании и трении соприкасающихся поверхностей. Узел трения как объект моделирования в динамике машин. Динамическая характеристика узлов трения. Общая схема оценки величины динамического нагружения в узлах трения. Строение, физико-механические свойства и особенности состояния поверхностного слоя. Основные характеристики и виды изнашивания Кинетическая и термодинамическая интерпретация изнашивания. Физические методы изучения состояния поверхностных слоев. Фрактография износа. Применение рентгеновских методов исследования в трибологии: Общие сведения о проблеме моделирования изнашивания. Характерные узлы трения транспортных машин.  Конструкционные материалы узлов трения. Смазывание и смазочные материалы. Методы обеспечения высоких эксплуатационных свойств и износостойкости узлов трения. Обеспечение надежности узлов трения транспортных машин в эксплуатации.

№ п/п	Раздел дисциплины	Семестр	Неделя семестра	Формы текущего контроля успеваемости (по неделям семестра). Форма промежуточной аттестации (по семестрам)
Все-го часов	В том числе	СРС	Контроль успеваемости
ЛК лекц	ЛБлаб зан	Практ. зан	консульт	Подг-ка к ПЗ	Все-го час.	Формы текущего контроля успеваемости
очное
1	Основные представ-ления о контактиро-вании и трении поверхностей	6	1,2,3	6	2	4	4	5	9	Тест - контроль на лекциях, отчеты по ЛБ; опрос и проверка задания на ПЗ
2	Динамические процессы в узлах трения	4,5,6,	6	3	3	4	5	9	Тест - контроль на лекциях, отчеты по ЛБ; опрос и проверка задания на ПЗ
3	Строение, свойства и состояние поверхностного слоя	7,8,9,	6	3	3	4	5	9	Тест - контроль на лекциях, отчеты по ЛБ; опрос и проверка задания на ПЗ
4	Изнашивание	10, 11, 12	3	4	4	5	9	Тест - контроль на лекциях, отчеты по ЛБ; опрос и проверка задания на ПЗ
5	Триботехника	13, 14, 15	3	2	2	5	9	Тест - контроль на лекциях, отчеты по ЛБ; опрос и проверка задания на ПЗ
6	Методы обеспечения высоких эксплуата-ционных свойств узлов трения	16, 17,	3	2	2	5	9	Тест - контроль на лекциях, отчеты по ЛБ; опрос и проверка задания на ПЗ
ИТОГО	6	17	108	17	17	17	4	30	57	Зачет
Заочное

4.1.1. Наименование тем, их содержание, объем в часах лекционных занятий (по семестрам)

Номер темы	Наименование темы	Основное содержание темы	Количество часов
Очное	очно-заочное	Заоч-ное
1	2	3	4	5	6
1	Основные представления о контактировании и трении соприкасающихся поверхностей	Анализ контактирования и оценка площади соприкосновения. Трение скольжения. Влияние скорости скольжения и температуры на свойства контакта и фрикционные колебания. Трение качения. Гидродинамическое трение.	4
2	Динамические процессы в узлах трения.	Общая характеристика динамических явлений в узлах трения. Узел трения как объект моделирования в динамике машин.  Динамическая характеристика узлов трения: инерционные свойства узлов трения; характеристика возбуждающих сил в узлах трения; упругие свойства узлов трения; диссипативные свойства узлов трения; механизм рассеяния энергии при тангенциальных колебаниях. Общая схема оценки величины динамического нагружения в узлах трения.	3
3	Строение, физико-механические свойства и особенности состояния поверхностного слоя	Строение, структура и дефекты материалов пар трения. Физические свойства поверхностных слоев. Влияние механической обработки на служебные свойства поверхностного слоя. Характеристики шероховатости поверхностей  Краткая характеристика некоторых вопросов теории строения, природы свойств и состояния материала поверхностных слоев.  Обзор известных способов оценки активационных параметров разрушения материалов. Разработка и теоретическое обоснование нового способа опенки активационных параметров материалов при склерометрировании  Применение склерометрии для оценки энергии активации термомеханической деструкции смазочных материалов.	3
4	Изнашивание	Основные характеристики и виды изнашивания: усталостное изнашивание, абразивное изнашивание, коррозионно-механическое изнашивание, водородное изнашивание. Кинетическая интерпретация изнашивания. Термодинамическая интерпретация изнашивания. Физические методы изучения состояния поверхностных слоев. Фрактография износа. Применение рентгеновских методов исследования в трибологии: а) пример исследования изнашивания шарниров шасси самолетов; б) пример исследования изнашивания чугунных поверхностей; в) пример комплексного исследования изнашивания при фреттинг-коррозии титановых сплавов. Общие сведения о проблеме моделирования изнашивания: феноменологический подход; концептуальный подход; металлофизический подход; термодинамический подход; кинетический подход; синергетический подход; система понятий использованных при разработке новой кинетической модели изнашивания; процесс разработки и характеристика кинетической модели изнашивания.	2
5	Триботехника	Характерные узлы трения транспортных машин: основные узлы трения и изнашивание в двигателях внутреннего сгорания; агрегаты, шасси, трансмиссии и рулевого управления; шины и проблемы движения колесных машин. Конструкционные материалы узлов трения. Металлические антифрикционные материалы. Антифрикционные материалы, получаемые из порошков и пластмасс. Фрикционные материалы. Полимерные материалы: материалы на основе полиамидов; материалы на основе поликарбоната; материалы на основе полиэтилена; материалы на основе полиарилатов; материалы на основе эпоксидных смол; материалы на основе фенолформальдегидных полимеров (ФФП). Смазывание и смазочные материалы: назначение смазочных материалов; смазочные масла, их физико-механические свойства и методики оценки характеристик;  состав масел и механизм смазочного действия (роль функциональных присадок к смазочным маслам; опыт разработки и применения ресурсоповышающих фторсодержащих присадок к смазочным материалам. Характеристика карбонофторидов. Требования к смазочным системам транспортных машин.	3
6	Методы обеспечения высоких эксплуатационных свойств узлов трения	Специфика конструирования узлов трения. Основы расчетов при проектировании подшипников скольжения        . Инженерные расчеты при использовании подшипников качения: классификация подшипников качения; расчет подшипников качения при статическом нагружении; нагрузки на тела качения; оценка предельной быстроходности подшипников качения; расчет потерь на трение в подшипниках качения; гидродинамический режим смазки подшипника качения. Основные принципы конструирования подшипниковых узлов. Новое направление в обеспечении надежности и высокого ресурса опор роторных систем - магнитный подвес. Оценка долговечности узлов трения методами теории вероятности. Технологические методы обеспечения высокой износостойкости узлов трения: химико-термическая обработка (ХТО); поверхностная закалка; электрохимические покрытия; химическая обработка; механотсрмическое формирование износостойких покрытий; наплавка износостойких слоев; напыление покрытий из порошковых материалов; ионно-плазменные методы; плакирование; механическое упрочнение поверхностей; характеристика электролитического осталивания; основные элементы ресурсоповышающих мероприятий. Обеспечение надежности узлов трения транспортных машин в эксплуатации: система обеспечения надежности; силовые платформенные стенды; методы и средства диагностирования рулевого управления и элементов передней подвески; новая техника для промывки деталей узлов трения.	2
Итого	17

5.2. Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами.
№/№ п/п	Наименование обеспе­чиваемых дисциплин	№ разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых дисциплин
1	2	3	4
1	Дисциплины профиль-	+	+	+	+
ной направленности.

Практические занятия

№ п\п	Наименование раздела дисциплины	Содержание практического занятия	Объем в  час
1	Основные представления о контактировании и трении соприкасающихся поверхностей	ПЗ № 1. Анализ контактирования и оценка площади соприкосновения.	2
2	Динамические процессы в узлах трения	ПЗ № 2. Динамическая характеристика узлов трения	3
3.	Строение, физико-химические свойства и особенности состояния поверхностного слоя трущихся деталей	ПЗ № 3. Способов оценки активационных параметров разрушения материалов	3
4.	Изнашивание	ПЗ № 4. Физические методы изучения состояния поверхностных слоев.	3
5.	Триботехника	ПЗ №5. Физико-механические свойства и методики оценки характеристик;  состав масел и механизм смазочного действия	3
6.	Методы обеспечения высоких эксплуатационных свойств и износостойкости узлов трения	ПЗ № 6. «Технологические методы обеспечения высокой износостойкости узлов трения». Химико-термическая обработка (ХТО); поверхностная закалка; электрохимические покрытия; химическая обработка; механотсрмическое формирование износостойких покрытий; наплавка износостойких слоев; напыление покрытий из порошковых материалов; ионно-плазменные методы; плакирование; механическое упрочнение поверхностей; характеристика электролитического осталивания; основные элементы ресурсоповышающих мероприятий.	3
ИТОГО	17

4.1.4. Лабораторные занятия, их наименование и объем в часах

Номер работы	Наименование лабораторной работы	Объем в часах (очн/заочн)
1	2	3
1	Измерение линейных размеров	3
2	Контроль размеров и измерение отклонений размеров	3
3	Измерение отклонений формы и расположения поверхностей	3
4	Измерение шероховатости	4
5	Измерение точности динамических систем	4
ИТОГО	17

Образовательные технологии

Для реализации компетентностного подхода предусматривается  использование в учебном процессе активных и интерактивных форм проведения занятий:

1) Компьютерные симуляции – виртуальные лабораторные работы.

2) Деловые и ролевые игры – альтернативные методы контроля размеров деталей.

3) Встречи с представителями с российских и зарубежных компаний для изучения передового опыта использования систем нормирования точности и взаимозаменяемости при конструировании, эксплуатации и ремонте машин и технологического оборудования, сложной электроизмерительной, радиоэлектронной и вычислительной аппаратуры.

4) Проведение совместных мастер-классов экспертов и специалистов ведущих нефтегазодобывающих предприятий Крайнего Севера с учетом особенностей стандартизации и нормирования точности, взаимозаменяемости деталей, узлов и агрегатов промышленных и технологических транспортных средств при освоении арктического шельфа.

6.Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины и учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов

Самостоятельная (внеаудиторная) работа студентов состоит в проработке лекционного материала, подготовке к лабораторным работам и практическим (семинарским) занятиям и курсовому проектированию. Она составляет 54 часа и включает:

проработку лекционного материала, тем (вопросов), выделенных для самостоятельной проработки студентами и подготовка к практическим (семинарским занятиям) (24 ч.); подготовкам к лабораторным работам (6 ч.)

С целью проверки усвоения учебного материала дисциплины проводится текущий контроль для выявления уровня и оценки знаний студентов, накопленных на конкретном этапе обучения.

7.Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины

7.1.Основная и дополнительная литература

№№ п-п	Автор и наименование	Вид пособия	Год издания	Кол-во экз. в библиот.
Основная литература
Л-1	Метрология, стандартизация и сертификация: Учебник для вузов. 3-е изд.- СПб.: Питер, 2010. – 464 с.: ил. – (Серия «Учебник для вузов»).	У	2010	20
Л-2	Новосельцева, и взаимозаменяемость [текст]: учеб. пособие / , . – Ухта: УГТУ, 2010. – 135 с.	У	2010	120
Л-2	Метрология, стандартизация, сертификация: учеб. Пособие / , , – изд. 2-е, перераб. И доп. – М.: Университетская книга; Логос, 2009. – 560 с.: ил. (Новая университетская библиотека).	У	2009	11
Дополнительная литература
Л-5	Федеральный закон «О техническом регулировании» (с изменениями -ФЗ).	2002, 2007	2
Л-6	Федеральный закон -ФЗ «Об обеспечении единства измерений».	Др	2008	2
Л-8	ГОСТ Р 1.12-2004. Стандартизация в Российской Федерации. Термины и определения.	Др	2004	2

Примечания:

Порядковая нумерация сквозная, двухиндексная (Л-1, Л-2, Л-3 и т. д.); Дополнительная литература отделяется от основной заголовком; Условные обозначения вида пособия: У – учебник, УП – учебное пособие, Др – монография и другая литература.

7.2. Программное обеспечение и Интернет – ресурсы

1.Информционно - правовая система « Кодекс» - нормы, правила, стандарты РФ. Электронная база национальных стандартов.

2. Электронная БД иностранных стандартов «VEKA» на CD-ROMах.

3. Компьютерная информационно-поисковая система национальных нормативных документов РФ по стандартизации «SPRAV».

4. PERENORM – международная электронная база данных, содержащая национальные стандарты стран Европы.

5. Компьютерная программа тестирования «Тест».

6. Компьютеры класса IBM PC с операционной системой Windows -…

7. Лекции укомплектованы демонстрационными материалами в виде электронных тетрадей, презентаций, выполненных в редакторе Power Point и фоллей.

8. Лабораторные занятия проводятся с использованием методических указаний, содержащих материалы, разъясняющие специфику и конкретизирующие особенности предлагаемых к решению лабораторных заданий.

Интернет адреса

9.www. gost. ru – официальный сайт национального органа по стандартизации – Федерального агенства по техническому регулированию и метрологии.

10.www. vniiki. ru – официальный сайт  ВНИИКИ.

7.3. Методическое обеспечение курса

№№ п-п	Наименование	Год издания (состава)	Кол-во экз.
1	2	3	4
М1	Очир-, Методические указания к курсовому проектированию по «Метрологии, стандартизации и сертификации» [текст]: -Горяев, .-Ухта, УГТУ – 2010 – 75 с. (сдано в печать)
М 1	Метрология, методы и техника эксперимента. Методические указания и задание на выполнение контрольной работы	2001	250
М 2	Руководство к лабораторным работам по автоматике и автоматизации производственных процессов [текст]: в 2ч.: 1 часть /, , .- Ухта, УГТУ – 2006 – 60 с.	2006	250
М З	Руководство к лабораторным работам по автоматике и автоматизации производственных процессов [текст]: в 2ч.: 1 часть /, , .- Ухта, УГТУ – 2006 – 60 с.	2006	250
М 4	Лабораторный практикум по техническим измерениям. Часть 1 «Измерение охватывающих размеров универсальными измерительными инструментами» и «Плоскопараллельные меры дины»: Методические указания. – Ухта: УИИ, 1998. – 31с., ил.	1998	120
М 5	Лабораторный практикум по техническим измерениям. Часть 1 «Измерение охватывающих размеров универсальными измерительными инструментами» и «Плоскопараллельные меры дины»: Методические указания. – Ухта: УИИ, 1998. – 31с., ил.	1998	120
М 6	Лабораторный практикум по техническим измерениям. Часть 3 «Определение степени точности угла внутреннего конуса» и «Измерение резьб на инструментальном микроскопе»: Методические указания. – Ухта: УИИ, 1998. – 35 с., ил.	1998	120
М 7	Лабораторный практикум по техническим измерениям. Часть 4. «Контроль погрешностей формы и расположения поверхностей» и «Контроль зубчатых колес». – Ухта: УИИ, 1998. – 35 с., ил.	1998	120

8.Материально-техническое обеспечение дисциплины (модуля)

Основное учебное оборудование представлено в «Лаборатории технических измерений» кафедры МСиС.

8.1.Перечень наглядных и других пособий, методических указаний по проведению конкретных видов учебных занятий, а так же методических материалов к используемым в учебном процессе техническим средствам.

3.2.2. Наглядные пособия и ТСО

1. ОУ с применением ЭВМ и АВУ или интерактивной доски – электронный вариант лекций по дисциплине «Взаимозаменяемость и нормирование точности».

2. ОУ по теме « Общие требования к компетентности испытательных и калибровочных лабораторий» с применением ЭВМ и АВУ или интерактивной доски.

3. ОУ с применением ЭВМ и АВУ или интерактивной доски по теме «Трибология» (включает 24 слайда)

Программа составлена в соответствии с требованиями ФГОС ВПО с учетом рекомендаций и ПрООП ВПО по направлению и профилю подготовки 221700 СТАНДАРТИЗАЦИЯ И МЕТРОЛОГИЯ (квалификация (степень) «бакалавр»)

Автор(ы) :

- заведующий кафедрой МСиС, доцент -Горяев,

- ст. преподаватель  кафедры

Рецензент(ы)        

Программа одобрена на заседании кафедры МСиС  «15» октября 2010 г. (протокол №2 от 01.01.2001 г.)

(Наименование уполномоченного органа вуза (УМК, НМС, Ученый совет)

от ___________ года, протокол № ________.