MISKOLCI EGYETEM GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR GÉPELEMEK TANSZÉKE 3515 Miskolc-Egyetemváros
TANTÁRGYI DOSSZIÉ
GEGET057N DIAGNOSZTIKA ÉS KARBANTARTÁS
Tárgyfelelős: Sarka Ferenc Előadó: Sarka Ferenc Gyakorlatvezető:
Miskolc, 2007. szeptember
GEGET057N Diagnosztika és karbantartás Tartalomjegyzék Tantárgyleírás, tárgyjegyző, óraszám, kreditérték Tantárgytematika (órára lebontva) Minta zárthelyi Vizsgakérdések, vizsgáztatás módja Egyéb követelmények
2
GEGET057N Diagnosztika és karbantartás 1. TANTÁRGYLEÍRÁS A tantárgy/kurzus címe
A tantárgy/kurzus száma ANYAGMÉRNÖK Óraszám/hét 2+1
DIAGNOSZTIKA ÉS KARBANTARTÁS Kurzus típusa ELŐADÁS, Gyakorlat
Félév 2 Kreditek száma 4
Tárgyjegyző és előadó tanár: Sarka Ferenc egyetemi tanársegéd Intézet/Tanszék: Gépészmérnöki és Informatikai Kar Gépelemek Tanszéke A kurzus státusza a tanulmányi programon belül: III.é. Kohómérnöki szakos, Anyagmérnöki szakos, Minőségbiztosítási ágazatos kohómérnök hallgatóknak, választható A kurzus célja A hallgatók megismerkednek a különböző rezgésdiagnosztikai modellekkel és azok gyakorlati alkalmazásával, karbantartási módszerekkel, állapot-meghatározásokkal. A kurzus leírása: Műszaki diagnosztika, állapotvizsgálaton alapuló karbantartás Diagnosztikai módszerek, az egyes eljárások összehasonlítása, alkalmazási lehetőségei, jelentőségük a korszerű karbantartásban. Rezgésjellemzők, alapvető rezgéstani alapfogalmak. Szintek, műveletek szintekkel. Jeladók, rezgésmérési módszerek (különös tekintettel a tranziens folyamatokra), alkalmazható műszerek és eljárások. Testhang- és léghangmérés. Gépállapotra vonatkozó előírások és műszaki irányelvek. Gazdaságossági kérdések, elérhető eredmények. A kreditpontok megszerzésének követelményei: 2 db félévközi zárthelyi sikeres megírása, laborgyakorlaton teljesítése. A félév során az előadás és a gyakorlat látogatása kötelező. Minden hallgatónak legalább 8 gyakorlati órán kötelező megjelenni. Oktatási módszer: Előadások, projektor vagy írásvetítő használatával. Gyakorlatokon az oktató irányítása mellett, szabványok és katalógusok felhasználásával végzik el a számításokat, laborgyakorlaton a tanszék által biztosított műszerekkel műszeresmérések végzése, kiértékelése. Előfeltételek: Nincs Oktatási segédeszköz: Projektor, írásvetítő, mintalap, modell, mérőműszerek, szabványok, katalógusok. Vizsgáztatási módszer: Gyakorlati jeggyel zárul a tárgy. Kell e jelentkezni a kurzusra: Igen, a félév megkezdése előtti héten, neptun rendszeren keresztül. Értékelés: Az értékelés ötfokozatú minősítéssel történik az évközi munka alapján.
3
GEGET057N Diagnosztika és karbantartás 2. TANTÁRGYTEMATIKA: A "Diagnosztika, karbantartás" c. tantárgy ütemterve III.é. Kohómérnöki szakos, Anyagmérnöki szakos, Minőségbiztosítási ágazatos kohómérnök hallgatóknak Tanulmány hét 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Előadás A karbantartás feladata és jelentősége az üzemvitelben. Általános jellemzők. Alkatrészfelújítási és javítási eljárások.
Gyakorlat Felmérő dolgozat
Hegesztett kötések méretezése Alkatrészfelújítási és javítási eljárások. Hegesztés, forrasztás Hegesztett kötések méretezése Alkatrészjavítási eljárások. Ragasztás, termikus szórás. Ragasztott kötések méretezése Gépalkatrészek felújítása krómozással, műanyag bevonással, Ragasztott kötések felrakóhegesztéssel méretezése Szereléstechnológia Kombinált kötések méretezése Karbantartás szervezése, karbantartási rendszerek 1. zárthelyi Diagnosztikai eljárások. Rezgésvizsgálat. Alapfogalmak. Rezgésjellemzők meghatározása Rezgésvizsgálati módszerek. Értékelési eljárások. Rezgésjellemzők meghatározása Zaj- és rezgésmérő műszerek. Érzékelők. Rezgésanalízis Zaj és rezgésmérő műszerek. Szűrők, elemzők. Zajmérés Jellegzetes gépegységek rezgés- és zajvizsgálata. Rezgésmérés kiértékelése Jellegzetes gépegységek rezgés- és zajvizsgálata 2. zárthelyi Diagnosztikai eljárások. Ipari endoszkópia Zaj számítási feladat Tribológiai vizsgálatok és termovízió. Feladatpótlás
Ajánlott irodalom: Kováts A.: Gépszerkezettan. Műszaki akusztika. Tankönyvkiadó, Bp. 1985. Sólyomvári K.-Lipovszky Gy.-Varga G.: Gépek rezgésvizsgálata és a karbantartás. Műszaki Könyvkiadó, Bp., 1981. Dömötör F. (szerk.): Rezgésdiagnosztika I. Főiskolai kiadó, Dunaújváros, 2008. A tantárgy követelményei és félévvégi aláírás feltételei: -A tárgy lezárásának módja: aláírás és gyakorlati jegy. - A félév elismerésének /az aláírás megszerzésének/ feltétele a kötelező foglalkozások folyamatos látogatása, a laborméréseken való részvétel és az ellenőrző feladatok legalább elégséges minősítése. - Az ellenőrző dolgozatok időpontját az ütemterv tartalmazza. Időtartamuk alkalmanként 20 perc. A dolgozatok értékelése ötfokozatú minősítéssel történik.
4
GEGET057N Diagnosztika és karbantartás - A labormérések időpontját az ütemterv tartalmazza. A mérésekről minden mérőcsoportnak külön-külön jegyzőkönyvet kell készítenie, melynek értékelése: meg-felelt, ill. nem felelt meg. - Elégtelen illetve hiányzó ellenőrző dolgozatok pótlására az utolsó (10.) héten kerül sor. Labormérések pótlására a gyakorlatvezetővel való egyeztetés után kerül sor. -, A vizsga írásbeli és szóbeli részből áll, értékelése e kettő összesítése alapján történik.
5
GEGET057N Diagnosztika és karbantartás 3. MINTA ZÁRTHELYI Karbantartás és diagnosztika
I. zárthelyi feladat
Dátum:
Név: Tankör : 1. 10 mm x 100 mm keresztmetszetű szelvényt tompavarrattal hegesztünk össze. A varratra Fmax = 120 kN húzó erő hat, mekkora a varratban ébredő feszültség σmax =?,ill. a varrat megfelelő-e (nt),ha σmeg =325 MPa, az előirt biztonsági tényező n = 2. 2. A38 anyagminőség esetén hajlító igénybevétel esetén a tiszta lengő kifáradásihatár 200 N/mm2, továbbá a folyáshatár 310N/mm2 . Határozza meg a megadott jellemző értékek alapján a Haigh-féle kifáradási határgörbéből kiindulva a biztonsági tényezőt törésre és folyásra állandó feszültségviszony esetén, ha σm =145 N/mm2 és σa =95 N/mm2 Mekkora az eredő biztonsági tényező? 3. Ø 47 mm átmérőjű rúd terhelése 1100 N és 1950 N között periodikusan változik. Az igénybevétel tiszta húzás! Mekkora a terhelés jellemző feszültségviszony? Milyen az igénybevétel jellege (statikus, tiszta lengő stb.)? 4.
Az ábrán látható testre F húzóerő hat, határozza meg az ébredő maximális feszültséget, a nyúlás és a fajlagos nyúlás értékét b
a
l
Adott: a = 200 mm, b = 25 mm, l = 5000 mm, E = 210 GPa, σmeg =180 MPa
5. Rajzolja fel a VDI kifáradási határgörbét és mutassa be annak közelítő meghatározási módszereit! 6. Számítsa ki a redukált feszültséget egy varratra β = 1,8 feltételezéssel, ha N mm 2 N σ II = 80 mm 2
σ ⊥ = 150
N mm 2 N τ II = 56 mm 2
τ ⊥ = 25
7. Sorolja fel a ragasztott kötések néhány előnyét és hátrányát (min. 5-5)!
6
GEGET057N Diagnosztika és karbantartás MINTA ZÁRTHELYI MEGOLDÁSA 1,
σ max =
σ jell =
Fmax 120000 N N = = 120 A 10mm ⋅ 100mm mm 2
σ meg n
=
325
N mm 2 = 162,5 N 2 mm 2
σ max ≤ σ jell , tehát a varrat megfelelő!
2,
N mm 2 N σ m = 120 mm 2
σ D , −1 = 180
nσ a =
A1 A2 180 = = 1,5 A1M 120
nσ m =
B1 B2 180 = = 2,25 80 B1M
7
N mm 2 N σ a = 80 mm 2
R eH = 260
GEGET057N Diagnosztika és karbantartás 3,
σa =
σ max − σ min
2 σ + σ min σ m = max 2 Rs =
1950 N − 1100 N = 425 N 2 1950 N + 1100 N = = 1525 N 2
=
σ min 1100 N = = 0,56 ⇒ lüktető igénybevétel, mert 0 < Rs < 1 σ max 1950 N
4, F N 120000 N = = 25 A 200mm ⋅ 25mm mm 2 N 25 σ mm 2 ε= = = 1,2 ⋅ 10 − 4 N E 210000 mm 2 λ = ε ⋅ l = 1,2 ⋅ 10 − 4 ⋅ 5000mm = 0,6mm
Mértékadó feszültség : σ jell =
Fajlagos nyúlás : Nyúlás :
5,
8
GEGET057N Diagnosztika és karbantartás 6,
σ red = σ ⊥2 + β (τ ⊥2 + τ II2 ) = 2 2 2 ⎡⎛ N ⎞ N ⎞ ⎛ N ⎞ ⎤ N ⎛ 150 + 1 , 8 25 + 56 = 171,1 ⎜ ⎜ ⎢⎜ 2 ⎟ 2 ⎟ 2 ⎟ ⎥ mm ⎠ mm 2 ⎝ ⎢⎣⎝ mm ⎠ ⎝ mm ⎠ ⎥⎦
7,
: : Ragasztott kötés Előnye: - jó tömítő képesség - rezgéscsillapítás - villamos szigetelés - olcsó - felületi erőátvitel - stb.
Hátránya: - felületi előkészítést igényel - kis szilárdság - öregedési hajlam - kis hőállóság - „hámozó” igénybevétellel szembeni ellenállása kicsi - stb.
9
GEGET057N Diagnosztika és karbantartás Karbantartás és diagnosztika Név:
II. zárthelyi feladat Tankör :
Dátum:
1.
Határozza meg P=0,72 mW hangteljesítményű zajforrás abszolút és 1nW-ra vonatkoztatott relatív teljesítményszintjét!
2.
Határozza meg f1=375 Hz és f2=87 Hz abszolút frekvenciaszintjét és e kettő frekvenciamértékét!
3.
Egy hangteret négy zajforrás hoz létre. A hangtér egy tetszőleges pontjában ekkor 77 dB hangnyomásszint mérhető. Külön-külön ezek a források ugyanitt 62-65-68 dB hangnyomásszintet keltenek. Mekkora a negyedik jelentette terhelés?
4.
Valamely gépteremben három zajforrás van. Ezeket teljes terheléssel külön-külön működtetve a terem ugyanazon pontjában 82-79-86 dB hangnyomásszintet hoznak létre. Mekkora lesz együttes üzemeltetés esetén a kialakuló hangnyomásszint, ha a legerősebb csak felterheléssel (50 %-os teljesítménnyel) üzemel?
5.
2,5 mW hangteljesítményű zajforrástól 5 m távolságban mekkora az intenzitás, az intenzitásszint, a hangnyomásszint, továbbá a hangnyomás effektív és csúcsértéke gömbsugárzó feltételezéssel? Mekkora a forrás abszolút teljesítményszintje?
6.
Egy hangtérben a forrástól számított r1=8 m távolságban az intenzitásszint 82 dB. Mekkora lesz a hangnyomásszint r2=24 m távolságban?
10
GEGET057N Diagnosztika és karbantartás Karbantartás és diagnosztika
II. zárthelyi feladat megoldása
1,
P 0,72 ⋅ 10 −3 LW = 10 lg = 10 lg = 88,57 ≈ 89dB P0 10 −12
Abszolút szint : Relatív szint :
'
LW
P 0,72 ⋅ 10 −3 = 10 lg ' = 10 lg = 28,57 ≈ 29dB / 1nW P0 10 −6
2, L f 1 = lb
f1 375Hz = lb ≈ 1,6 octa f0 125 Hz
L f 2 = lb
f2 87 Hz = lb ≈ 0,3 octa f0 125 Hz
m = L f 1 − L f 2 = 1,6 octa - 0,3 octa = 1,3 oktáv 3, LP ∑ = 77dB LP1 = 62dB
n
LP ∑ = 10 lg ∑ 10 0 ,1LPi i =1
LP 2 = 65dB LP 3 = 68dB
(
LP 4 = 10 lg 10
0 ,1LP ∑
(
)
= 10lg 10 7,7 − 10 6, 2 − 10 6,5 − 10 6,8 = 76dB
4, n
L P1 = 82 dB L P 2 = 79 dB L P 3 = 86 dB
LP ∑ = 10 lg ∑ 10 0 ,1LPi i =1
( = 10lg (10
)
L P ∑ = 10 lg 10 0 ,1LP1 + 10 0 ,1LP 2 + 10 0,1LP 3 = 8,2
)
+ 10 7 ,9 + 0,5 ⋅ 10 8, 6 = 86 dB
11
)
− 10 0,1LP1 − 10 0,1LP 2 − 10 0,1LP 3 =
GEGET057N Diagnosztika és karbantartás 5,
Az intenzítás : P 2,5 ⋅10 −3W P = 2 = ≈ 7,96 ⋅10 − 6 Wm 2 2 2 A 4r π 4⋅5 m π Az intenzítás szint :
I=
L I = 10 lg
I 7,96 ⋅10 − 6 Wm 2 = 10 lg ≈ 69 dB I0 10 −12 Wm 2
A hangnyomás szint : L P = L I ⇒ L P = 69 dB A hangnyomás effektív értéke : P L P = 20 lg alapján : P = P0 ⋅10 0 , 05 LP = 2 ⋅10 −5 Pa ⋅10 0 , 05⋅69 ≈ 0,0564 Pa P0 a hangnyomás csúcsérték e : Pˆ = 2 ⋅ P = 2 ⋅ 0,0564 Pa = 0,0797 Pa A teljesítm ényszint : L W = 10 lg
P 2,5 ⋅10 −3W = 10 lg ≈ 94 dB P0 10 −12 W
6,
Az intenzítás : I = I 0 ⋅1001LI = 10 −12 Wm − 2 ⋅100,1⋅82 = 10 −3,8Wm − 2 mivel az intenzitás a forrástól való távolság négyzetével fordítva arányos, ezért I(r1 ) ⎛ r2 ⎞ = ⎜ ⎟ , melybőe I(r2 ) ⎜⎝ r1 ⎟⎠ 2
2
2
⎛r ⎞ ⎛ 8m ⎞ −5 −2 I(r2 = 24m ) = I (r1 = 8m )⎜⎜ 2 ⎟⎟ = 10 −3,8Wm − 2 ⎜ ⎟ ≈ 1,761 ⋅10 Wm r 24 m ⎝ ⎠ ⎝ 1⎠ A keresett hangnyomásszint :
L P (r2 = 24m ) = 10 lg
I(r2 = 24m ) 1,761 ⋅10 −5Wm − 2 = 10 lg ≈ 72dB I0 10 −12 Wm − 2
12
