МГТУ им. Н.Э. Баумана. Инженерно-технические науки. 2023.

Учебное пособие содержит более 100 вариантов задач для самостоятельной работы студентов по дисциплине «Учебно-технологический практикум» (УТП), а также примеры их решения и необходимые справочные материалы. Технологические задачи, помещенные в пособии, охватывают все темы курса и имеют исключительно практическую направленность, так как привязаны к действующему промышленному оборудованию, на котором проходят обучение студенты в лаборатории механической обработки резанием. Сборник задач предназначен для использования совместно с учебным пособием «Практическая технология» (М.: Изд-во МТГУ им. Н.Э. Баумана, 2007) и рабочей тетрадью по УТП (М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010). Учебное пособие «Сборник задач для самостоятельной работы по дисциплине “Учебно-технологический практикум”» полностью соответствует утвержденной в программе учебно-методического комплекса по дисциплине «Технология конструкционных материалов» и содержанию практических занятий, которые преподаватели кафедры проводят в лаборатории механической обработки резанием МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Рассмотрены необходимые для решения задач механики сплошной среды приемы работы с программным комплексом ANSYS. Даны указания к выполнению четырех лабораторных работ по различным направлениям механики сплошной среды.

Изложены права и обязанности заказчика строительства. Приведены основные сведения о типах и конструкциях производственных зданий и сооружений, выборе площадки для строительства и подготовке ее под строительство. Рассмотрены разновидности строительных элементов и конструкций, подготовка их к монтажу, монтаж и контроль качества строительных работ.

Рассмотрены конструкции сепарационных устройств ядерных энергетических установок с реакторами различного типа, а также принципы работы этих устройств для получения необходимого качества пара. Изложены основные способы сепарации пара. Приведены методики расчета сепарации и сепарационных устройств.

Приведен общий алгоритм расчета вибрационной безопасности колесных машин в частотной области. Определены показатели оценки неблагоприятного действия вибрации на человека и конструкцию. Рассмотрены особенности расчета линейных и нелинейных систем подрессоривания, целевые функции для оптимизации параметров подвески, синтез структуры динамической системы подвески с оптимальными характеристиками. Предложены подходы к определению закона управления автоматической, в том числе и адaптивной, системой подрессоривания и к оценке ее характеристик.

В учебном пособии рассмотрены современные методы прогнозирования динамической нагруженности трансмиссий транспортных машин при переходных процессах и установившихся режимах управляемого движения с учетом взаимодействия машины с внешней средой и динамических свойств системы «двигатель — трансмиссия — корпус».

В пособии представлены аппаратные средства измерения вибрации, конструктивные схемы датчиков, методы калибровки виброизмерительной аппаратуры. Указаны этапы развития виброизмерительной техники, приведены определения терминов, перечислены и охарактеризованы виды динамических испытаний ракетно-космических систем, определена роль испытаний в цикле работ по созданию летательных аппаратов.

Учебное пособие посвящено особенностям использования робототехники в сварочном производстве. Рассмотрены составные части робототехнических комплексов, их манипуляционные системы, системы управления, методы обучения и программирования, специфика использования сварочного производства в робототехнических комплексах. Определены области наиболее эффективного использования робототехнических комплексов в сварочном производстве, а также освещены вопросы интеграции операций при роботизированной сварке и комплексной роботизации сварочного производства.

Методические указания содержат описание порядка проведения и методики обработки результатов лабораторной работы по измерениям показателей масс, поперечной устойчивости и координат центра масс автомобилей (колесных машин). Приведена методика оценки погрешности результатов в зависимости от количества опытов. Числовой пример результатов обработки взвешивания автомобиля служит методической основой для выполнения домашнего задания.

Изложены технологические задачи, часто встречающиеся в практике изготовления микромеханических приборов – гироскопов и акселерометров. Даны необходимые для решения задач теоретические сведения.

Представлены методические рекомендации к проведению семинарских занятий по дисциплине «Технология конструкционных материалов», составленные по утвержденной программе и соответствующие содержанию семинаров, которые проводятся в МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Описаны электромагнитные процессы в линейных электрических цепях. Теория и методы расчета, освоенные ранее в курсах ТОЭ, «Электротехника», «Основы электротехники» применяются для решения задачи формирования сложного сигнала управления на фоне высокочастотной помехи.

Методические указания содержат классификацию, описание принципа действия и особенностей термоанемометров, предназначенных для измерения скорости потока газа, и рекомендации по использованию термоанемометров ТТМ-2 для измерения скоростей газовых потоков в лабораторных работах по курсам «Механика жидкости и газа», «Газовая динамика лопаточных машин» и «Основы научных исследований».

В методических указаниях описаны методы контроля шероховатости поверхности деталей, а также методика выбора средств измерения и контроля шероховатости.

Предложенная методика проведения практических занятий предполагает усиление самостоятельной работы студентов при решении задач. Приведены тематические вопросы, которые надо рассмотреть со студентами перед началом каждого занятия. По решению каждой задачи из действующей рабочей тетради даны методические рекомендации.

В методических указаниях описана вторая лабораторная работа из практикума по курсу «Системы автоматизированного проектирования интегрированных компьютеризованных производствах». Рассмотрены методы и средства разработки экспертной базы знаний для интеллектуальной системы автоматизации конструирования зубчатых колес.

Приведена характеристика учебных изданий, рассмотрены их основные виды, сформулированы предметно-функциональные требования к учебным изданиям различного вида, показано их единство в рамках учебно-методического комплекса дисциплины. Процесс разработки учебных изданий описан в виде алгоритма, рассмотрены функциональные элементы и структура учебного издания. Даны рекомендации по работе автора над учебным изданием, включая анализ содержания текста, табличных, иллюстративных и дидактических материалов. Рассмотрены основные этапы подготовки авторского оригинала учебного издания: составление плана-проспекта учебного издания, рецензирование и оценка рукописи, оформление электронной версии авторского оригинала, представление рукописи в Издательство МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Изложены вопросы, связанные с расчетом количества вредных веществ, выделяющихся в воздух рабочей зоны цехов при осуществлении различных технологических процессов на машиностроительных предприятиях. Приведены количественные и качественные характеристики вредных выделений в зависимости от технологической операции. Даны необходимые для расчета выброса загрязняющих веществ среднестатистические данные по наиболее распространенным типам оборудования. Рассмотрены примеры расчетов.

Изложены основные правила выполнения и оформления изображений изделий на чертежах в соответствии с требованиями стандартов ЕСКД. Даны разъяснения этих правил и приведено сравнение некоторых положений отечественных и международных стандартов.

Описаны конструкции действующих и проектируемых отечественных и зарубежных водо-водяных кипящих реакторов, схемы и принципы работы их систем аварийного расхолаживания и локализующих систем безопасности. Рассмотрены характеристики двухфазного потока и методика теплогидравлического расчета парогенерирующего канала кипящего реактора.

В методических указаниях описаны две экспериментальные установки и аппаратура, используемые при испытаниях гидромеханического следящего привода и электрогидравлического усилителя (ЭГУ). Изложена методика экспериментального определения статических характеристик гидромеханического следящего привода с дроссельным регулированием и ЭГУ, частоты автоколебаний гидромеханического следящего привода, показателей частотных характеристик ЭГУ.

Дано описание лабораторных работ, в которых изучаются структура и свойства конструкционных материалов при термической обработке, а также при эксплуатации в условиях трения, воздействия повышенной температуры, напряжений и горячих газов.

Рассмотрены Положение о порядке проведения практики студентов образовательных учреждений высшего профессионального образования, а также последовательность проведения и программа практики.

Рассмотрены технологические основы утилизации металлических отходов производства, позволяющие получить переплавным методом качественные вторичные металлы и сплавы, а также основные технологии утилизации изношенных автомобильных покрышек, смазочно-охлаждающих жидкостей и боеприпасов.

Рассмотрены типовые технологические процессы изготовления основных деталей камер сгорания жидкостных ракетных двигателей и смесительных головок, а также типовые процессы сборки под пайку. Даны рекомендации по пайке изделий в печах.

Рассмотрены физические процессы, теория и проектирование многоступенчатых газовых турбин газотурбинных двигателей и газотурбинных установок энергетического, транспортного и авиационного назначения, методы выбора их основных параметров и газодинамического расчета. Настоящее учебное пособие является второй частью полного издания учебного пособия по теории и проектированию газовых турбин. Первая часть пособия «Теория и проектирование ступени газовой турбины» выпущена в 2006 г. Издательством МГТУ им. Н.Э. Баумана.

В методических указаниях рассмотрены вопросы контроля резьб, а также особенности выбора методов и средств измерения параметров резьб.

Даны методические указания к третьей лабораторной работе из практикума курса «Системы автоматизированного проектирования в интегрированных компьютеризованных производствах». Рассмотрены методы проектирования технологических процессов обработки в интеллектуальной системе автоматизированного проектирования «СПРУТ-ТП».

Рассмотрены характеристики эксплуатационных и технологических свойств основных конструкционных материалов, используемых при изготовлении деталей машин. Предложена методика принятия решений при выборе материалов.

Рассмотрены конструкции подшипниковых опор прокатных валков с подшипниками скольжения открытого типа, подшипниками жидкостного трения и подшипниками качения различного типа, а также конструкции подушек для указанных типов подшипников в сочетании с устройством для самоустановки валков и фиксации подушек в осевом направлении. Дан анализ работоспособности подшипниковых опор рабочих валков клетей-кварто и изложены способы повышения их работоспособности.

Рассмотрены вопросы расчета и конструирования нажимных механизмов, уравновешивающих и предохранительных устройств рабочих клетей прокатных станов.

Дан обзор причин возникновения радиальных и осевых сил на роторах центробежных насосов, приведены методы расчета этих сил и способы их уравновешивания.

В методических указаниях описана первая лабораторная работа цикла из трех лабораторных работ с домашними заданиями, составляющих учебно-лабораторный практикум курса. Лабораторная работа поможет освоению методов и средств разработки графической базы знаний для интеллектуальной системы автоматизации конструирования зубчатых колес.

Изложены основы молекулярно-кинетической теории газов, теории сорбции, необходимые для понимания процессов, происходящих в вакуумных насосах различного принципа действия и в вакуумных системах в целом. Приведены понятия и законы, используемые при расчете высоковакуумных систем, а также методики определения проводимости их основных элементов при молекулярном, вязкостном и переходном режимах течения газа. Рассмотрены принципы действия основных типов вакуумных насосов.

Представлены материалы по конструктивным элементам деталей машин, требующим стандартного оформления. Для студентов, изучающих курс инженерной графики.

Изложены теоретические основы методов, рекомендованных для использования при расчете режимных параметров различных видов лезвийной одно- и многоинструментной обработки. Приведены решения типовых задач оптимизации.

В пособии рассмотрены особенности одного из наиболее распространенных способов производства холоднодеформированных труб – холодной периодической прокатки на станах холодной прокатки труб (ХПТ); представлены основные зависимости для расчета технологических параметров холодной периодической прокатки на станах ХПТ; описана технология прокатки труб на них и даны рекомендации по расчету технологического инструмента; охарактеризованы наиболее интересные конструкции рабочих клетей этих станов.

Пособие написано на основе курса лекций, в котором рассматриваются схемы криогенных систем и установок, их классификация, принципы построения и особенности расчета; приводятся схемы подсистем и конструкции криогенного оборудования.

Описаны основные положения теории конвективного теплообмена и методы интенсификации теплоотдачи. Сформулированы требования к выполнению экспериментальных исследований и оформлению курсовой научно-исследовательской работы.

Рассмотрены принципы работы и устройство ветроустановок различного типа, а также особенности их регулирования (управления).

Представлен курс лекций по начертательной геометрии, читаемый авторами в МГТУ им. Н.Э. Баумана. Приведен материал каждой лекции, даны методические указания по преподаванию отдельных разделов курса.

В учебном пособии дано математическое описание некоторых процессов, протекающих в дуге и сварочной ванне. Показано влияние параметров режима сварки на тепловые и силовые характеристики дуги и на электрическое поле в изделии и сварочной ванне.

В пособии дано представление о современных безокислительных и травящих средах, применяемых для нагрева при термической обработке. Показано, что эффективность выбора среды для термической обработки деталей из конкретных сталей непосредственно связана с ее физико-химическими и технологическими свойствами. Рассмотрены особенности термической обработки деталей машиностроения из различных сталей с нагревом в жидкой среде — натрий-бор-силикатных расплавах. Описано влияние способа нагрева на механические свойства деталей из коррозионно-стойкой, шарикоподшипниковой, быстрорежущей и других сталей.

Излагаются методики определения оптимальных планов измерений, используемых при решении прикладных измерительных задач двух типов: задач, связанных с экспериментальной оценкой постоянных и переменных величин, и задач по экспериментальной оценке соответствия объекта измерения требованиям нормативного документа.

Даны рекомендации по выбору матричных методов расчета частот и форм свободных колебаний консервативных и неконсервативных динамических моделей силовых передач колесных машин с конечным числом степеней свободы в зависимости от типа матриц и их размерности, объема решаемой задачи (расчета всех или части частот и, возможно, форм свободных колебаний) и т. д. Показано, что решение задачи нахождения частот и форм свободных колебаний математически эквивалентно решению задачи на собственные значения. Рассмотрены особенности расчета собственных значений и собственных векторов. Приведены сведения о программных средствах для решения спектральных задач. Включены примеры расчета частот и форм свободных колебаний динамических систем в среде MathCAD.

Изложена методика определения конструкторских и технологических параметров цилиндрических оболочек баллонов давления, изготовляемых методом намотки из однонаправленных композиционных материалов. Результаты расчетов служат основой для разработки технологического процесса и управляющих программ намотки композитных корпусов двигателей или баллонов давления на станках с программным управлением.

Рассмотрены вопросы, связанные с нормированием параметров микроклимата и состава воздуха производственных помещений, выделением вредных веществ и избытков теплоты при выполнении различных технологических операций. Указаны особенности организации вентиляции в производственных помещениях. Изложены методики расчета систем механической вентиляции. Приведены примеры расчета и необходимые справочные данные.

Приведены сведения по конструктивным схемам и материалам цельных ненапряженных и предварительно напряженных валков, а также составных предварительно напряженных калиброванных валков. Рассмотрены методы расчета валков на прочность по максимальным нагрузкам и на усталостную прочность.

Рассмотрены вопросы проектирования датчиков цели взрывательных устройств. Дан анализ структуры датчиков. Изложены методы испытаний датчиков цели.

В пособии рассмотрены вопросы конструирования торсионных подвесок быстроходных гусеничных машин. В первой главе дан обзор конструкций подвесок современных быстроходных гусеничных машин с подробным анализом элементов конструкции. Вторая и третья главы посвящены проектировочному расчету торсионной подвески. В них представлен порядок получения упругой и демпфирующей характеристик подвески, предложен метод уточнения характеристики демпфера с использованием программного комплекса «Trak», дан расчет на прочность элементов конструкции подвески.