Методы контроля и диагностика в машиностроении

Оглавление
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ ……………………………………………..………….. 3
2. ЦЕЛЬ, ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ, ЕЕ МЕСТО В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ,
ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ПОДГОТОВКИ АСПИРАНТА ……………….…. 3
2.1. Цель и задачи дисциплины ………...……………………………………... 3
2.2. Место дисциплины в учебном процессе …………………………………. 3
2.3. Требования к уровню подготовки аспиранта, завершившего обучение
данной дисциплины ………………………………………………………………... 4
3. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ ……………..…. 4
3.1. Тематический план дисциплины …………………………………………. 4
3.1.1. Основные положения ………………………………………………. 4
3.1.2. Методы обработки и анализа диагностического сигнала ………... 4
3.1.3. Методы и средства виброакустической диагностики и контроля . 4
3.1.4. Методы и средства теплового и других методов диагностики ..… 4
3.1.5. Прогнозирование ресурса составных частей, оборудования ……. 5
3.1.6. Диагностирование типовых составных частей оборудования …... 5
3.1.7. Особенности диагностирования технологических и транспортно–
технологических машин отраслей лесного комплекса ………………………….. 5
3.1.8. Организация контроля и диагностики оборудования на
предприятии
3.2. Распределение зачетных единиц / часов учебных занятий ……………... 5
3.3. Содержание дисциплины …………………………………………………. 6
3.3.1. Наименование тем, их содержание, объем лекционных занятий .. 6
3.3.2. Семинары, их наименование, содержание и объем …………….... 6
3.3.3. Самостоятельная работа аспирантов …………………………...…. 6
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 к кандидатскому экзамену ………….……...... 9
2
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
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. №1365;
- программы-минимум кандидатского экзамена по специальности 05.02.11
«Методы контроля и диагностика в машиностроении», утвержденной решением
Ученого совета лесомеханического факультета от 02.12.2010 г. №4;
- паспорта специальности научных работников 05.02.11 ‹‹Методы
контроля и диагностика в машиностроении››
- учебного плана УГЛТУ по основной образовательной программе
послевузовского
профессионального
образования
(аспирантура)
по
специальности 05.02.11 «Методы контроля и диагностика в машиностроении».
2. ЦЕЛЬ, ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ, ЕЕ МЕСТО В УЧЕБНОМ
ПРОЦЕССЕ, ТРЕБОВАНИЯ К УРОВНЮ ПОДГОТОВКИ АСПИРАНТА
2.1. Цель и задачи дисциплины
Цель дисциплины, дать аспирантам знания и навыки, необходимые для
контроля и диагностики технического состояния машин и оборудования в
процессе их изготовления, монтажа и эксплуатации путем решения следующих
задач:
- контроль и диагностика как метод повышения качества оборудования при
его изготовлении и монтаже, эффективной и безопасной эксплуатации;
- изучение систем, методов и средств контроля и диагностики
оборудования;
- организация системы диагностики машин, оборудования и сооружений
на промышленных предприятиях.
2.2. Место дисциплины в учебном процессе
Место дисциплины в учебном процессе определяется следующим
соотношением учебных дисциплин:
Таблица 1
Соотношение учебных дисциплин по их назначению
Обеспечивающие
ОД.А.08
Виброзащита и
акустическая динамика
машин.
Трибология и
Сопутствующие
ОД.А.06 Системный анализ
в исследовательской работе
3
Обеспечиваемые
Кандидатский экзамен по
специальной дисциплине
«Методы контроля и
диагностика в
машиностроении»
триботехника
2.3. Требования к уровню подготовки аспиранта, заверившего
обучение данной дисциплины
В результате изучение дисциплины аспиранты должны знать структурные,
функциональные и вибрационные параметры технического состояния машин и
оборудования, владеть методами и средствами контроля и диагностики
оборудования, иметь представление о структуре и организации службы
диагностики на предприятии.
3. СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ РАБОЧЕЙ ПРОГРАММЫ
3.1. Тематический план дисциплины
3.1.1. Основные положения
Цель и задачи контроля и диагностики. Параметры технического
состояния оборудования: структурные, функциональные, вибрационные.
Системы и методы диагностики, классификация. Показатели диагностирования,
модели. Средства диагностики, классификация.
3.1.2. Методы обработки и анализа диагностического сигнала
Классификация методов. Метрические, статистические, корреляционные и
спектральные методы. Методы огибающей диагностического сигнала. Методы
обработки и анализа временной реализации, прочие методы.
3.1.3. Методы и средства виброакустической диагностики и контроля
Методы вибрационно – акустической диагностики. Спектральные методы,
быстрое преобладание Фурье, дискриминантные методы.
Модальный анализ конструкций машин и сооружений.
Виброконроль, вибродиагностика, вибромониторинг, виброзащита.
Средства вибрационно – акустической диагностики: приборы, анализаторы,
автоматизированные системы.
3.1.4. Методы и средства теплового и других методов диагностики
Тепловые, оптические методы и средства. Методы и средства; методы,
основанные на изменении сил, напряжений, мощности и силы тока
электродвигателей; на анализе качественных показателей выпускаемой
4
продукции, на анализе продуктов износа; методы и средства акустической
эмиссии др.
3.1.5. Прогнозирование ресурса составных частей, оборудования
Цель и задачи прогнозирования ресурса составных частей оборудования.
Модели изменения параметров машин. Детерминистские и стохастические
методы анализа изменения технического состояния. Методы прогнозирования.
Обоснование выбора методов. Экспериментальные исследования по
прогнозированию ресурса. Системы и средства прогнозирования ресурса.
Обоснование
периодичности
диагностики
технического
состояния
оборудования с использованием методов прогнозирования.
3.1.6. Диагностирование типовых составных частей оборудования
Диагностирование подшипников качения, валов и роторов, станин и
фундаментов, передаточных механизмов, привода, насосно-трубопроводных
систем, гидравлических и пневматических систем.
3.1.7. Особенности диагностирования технологических и транспортно–
технологических машин отраслей лесного комплекса
3.1.8. Организация
предприятии
контроля
и
диагностики
оборудования
на
Формы организации, структуры управления. Охрана труда и техника
безопасности при диагностировании. Экономическая эффективность
диагностирования.
3.2. Распределение зачетных единиц/часов учебных занятий
Таблица 2
Трудоемкость
Виды занятий
Лекции
Семинары
Лабораторная работа
Практические занятия
Самостоятельная работа
ИТОГО
Кандидатский экзамен
Зач. ед. *
Час.
0,1
0,06
1,84
2
4
2
66
72
1
36
* одна зачетная единица соответствует 36 академическим часам
5
3.3. Содержание дисциплины
3.3.1. Наименование тем, их содержание, объем лекционных занятий
Таблица 3
Порядковый
номер лекции
1
2
Раздел, тема учебного курса, содержание лекций
3.1.2. Методы обработки и анализа
диагностического сигнала
3.1.3.Методы и средства виброакустической
диагностики
ИТОГО
Трудоемкость
Зач. ед.
Час.
0,05
2
0,05
2
0,1
4
3.3.2. Семинары, их наименование, содержание и объем
Таблица 4
Порядковый
номер
практическог
о занятия
1
Раздел, тема учебного курса, содержание
семинаров, лабораторных работ, практических
занятий
Семинар по дисциплине по тематике рефератов
аспирантов
ИТОГО
Трудоемкость
Зач. ед.
Час.
0,06
2
0,06
2
3.3.3. Самостоятельная работа аспирантов
Таблица 5
Раздел и темы рабочей
программы самостоятельного
изучения
3.1.1. Основные положение
3.1.2. Методы обработки и
анализа диагностического
сигнала
3.1.3. Методы и средства
вибродиагностики
3.1.4. Методы и средства
теплового и др. методов
диагностики
3.1.5. Прогнозирование ресурса
оборудование
3.1.6. Диагностика типовых
Перечень заданий для
самостоятельной работы
(рефераты, доклады, переводы,
расчеты, планирование
эксперимента и т.п.)
Рефераты по теме
диссертационной работы
6
Трудоемкость
Зач. ед.
Час.
0,12
4
0,34
12
0,34
12
0,18
6
0,12
4
0,34
12
составных частей оборудования
3.1.7. Особенности диагностики
оборудования
лесного
комплекса
3.1.8. Организация диагностики
ИТОГО
0,34
12
0,12
1,84
4
66
3.3.4. Контроль результативности учебного процесса по дисциплине
Текущий и промежуточный контроль учебного процесса заключается в
защите рефератов, проверке задач контроля и диагностики машин и
оборудования применительно к теме диссертационной работе.
Итоговый контроль проводится в форме кандидатского экзамена 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. Барзов, А.А. Эмиссионная технологическая диагностика / А.А. Барзов. –
М.: Машиностроение, 2005. – 384 с. (1 экз.).
2. Богодухов, С.И. Технологические процессы в машиностроении
[Электронный ресурс]: учеб. для вузов / С.И. Богодухов, Е.В. Бондаренко,
А.Г. Схиртладзе и др.; под общ. ред. С. И. Богодухова. – М.: Машиностроение,
2009. – 640 с. – Режим доступа: http://www.znanium.com/.
3. Диагностика и техническое обслуживание машин: учебник для
студентов вузов, обучающихся по специальностям "Технология обслуживания
и ремонта машин в агропромышленном комплексе" и "Механизация сельского
хозяйства" / А.Д. Ананьин и др. – М.: Академия, 2008. – 432 с. (11 экз.).
7
4. Методология выбора материалов и упрочняющих технологий в
машиностроении: Учебник / В.Е. Зоткин. – 4-e изд., перераб. и доп. – М.:
ИД ФОРУМ: ИНФРА-М, 2011. – 320 с.
5. Неразрушающий контроль и диагностика: справочник / В.В. Клюев и
др. - 3-е изд., испр. и доп. – М.: Машиностроение, 2005. – 656 с. (1 экз.).
6. Носов, В.В. Диагностика машин и оборудования: учебное пособие /
В.В. Носов. – Изд. 2-е, испр. и доп. – СПб.; М.; Краснодар: Лань, 2012. – 384 с.
(1 экз.).
7. Техническое обслуживание и ремонты оборудования. Решения НКМКНТМК-ЕВРАЗ: [Электронный ресурс] учеб. пособие / Под ред. В.В.
Кондратьева и др. – М.: ИНФРА-М, 2010. – 128 с. – Режим доступа:
http://www.znanium.com/.
8. Косов, Н.П. Технологическая оснастка: вопросы и ответы
[Электронный ресурс]: Учебное пособие для вузов / Н.П. Косов, А.Н. Исаев,
А.Г. Схиртладзе. – М.: Машиностроение, 2007. – 304 с. – Режим доступа:
http://www.znanium.com/.
9. Яхьяев, Н.Я. Основы теории надежности и диагностика: учебник для
студентов вузов, обучающихся по специальности "Автомобили и автомоб. хозво" направления подготовки "Эксплуатация назем. трансп. и трансп.
оборудования" / Н.Я. Яхьяев, А.В. Кораблин. – М.: Академия, 2009. – 256 с. (20
экз.).
Дополнительная литература
10.Вибрация и шум технологических машин и оборудования отраслей
лесного комплекса: монография / А. А. Санников и др.; под ред. А. А.
Санникова. – Екатеринбург: УГЛТУ, 2006. – 484 с. (24 экз.).
11.Надежность машин и оборудования лесного комплекса: учебник для
вузов / В.В. Амалицкий др.; под общ. ред. В.В. Амалицкого; Моск. гос. ун-т
леса. – М.: МГУЛ, 1998. – 288 с. (48 экз.).
12.Проверка технического состояния транспортных средств с
использованием средств технического диагностирования при государственном
техническом осмотре : Сборник нормативных документов / Ред. И. А. Венгеров.
- М. : Б. и., 1999. - 316 с. (1 экз.).
Нормативные документы
13.ГОСТ 20911-89. Техническая диагностика. Термины и определения
[Электронный ресурс] – М.: Изд-во стандартов, 1974. – 8 с. – Режим доступа:
http://standartgost.ru/ГОСТ%2020911-89.
14. ГОСТ РИСО 7919-1-99. Вибрация. Контроль состояния машин по результативности измерения вибрации на вращающихся валах. Общие требования
[Электронный ресурс] – М.: Госстандарт России, 1999. – 20 с. – Режим доступа:
http://standartgost.ru/ГОСТ%20Р%20ИСО%207919-1-99.
8
15. ГОСТ 26563-85. Вибрация. Технологическое оборудование ЦБП.
Методы и средства защиты [Электронный ресурс] – М.: Изд-во стандартов,
1985. – 19 с. – Режим доступа: http://standartgost.ru/ГОСТ%2026563-85#page-19.
16. ГОСТ 26493-85. Вибрация. Технологическое оборудование ЦБП. Нормы вибрации. Технические требования [Электронный ресурс] – М.: Изд-во
стандартов, 1985. – 13 с. – Режим доступа: http://standartgost.ru/ГОСТ%202649385.
17. ГОСТ ИСО 10816-1-97. Вибрация. Контроль состояния машин по результативности измерения вибрации на невращающихся частях. Ч.1. Общие
требования [Электронный ресурс] – Минск: Межгос. совет по стандартизации,
метрологии и сертификации, 1997. – 18 с. – Режим доступа:
http://standartgost.ru/ГОСТ%20ИСО%2010816-1-97.
18. ГОСТ ИСО 10816-3-99. Вибрация. Контроль состояния машин по
результатам измерений вибрации на невращающихся частях. Ч.3.
Промышленные машины номинальной мощностью более 15 кВт и
номинальной скоростью от 120 до 15000 мин-1 [Электронный ресурс] – М.:
Стандартинформ,
2002.
–
16
с.
–
Режим
доступа:
http://standartgost.ru/ГОСТ%20ИСО%2010816-3-2002.
3.5.2. Перечень вопросов к кандидатскому экзамену
1. Место диагностики в системе технического обслуживания и ремонта
оборудования. Виды ремонтов.
2. Классификация систем диагностики.
3. Техническое диагностирование, понятие, цель.
4. Понятие о системе диагностики.
5. Классификация методов диагностирования.
6. Задачи диагностики при эксплуатации оборудования, при выходе на
капитальный ремонт и модернизацию оборудования.
7. Требования к контролепригодности диагностируемого оборудования.
8. Структурные, функциональные и вибрационные аспекты технического
состояния оборудования.
9. Классификация дефектов по аспектам технического состояния, по
тяжести последствий, по возможности диагностирования, по происхождению
по виду проявлении.
10. Стадии развития дефектов.
11. Моделирование при диагностике.
12. Классификация средств диагностики.
13. Методы Обработки и анализа диагностических сигналов.
Классификация. Способы нормализации диагностического сигнала.
14. Метрические методы диагностики. Области применения. Достоинства,
недостатки.
9
15. Формирование диагностических признаков при метрических методах
диагностирования.
16. Анализ временной зависимости диагностического сигнала. Обработка и
анализ виброграмм.
17. Понятия о стробировании, частотной селекции, синхронном
накоплении, фильтрации диагностического сигнала.
18. Статистический анализ диагностического сигнала. Моментные
характеристики сигнала. Среднеарифметические, среднеквадратические
значения сигнала. Коэффициент асимметрии, эксцесс.
19. Регрессионный анализ. Сущность. Области применения.
20. Статистические методы анализа. Основные его характеристики.
21. Спектральный анализ диагностического сигнала. Преобразование
Фурье. Понятие интеграла Фурье.
22. Корреляционный анализ диагностического сигнала. Выявление
характера динамического процесса. Назначение автокорреляционной функции.
23. Кепстральный и биспектральный анализы диагностического сигнала.
Сущность и области применения.
24. Дискриминантные методы обработки вибрационного сигнала.
25. Вейвитный анализ вибрационного сигнала. Сущность. Области
применения.
26. Виброакустическая диагностика оборудования. Назначение, область
применения. Достоинства и недостатки.
27. Спектральный анализ огибающей вибрационного сигнала. Сущность.
Области применения.
28. Метод ударных импульсов при диагностике оборудования. Сущность.
Области применения.
29. Правила измерения вибрации при диагностике оборудования.
30. Модальный анализ конструкций машин. Сущность. Области
применения.
31. Методы определения собственных частот и форм колебаний
конструкций, логарифмических декрементов затуханий.
32. Тепловые методы диагностики. Задачи, области применения.
33. Пирометры, тепловизоры. Принцип работы. Области применения.
34. Вибропреобразоватсли. Классификация.
35. Теория сейсмических вибропреобразователей.
36. Пьезоэлектрические акселерометры. Принцип действия. Конструкция.
Характеристики.
37. Виброметры. Принцип действия. Конструкция. Характеристики.
38. Виброизмерительные системы, реализующие простые метрические
методы, виброконтроль. Характеристики.
39. Сборники данных. Анализаторы спектров.
40. Стационарные системы диагностики. Принцип работы. Области
применения.
41. Диагностические системы ударно-импульсного типа.
10
42. Виброзащитныесистемы.
43.Системы вибромониторинга.
44. Оптические методы диагностики. Назначение. Классификация.
45. Эндоскопы, бароскопы, отробоскопы. Характеристика. Области
применения.
46. Методы и средства течеискания.
47. Сущность и назначение токовой диагностики
48. Методы акустической эмиссии. Сущность. Области применения.
49. Методы диагностики по продуктам износа в смазке.
50. Диагностирование бумагоделательных машин по параметрам
качественных показателей бумажного полотна.
51. Прогнозирование остаточного ресурса составных частей машин по результатам их диагностирования.
52. Структурные параметры технического состояния роторов. Классификация.
53. Диагностика
неуравновешенности
роторов.
Причины
неуравновешенности роторов.
54. Диагностика муфт, несоосность сопрягаемых валов.
55. Диагностика ослаблений и других дефектов роторов (трещин,
задеваний и т.п.)
56. Диагностика подшипников качения. Режимы работы подшипников и
классификация дефектов.
57. Дефекты при изготовлении, сборке, эксплуатации подшипников
качения.
58. Дефекты, связанные со смазкой.
59. Методы диагностики подшипников.
60. Диагностика станин и фундаментов.
61. Структурные параметры технического состояния зубчатых передач.
62. Диагностика зубчатых колес.
63. Особенности диагностики ременных передач.
64. Структурные параметры технического состояния электродвигателей
(электромагнитная система).
65. Диагностика электродвигателей.
66. Структурные параметры технического состояния центробежных
насосов.
67. Диагностика электронасосных агрегатов.
68. Структурные параметры технического состояния гидравлических и
пневматических систем оборудования.
69. Диагностика гидравлических и пневматических систем оборудования.
70. Особенности диагностирования рубительных машин.
71. Особенности диагностирования корообдирочных барабанов.
72. Особенности диагностирования дефибреров.
73. Особенности диагностирования дисковых мельниц и рафинеров.
11
74. Особенности диагностирования сортировок волокнистой суспензии
(узлоловителей).
75. Особенности диагностирования установок варки целлюлозы.
76. Особенности диагностирования известерегенерационных печей.
77. Особенности диагностирования резервуаров и оборудования
целлюлозного производства.
78. Особенности диагностирования содорегенерационых котлов (СРК).
79. Особенности диагностирования оборудования и трубопроводов
массопод-водящих и напускных устройств бумагоделательных машин.
80. Особенности диагностирования вакуумных систем бумагоделательных
машин.
81.Особенности диагностирования систем вентиляции бумагоделательных
машин.
82. Особенности диагностирования формующих частей
83.Особенности диагностирования прессовых частей
84. Особенности диагностирования сушильных частей
85. Особенности диагностирования каландров и суперкаландров.
86. Особенности
диагностирования
продольно-резательных
и
перемоточно-резательных станков.
87. Сущность
централизованной,
децентрализованной,
смешанной
организации диагностики оборудования.
88. Организация работы лаборатории (службы) диагностики оборудования.
89. Сведения о международных и отечественных организациях (фирмах),
выпускающих диагностическое оборудование.
90. Охрана труда и техника безопасности работ при диагностировании
оборудования.
91. Экономическая
эффективность
диагностирования
машин
и
оборудования.
12
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
ЛИСТ ИЗМЕНЕНИЙ
Исключить (разделы содержания тем, ДОБАВИТЬ (разделы содержания тем,
лабораторные и практические занятия) лабораторные и практические занятия)
13
Изменения внес преподаватель ____________________ ____________
Внесенный изменения утверждаю:
Заведущий кафедрой _____________________________ ______________
14