[ ФГБОУ ВПО «УЛЬЯНОВСКАЯ ГСХА»
УТВЕРЖДАЮ
Проректор по учебной
работе
М.В. Постнова
«»2011 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
ТРИБОТЕХНИКА
Направление подготовки 110800.62 - "Агроинженерия"
Профиль подготовки Технический сервис в агробизнесе
Виды подготовки:
технология технического сервиса, экономика и управление техническим сервисом, управление материально-техническим снабжением, сервис импортной автотракторной техники, эксплуатация и сервис оборудования предприятий нефтепродуктообеспечения.
Квалификация (степень) выпускника бакалавр.
Форма обучения заочная (полный срок обучения).
г. Ульяновск - 2011 г.
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ДИСЦИПЛИНЫ
Цель дисциплины:Изучение общих вопросов трения, износа и смазки трибосопряжений машин, приобретение теоретических знаний и практических навыков, необходимых для грамотной эксплуатации транспортно-технологических машин и оборудования и анализа причин износа основных трибосопряжений машин и путях повышений их износостойкости.
Задачи дисциплины:
Основной задачей дисциплины является изучение основных трибологических закономерностей для решения конкретных конструкторских, технологических и эксплуатационных задач, связанных с трением, износом и смазкой в машинах и механизмах, а также целенаправленный выбор материалов с необходимыми физико-механическими свойствами, степени точности, качества поверхности и условий эксплуатации деталей в подвижных соединениях.
ТРЕБОВАНИЯ К РЕЗУЛЬТАТАМ ОСВОЕНИЯ ДИСЦИПЛИНЫ
В результате изучения дисциплины студент должен:знать:
- основные термины и понятия триботехники и смазочные материалы;
- основные законы внутреннего и внешнего трения, трения скольжения и качения;
- причины и этапы процесса ужесточения износа деталей при трении скольжения в связи с переходом штатного режима работы трибосопряжений в более жесткие;
- классификацию масел по вязкости по ГОСТ и SAE и по назначению и уровню качества по ГОСТ и API;
- основные показатели качества свежих и работающих масел, методов и средств их контроля;
- методы и средств диагностики основных показателей качества свежих и работающих масел, используемых в отечественной и зарубежной практике;
- методы и средства диагностики повышенного износа на ранней стадии, используемые в отечественной и зарубежной практике.
уметь:
определять по маркировке тип смазочного материала, его вязкость и назначение, а также уровень качества;
выбирать тип смазочного материала для основных типов агрегатов машин;
производить расчет смазки подшипниковых узлов;
обосновывать подбор материалов деталей или покрытий поверхностей трения этих деталей при конструировании основных типов трибосопряжений;
выявлять основные неисправности ДВС, приводящие к потере работоспособности масла;
осуществлять экспресс оценку качества работающих масел по основным его показателям качества.
Студент должен обладать навыками расчета основных типов трибосопряжений, назначения и проведения мероприятий технического сервиса, обеспечивающих рациональное машиноиспользование.
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:
- готовность к кооперации с коллегами, работе в коллективе (ОК-3);
- стремление к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства, владение навыками самостоятельной работы (ОК-6);
- способность обоснованно выбирать материал и назначать его обработку для получения свойств, обеспечивающих износостойкость детали (ПК – 4);
- готовность к обработке результатов экспериментальных исследований (ПК – 21);
- способность осуществлять сбор и анализ исходных данных для расчта и проектирования (ПК – 22)
МЕСТО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ В СТРУКТУРЕ ОСНОВНОЙ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ПРОГРАММЫ
Дисциплина входит в базовую часть профессионального цикла. Предшествующими курсами, на которых непосредственно базируется дисциплина «Триботехника», являются:«Математика» – основные понятия и методы математического анализа, линейной алгебры и аналитической геометрии, теории вероятности и теории математической статистики, статистических методов обработки экспериментальных данных.
«Физика» – физические основы механики, молекулярная физика и термодинамика, общие фундаментальные законы взаимодействия материальных тел.
«Теоретическая механика» – теоретические основы механического движения.
«Материаловедение и технология конструкционных материалов» – изменение свойств материалов, как в тврдом, так и в жидком состоянии в зависимости от различных факторов.
«Детали машин и основы конструирования» - изучение общеинженерных методов проектирования (расчета и конструирования) элементов машин и механизмов.
«Химия» - свойства, строение и превращения, происходящие в результате химических реакций, а также фундаментальные законы, которым эти превращения подчиняются.
Минимальные требования к «входным» знаниям, необходимым для успешного освоения данной дисциплины: удовлетворительное усвоение программ по указанным выше дисциплинам.
Дисциплина «Триботехника» является основой для изучения дисциплин:
«Технология машиностроения», «Технология изготовления типовых деталей», «Технология ремонта машин», «Ремонт типовых агрегатов», «Надежность и ремонт машин», «Основы проектирования сельскохозяйственной техники».
4 СТРУКТУРА И СОДЕРЖАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Раздел 1 Основные понятия, законы трения и смазки, мероприятия триботехники.1. 1. 1. 1. 1. Раздел 2 Смазочные материалы, оценка их качества. Способы повышения износостойкости деталей машин.
2. 2. 2.
5 СОДЕРЖАНИЕ РАЗДЕЛОВ ДИСЦИПЛИНЫ
Раздел 1 Основные понятия, законы трения и смазки, мероприятия Цель, задачи, место в учебном процессе и содержание дисциплины.Основные термины и понятия.
Триботехника - четыре основных раздела: основы износостойкости при трении;
конструктивные методы повышения долговечности трущихся деталей; технологические методы повышения долговечности трущихся деталей; вопросы эксплуатации машин, связанные с обеспечением износостойкости и долговечности деталей.
Новые разделы триботехники – трибохимия, трибофизика и трибомеханика.
Краткое изложение содержания основных и новых разделов триботехники.
Историческая справка о развитии науки о трении и смазке.
Прикладное значение науки о трении и износе.
Тема 1.2 Основные законы трения. Трение внутреннее и внешнее трение.
Классификация видов трения.
Понятия внутреннего и внешнего трения.
Закономерности внутреннего трения.
Понятия сдвига, угла сдвига и градиента скорости. Сила внутреннего трения.
Закон Ньютона. Формула Стокса.
Основные законы внешнего трения.
Трение покоя. Трение движения. Закон Амонтона. Двучленные законы трения.
Формула Ш. Кулона для расчета силы внешнего трения с учетом действия межмолекулярных сил.
Современные зависимости для определения силы внешнего трения.
Тема 1.3 Трение скольжения.
Молекулярно-механическая теория трения.
Зона фактического контакта поверхностей трения. Молекулярная (адгезионная) и деформационная или механическая составляющие силы трения.
Виды микроотклонений от идеального профиля поверхности: шероховатость и волнистость. Характеристики контакта поверхностей трения: номинальная площадь контакта; контурная площадь контакта; фактическая площадь контакта. Понятие о кривой опорной поверхности.
Закономерности граничного трения.
Природа граничного трения. Смешанное трение.
Эффект Ребиндера. Поверхностно-активные вещества и снижение коэффициента трения износа даталей машин. Понятие об адсорбции поверхностноактивных веществ на металлических поверхностях трения. Адсорбция поверхностно-активных веществ и снижение сопротивляемости тела разрушению.
Понятие жидкостного трения. Закон Ньютона. Объемные свойства жидкости.
Проявление вязкости. Реологические характеристики жидкости.
Процесс развития гидродинамического давления в слое смазки. Условия, обеспечивающие развития гидродинамического давления в слое жидкости.
Трение качения. Зависимости для определения силы сопротивления качению и коэффициента трения качения. Рекомендации по расчету опор качения.
1.5 Расчет режимов смазки и износа трибосопряжений.
Гидродинамический режим смазывания подшипников скольжения. Расчет гидродинамических подшипников скольжения методами, обеспечивающих их долговечность.
Гидростатический режим смазывания подшипников скольжения. Расчет гидростатических подшипников скольжения методами, обеспечивающих их долговечность.
Гидростатодинамический режим смазывания подшипников скольжения. Расчет гидростатодинамических подшипников скольжения методами, обеспечивающих их долговечность.
Основные принципы выбора пар материалов при конструировании типовых узлов трения. Расчет износа основных типов трибосопряжений.
Раздел 2 Смазочные материалы, оценка их качества. Способы повышения Тема 2.1 Смазочные материалы. Классификация масел и смазок.
Смазочные материалы: масла и пластические смазки.
Классификация масел: по функциональному назначению и по области применения в технике.
Классификация масел по функциональному назначению: смазочные масла для смазки трущихся поверхностей деталей; гидравлические жидкости для передачи давления и мощности; масла для теплообменников, переносящих тепловую энергию; технологические масла; энергетические масла для электроизоляционных и других целей; защитные (консервационные) масла; белые масла для медицинских, пищевых и парфюмерных производств; масла другого назначения.
Классификация масел по области применения в технике: масла для транспортных средств и индустриальные масла.
Классификация масел по вязкости по ГОСТ и SAE. Классификация масел по назначению и уровню качества по ГОСТ и API.
Классификация смазок.
Показатели качества свежих и работающих масел.
Основные показатели качества свежих масел: вязкость, плотность, температура вспышки, наличие воды в масле, щелочное число, кислотное число, температура застывания, коксуемость, сульфатная зольность и так далее.
Основные показатели качества работающих масел: вязкость, концентрация топлива в масле (температура вспышки), концентрация охлаждающей жидкости в масле, диспергирующе-стабилизирующие свойства, концентрация нерастворимого в бензине осадка, водородный показатель, общая загрязненность масла, наличие абразивных частиц, наличие в масле водорастворимых щелочей и кислот.
Типы методов контроля показателей качества масел по сложности проведения анализа: аналитические, лабораторные, экспресс – методы.
Экспресс методы контроля показателей качества свежих и работающих масел.
Средства для оценки параметров качества масел: лабораторные и портативные.
Тема 2.3 Основные способы повышения износостойкости материалов Систематизация конструктивных решений, направленных на обеспечение износостойкости деталей машин. Технологические способы повышения износостойкости, в основе которых лежит создание фрикционных поверхностей деталей с заданными свойствами. Эксплуатационные способы повышения износостойкости.
Раздел 1 Основные понятия, законы трения и смазки, мероприятия триботехники.
Расчет режимов смазки и износа трибосопряжений.
Раздел 2 Смазочные материалы, оценка их качества. Способы повышения износостойкости деталей машин.
Основные способы повышения износостойкости материалов 2. и деталей машин.
6 ПЕРЕЧЕНЬ ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ
1. Определение износа материалов при триботехнических испытаниях.2. Изучение микрогеометрии поверхности.
3. Изучение изменений микрогеометрии в процессе контактного взаимодействия и ее влияния на параметры трения 4. Изучение влияния различных режимов нагружения и материалов на коэффициент трения твердых тел 5. Сравнение триботехнической эффективности различных масел и присадок.
6. Изучение влияния вида трения на износостойкость твердых тел 7 ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЕ
ТЕХНОЛОГИИ
В соответствии с требованиями ФГОС ВПО по направлению подготовки бакалавра агроинженерии реализация компетентностного подхода предусматривает использование в учебном процессе активных и интерактивных форм проведения занятий.
На лекциях излагается теоретический материал: датся оценка роли дисциплины в учебном процессе, рассматривается контактное взаимодействие твердых тел, свойства и топография их поверхности, природа и виды внешнего трения, влияние различных факторов на трение. Рассматриваются различные виды изнашивания, роль смазки, температуры, фрикционности и антифрикционности материалов для деталей сопряжения, основные способы повышения износостойкости материалов и деталей машин.
Лекционные занятия проводятся в поточной аудитории (№ 404) с применением мультимедийного проектора в виде учебной презентации. Основные моменты лекционных занятий конспектируются.
Лабораторно-практические занятия направлены на закрепление теоретических знаний полученных на лекционных занятиях, в процессе выполнения работ охватывающих широкий спектр вопросов. Проводятся занятия в специальной аудитории (№ 414), оборудованной необходимым оборудованием, приборами и оснасткой.
Самостоятельная работа студентов предполагает проработку лекционного материала, подготовку к лабораторным работам по рекомендуемой литературе, изучение дополнительной литературы, дополнительное конспектирование некоторых разделов курса, подготовку докладов и сообщений на занятиях.
Удельный вес занятий, проводимых в интерактивных формах по данной дисциплине 4 часа.
Интерактивные лекции по темам, указанным в таблице 1, позволяют в данном формате быстро и легко усваивать информацию, представленную визуально. В процессе лекций демонстрируются презентации по темам, где последовательно излагаются основные вопросы, схематично изображены отдельные особенности, а также представлен информационный материал по триботехнике.
Презентационный материал находится у ведущего преподавателя.
Формы контроля освоения дисциплины: выполнение лабораторнопрактических работ, сдача коллоквиума, собеседование, проверка выполнения кейс-задач, проверка выполнения реферата, тестирование по разделам курса.
В учебном процессе используются наглядные пособия в виде образцов, деталей, измерительного инструмента, стендов, приспособлений, макетов, и т.д.
При выполнении лабораторно-практических работ и решении задач студенты развивают навыки работы со справочниками и стандартами.
Используются разнообразные формы применения программного обеспечения:
чтение лекций с применением презентаций; размещение электронных учебных пособий, контрольных заданий и примерных вопросов на сайте Ульяновской ГСХА им. П.А. Столыпина; компьютерное тестирование по разделам дисциплины.
Преподавание дисциплины «Триботехника» основано на максимальном использовании активных форм обучения и самостоятельной работы студентов. Для этого используются методические, позволяющие студентам под руководством преподавателей самостоятельно осуществлять поиск необходимой информации и принимать обоснованные решения по конкретным ситуациям; основой этого является теоретический материал, изучаемый студентами на лекциях.
Изучение курса сопровождается постоянным контролем самостоятельной работы студентов, разбором и обсуждением выполненных заданий, с последующей корректировкой принятых ошибочных решений. Контроль выполнения индивидуальных заданий осуществляет ведущий дисциплину преподаватель (за счт часов, выделенных на самостоятельную работу студентов), который проверяет работу и выставляет оценку.
Итоговая оценка выставляется по результатам сдачи зачета после изучения всех разделов дисциплины.
8 МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Чтение лекций осуществляется с использованием мультимедийной аппаратуры. Лаборатория оборудована наглядными пособиями в виде стендов и планшетов, размещнных на стенах, мультимедийными пособиями, раздаточными материалами.Таблица 3 – Перечень лабораторного оборудования Лаборатория сопротивления материалов (414 аудитория) Стенды, плакаты, наглядные пособия, проектор и компьюкомплект Мультиметр М890 с термопарой
9 УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ
ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
Основная литература 1. Пенкин Н.С. Основы трибологии и триботехники / Н.С. Пенкин, А.Н.Пенкин, В.М. Сербин. – М.: Машиностроение, 2009. – 206 с.
2. Комбалов В.С. Методы и средства испытаний на трение и износ конструкционных и смазочных материалов / В.С. Комбалов. Под ред. К.В. Фролова, Е.А. Марченко. – М.: Машиностроение, 2009. – 384 с.
3. Зорин В.А. Основы работоспособности технических систем / В.А. Зорин. – М: Академия, 2009. – 208 с.
4. Сердобинцев Ю.П. Повышение качества функционирования технологического оборудования / Ю.П. Сердобинцев, О.В. Бурлаченко, А.Г. Схиртладзе. – Старый Оскол: ТНТ, 2011. – 412 с.
Дополнительная литература 1. Гаркунов Д.Н. Триботехника: Учебник для студентов вузов / Д.Н. Гаркунов - М.: Машиностроение, 1999.
2. Итинская Н.И. Топливо, масла и технические жидкости: Справочник/ Н.И. Итинский, Н.А. Кузнецов - М.: Агропромиздат, 1989.
3. Крагельский И.В. Основы расчетов на трение и износ / И.В. Крагельский, М.Н. Добычин, В.С. Камболов. - М.: Машиностроение, 1977. – 300 с.
4. Техническое обслуживание и ремонт машин в сельском хозяйстве:
Учебное пособие / В.И. Черноиванов, В.В. Бледных, А.Э. Северный и др.
Под ред. В.И. Черноиванова. М.- Челябинск: ГОСНИТИ, ЧГАУ, 2001.
5. Балтенас Р. И др. Моторные масла. СПб.: Альфа-Лаб, 2000.
6. Балтенас Р. И др. Трансмиссионные масла и пластичные смазки. СПб.:
Альфа-Лаб, 2001.
7. Трение, износ и смазка (трибология и триботехника). Под общ. ред. А.В.
Чичинадзе. - М.: Машиностроение, 2003. - 576 с.
8. Уханов А.П. Использование нефтепродуктов, технических жидкостей и ремонтных материалов при эксплуатации мобильных машин / А.П. Уханов. - Пенза, ПГСХА, 2003.
9. Халимов Р.Ш. Результаты лабораторно-экспериментальных исследований образцов материалов по схеме трения “вал - неполный вкладыш” после электромеханической обработки / Материалы международной научнопрактической конференции «Актуальные вопросы аграрной науки и образования». - Ульяновск: УГСХА, 2008. - С. 96 – 102.
1 http://encycl.yandex.ru – Энциклопедии и словари.
2 http://www.apm.ru - Научно-технический цент «Автоматизированное проектирование машин»
3 http://standard.gost.ru - Росстандарт 4 http://www.iprbookshop.ru/5152.html - Пенкин Н.С. Основы трибологии и триботехники. Учебное пособие.- Москва: Машиностроение, 2011.- с.
5 http://www.iprbookshop.ru/5130.html - Гарбер М.Е. Износостойкие белые чугуны. Учебное пособие.- Москва: Машиностроение, 2010.- с.
6 http://www.iprbookshop.ru/9101.html - Елагина О.Ю. Технологические методы повышения износостойкости деталей машин. Учебное пособие.Москва: Логос, Университетская книга, 2009.- 488 с.
Программа составлена в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению подготовки бакалавра 110800.62 - "Агроинженерия".
Рабочую программу разработали:
к.т.н., доцент кафедры «Технический сервис к.т.н., старший преподаватель кафедры «Технический Рецензент:
Заведующий кафедрой «Технический сервис и ремонт машин», Программа рассмотрена и утверждена на заседании кафедры «Технический сервис и ремонт машин» _, протокол №.
Заведующий кафедрой Программа одобрена на заседании методической комиссии инженерного факультета, протокол №.
Председатель методической комиссии Протокол №от _2012г Протокол № от _2012г Зав. кафедрой «Технический сервис и Председатель методической комиссии инремонт машин»Сидоров Е.А. женерного факультета Сафаров К.У.
Протокол №от _2013г Протокол № от 2013г Зав. кафедрой «Технический сервис и Председатель методической комиссии инремонт машин»Сидоров Е.А женерного факультета Сафаров К.У
«