Підвищення надійності машини при проектуванні.
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ПОЛТАВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ імені Юрія Кондратюка Кафедра обладнання нафтових і газових промислів
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
До виконання індивідуальної роботи
З дисципліни
“Методологія науково-дослідних робіт”
Для магістрів стаціонарної форми навчання за спеціальністю
8.05030403 – “Обладнання нафтових і газових промислів”
та слухачів навчально-методичного центру дипломної і післядипломної освіти спеціальності 7.05030403 – “Обладнання нафтових і газових промислів”
Полтава 2017
УДК
Методичні вказівки до виконання індивідуальної роботи з дисципліни “Методологія науково-дослідних робіт” для магістрів стаціонарної форми навчання за спеціальністю 8.05030403 – “Обладнання нафтових і газових промислів” та слухачів навчально-методичного центру дипломної і післядипломної освіти спеціальності 7.05030403 – “Обладнання нафтових і газових промислів”. Полтава: Полтавський національний технічний університет імені Юрія Кондратюка, 2017. – 33 с.
Укладач: Калашникова І.А. старший викладач.
Відповідальний за випуск: завідувач кафедри обладнання нафтових і газових промислів, д.т.н., професор Білецький В.С.
Затверджено науково-методичною
радою університету
протокол №____ від «___»___________ 2017 р.
Зміст
|
|
|
Вступ.......................................................................................................... 4
1 Загальна частина................................................................................. 6
2 Завдання до виконання контрольної роботи................................... 19
3 Послідовність виконання контрольної роботи................................ 21
4 Правила оформлення контрольної роботи...................................... 23
Рекомендована література...................................................................... 30
Додатки.................................................................................................... 32
Вступ
Контрольна робота призначена для слухачів навчально-методичного центру дипломної і післядипломної освіти та магістрів денної форми навчання, які виконують дану роботу в процесі самостійного вивчення дисципліни “Методологія науково-дослідних робіт”.
Тема роботи “Розробити технічну пропозицію на промисловий виріб”.
Індивідуальна робота передбачає вирішення технічної задачі середньої складності шляхом створення конструкції нового зразка чи вдосконалення конструкції існуючого зразка промислового виробу, котрий відноситься до технологічного обладнання нафтових і газових промислів. При цьому необхідно перевищити технічний рівень вибраного прототипу не менш ніж на 10%.
Таким чином робота вимагає оригінальних технічних рішень, які можна знайти тільки на основи теоретичних знань, які здобули студенти при вивченні циклу фундаментальних та професійно орієнтовних дисциплін, і уміння застосовувати одержані знання при вирішенні контрольних і практичних задач. Виконання цієї роботи допомагає студентові практично осмислити існуючу конструкцію і засвоїти основні принципи проектування промислового виробу і підготовити себе до самостійного виконання дипломного проекту.
|
|
|
Тому в якості промислових виробів були взяті зразки досить відомого технологічного обладнання, яке використовується при бурінні свердловин і видобутку вуглеводневої сировини. При цьому рекомендується удосконалювати існуючу конструкцію або створювати оригінальне технічне рішення на нове технологічне обладнання на основі загальної тенденції розвитку нафтогазової галузі – комплексна механізація і автоматизація виробництва.
Такий підхід до тематики індивідуальних робіт дозволить магістрові та слухачеві в повній мірі проявити свої потенціальні можливості при удосконаленні конструкції широко розповсюджених машин і створенні засобів технологічного обладнання нового покоління.
|
|
|
Загальна частина
Нафтогазова галузь включає в себе складний комплекс агрегатів, машин і механізмів, що виконують різні, але пов’язані між собою функції в процесі буріння та експлуатації свердловини. Проектування цього обладнання - специфічний складний процес, і від конструктора вимагається не тільки уміння конструювати машини і їх елементи, але і знання специфіки галузі.
Обладнання, яке використовується в нафтовій і газовій промисловості, зазнало значних змін за останні роки. З’явилися установки для буріння свердловин глибиною 7-12 тис. м, установки для буріння на морі при глибинах 20-1500 м і більше, для буріння кущів свердловин на болотах і ін. Змінилися технологія буріння, конструкція свердловин, вдосконалений породоруйнівний інструмент і збільшилася тривалість його роботи в свердловині.
Але разом з цим багато машин і устаткування по найважливіших показниках - продуктивності, надійності, матеріаломісткості і енергоспоживанні - не відповідають передовим досягненням науки і техніки. Залишаються низькою якість машин і їх конкурентоспроможність на зовнішньому ринку. Світовому рівню відповідає лише трохи більше 20 % об’єму найважливішої продукції, що випускається. Темп оновлення її складають близько 4 % в рік.
|
|
|
Вітчизняні машини і устаткування, як правило, важче за зарубіжні зразки на 15-25%. Унаслідок низької надійності техніки близько 20-25 % металу витрачається на запасні частини. Витрати трудових і матеріальних ресурсів на ремонт ростуть темпами, що перевищують приріст самих виробничих фондів. За останні 10 років вони майже подвоїлися. Наприклад, в енергетиці ремонтом зайнята третина працюючих. В автомобілебудуванні витрати на виробництво автомобілів складають всього лише 1,5 % від загальних витрат затрачуваних протягом всього життєвого циклу виробу. Біля 46% витрат затрачується на поточний ремонт, 45,5 - на технічне обслуговування, 7 - на капітальний ремонт. Поступаються зарубіжному рівню комплектуючі вироби, що використовуються у вітчизняних машинах і апаратах.
Практика копіювання зарубіжних досягнень протягом ряду років привела до зниження частки вітчизняних пошукових робіт, направлених на підвищення технічного рівня створюваної техніки. Замість створення принципово нових машин і устаткування в основному удосконалювалися старі. В результаті їх складність і вартість росли в десятки разів, а корисна віддача - в 2-3 рази. Технічний рівень підвищувався на незначну величину.
Останніми роками у вітчизняній нафтогазовій промисловості намітилися тенденції до підвищення технічного рівня і якості створюваної техніки. Виросла одинична потужність ряду видів машин і устаткування, таких як турбіни, турбогенератори, теплові машини і апарати. У ряді виробництв досягнуті помітні зсуви в уніфікації і типізації.
При розробці нових машин набувають все більше значення питання надійності, економіки, ергономіки, екології, інженерної психології, технічної естетики. Розвиток електронно-обчислювальної техніки різко змінив методи розрахунку і конструювання машин. В даний час чітко простежується тенденція до переходу на системи автоматизованого проектування (САПР).
В той же час вітчизняна нафтогазова промисловість ще має в своєму розпорядженні великі резерви в підвищенні технічного рівня обладнання. Не повністю використовуються такі шляхи підвищення технічного рівня, як інтенсифікація робочих процесів, моделювання і оптимізація, раціональні методи конструювання, технологічні, організаційні і ряд інших.
Тільки на підставі глибокого наукового вивчення прогресивних технологій можна найбільш ефективно і достатньо швидко вирішувати задачі щодо підвищення продуктивності праці, поліпшення якості виконуваних робіт, зниження їхньої вартості, забезпечення зростаючої потреби в мінеральній сировині, а також розвивати і зміцнювати матеріально-технічну базу промисловості України.
Підвищення надійності машини при проектуванні.
Певну роль в підвищенні надійності машин відіграють стандарти, що визначають показники якості і надійності, вимоги до контролю матеріалів, комплектуючих виробів і готових машин, вимоги до умов експлуатації і ін. Вибір того чи іншого методу підвищення надійності машин доцільно проводити на основі техніко-економічних розрахунків на стадії проектування.
Сучасний рівень розвитку науки і техніки дозволяє досягти практично будь-яких показників якості і надійності виробу, проте витрати при цьому можуть бути такі високі, що ефект від підвищення надійності машини не відшкодує їх, а сумарний ефект від проведених заходів буде негативним. В основі техніко-економічних розрахунків лежить порівняння різних варіантів досягнення необхідного рівня надійності і найбільшого сумарного економічного ефекту з урахуванням витрат в сферах виробництва і експлуатації машини, а також того позитивного ефекту, який дає використання машини.
В загальному випадку зміна в часі сумарного економічного ефекту при експлуатації машини складається під впливом двох основних чинників (рис.1): витрат на розробку і виготовлення З1 і витрат на експлуатацію З2. Витрати З1 виражають початкову вартість машини залежно від її конструкції, вибраних матеріалів, технології виготовлення і залишаються постійними в процесі експлуатації.
Рисунок 1 – Зміна економічного ефекту в часі
Витрати З2 зростають в часі, оскільки в машину вкладаються засоби для її відновлення і ремонту. Витрати (З1 + З2) є негативними в балансі ефективності. З другого боку, робота машини дає позитивний економічний ефект. З3 (прибуток) в результаті випуску продукції. Зміна величини З3 в часі має тенденцію до зменшення інтенсивності зростання, оскільки з часом більш часті простої машини в ремонті і технічному обслуговуванні знижують її продуктивність. Тому крива сумарної ефективності ∑З' = З1+ З2 + З3 має максимум і двічі перетинає вісь абсцис t.
При зростанні ∑З' період часу t = Ток, при якому (З1 + З2) = З3 буде терміном окупності машини. До цього часу експлуатації машина поверне витрати, які були в неї вкладені при виготовленні. Починаючи з моментом часу t= Tок експлуатація машини приносить прибуток. Проте приріст одержаного ефекту поступово знижується через зростання експлуатаційних витрат до Т = Тпр, коли знову З1+З2=З3. При t > Тпр витрати на експлуатацію машини більше економічного ефекту, який може забезпечити машина. Тривалість економічно доцільної експлуатації машини Тэ знаходиться в діапазоні між Тmax і граничним терміном служби машини Тпр.
Якщо, наприклад, змінити конструкцію машини, технологію її виготовлення або вибрати інші матеріали так, що початкова вартість машини зросте і складе величину З4, то ефективність цього варіанту визначиться новим позитивним ефектом від експлуатації машини.
У випадку якщо сумарна ефективність по другому варіанту матиме вид кривої ∑З", то цей варіант слід визнати більш, ефективним, ніж перший. Вид кривої ∑З" обумовлений підвищенням рівня надійності машини за рахунок збільшення вкладених засобів при її розробці і виготовленні. Така машина може експлуатуватися більш довгий час.
Таким чином, ще на стадії розробки повинні бути закладені основи для створення зносостійких і надійних машин, що зберігають працездатність в різних умовах експлуатації. Надійність, закладена при проектуванні машини, повинна бути забезпечена при її виробництві і експлуатації.
Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 184; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!