«Разработка электронного учебно-методического комплекса. Система очистки ореберных труб»

Одно из возможных направлений разрешения противоречия может обеспечить подход, в котором использование электронных учебных материалов при изучении дисциплины «Введение в специальность. Система очистки ореберных труб» будет носить системный характер.

Необходимость разрешения противоречия обусловливает актуальность данной дипломной работы, а также определяет ее проблему: каким образом должен быть построен электронный учебный курс, чтобы он повышал успеваемость студентов. В рамках решения указанной проблемы была определена тема дипломной работы: Разработка электронного учебно-методического комплекса «Введение в специальность». Система очистки ореберных труб.

Цель дипломной работы состоит в проектировании и разработке электронного учебного курса по дисциплине «Введение в специальность». Система очистки ореберных труб.

Объектом исследования является процесс проектирования и разработки электронного учебного курса дисциплине «Введение в специальность». Система очистки ореберных труб.

Предмет исследования - процесс обучения дисциплине «Введение в специальность». Система очистки ореберных труб.

Цель. Проектирование и разработка электронного учебного курса дисциплине «Введение в специальность». Система очистки ореберных труб.

Для достижения цели дипломной работы были поставлены следующие задачи:

1. Проанализировать специальную, педагогическую, психологическую литературу для выявления особенностей проектирования ЭУК.

2. Рассмотреть и определить этапы проектирования и создания ЭУК

3. Разработать содержание электронного учебного курса, в полной мере содержащего материал, необходимый и достаточный для понимания вопроса дисциплины «Введение в специальность». Система очистки ореберных труб.

Теоретическая значимость педагогического исследования:

1. Определен комплекс принципов построения электронных учебных курсов, направленных на активизацию и повышение продуктивности учебно-познавательной деятельности студентов, к которым отнесены: создание мотивации изучения дисциплины, наглядность представления учебной информации, интерактивность, модульность структуры, ориентация на самостоятельное освоение, технологическая и содержательная преемственность различных этапов обучения дисциплине, профессиональная направленность, нелинейность структуры учебного материала, комплексное использование средств мультимедиа.

2. Выявлены дидактические и организационные условия применения электронных учебных курсов, обеспечивающие активизацию учебной деятельности студентов: доступность компьютерной техники как на учебных занятиях.

Практическая значимость педагогического исследования состоит в том, применение наглядного представления материала в обучении делает подачу учебной информации более интересной и запоминающейся для каждого студента. Это позволяет улучшить качество обучения, облегчить изучение учебного материала, сделать процесс обучения более привлекательным для студента.

Методы исследования: анализ теоретических источников по проблеме исследования.

где Dx - диаметр валка в рассматриваемом сечении;

nв - число оборотов валка.

Разложив вектор окружной скорости v на две составляющие, на-правленные по оси прокатки и перпендикулярно к ней, получим осевую скорость заготовки u и скорость вращения заготовки ω, которые соответ-ственно определяется следующими выражениями:

(1V-2)

(IV-3)

В зоне контакта валков с заготовкой радиус валка изменяется по длине заборного конуса, и в соответствии с выражениями (IV-2) и (IV-3) должны изменяться окружная и осевая скорости заготовки по ее длине в очаге деформации. Так как заготовка при установившемся процессе прокатки характеризуется определенными скоростью вращения и скоростью выхода из валков, то очевидно существует значение диаметра, подстановка которого в выражения (IV-2) и (IV-3) дает величины u и ω, равные фактическим.

По аналогии с другими процессами прокатки этот диаметр можно назвать катающим. Величину катающего диаметра необходимо знать для расчета валков и определения производительности процесса прокатки.

Рис. 90. Разложение скоростей при поперечно-винтовой прокатке

Если известны числа оборотов валков nв и заготовки nз, то катающий диаметр можно определить из выражения

где Dк - катающий диаметр валка;

dK - катающий диаметр заготовки;

i - передаточное отношение между валком и заготовкой.

Расстояние между осями валков

Подставив значение dк, получим

Откуда

Катающий диаметр заготовки

На основании экспериментальных данных для практических расче-тов без больших погрешностей можно принять, что:

где h - высота профиля резьбы;

dвн - внутренний диаметр прокатываемой резьбы;

Dн - наружный диаметр валка.

Схемы процесса

При поперечно-винтовой прокатке изделий с винтовой поверхностью применяют двухвалковую и трехвалковую схемы прокатки. При двух-валковой схеме прокатки заготовка между валками удерживается при помощи поддерживающих проводок или подвижных центров. При трех-валковой схеме прокатки необходимость в проводках отпадает.

Рис. 91. Схемы прокатки в валках с кольцевыми и винтовыми калибрами

При поперечно-винтовой прокатке изделий с винтовой поверхностью используют валки двух типов: с кольцевыми и винтовыми калибрами.

В зависимости от типа калибров валков и профиля на изделии с винтовой поверхностью возможны следующие схемы поперечно-винтовой прокатки.

Схема I. Валки с кольцевыми калибрами; угол перекоса осей валков равен углу подъема прокатываемого профиля на заготовке (рис. 91):

Схема II. Валки с винтовыми калибрами, направление которых разноименное с направлением прокатываемого профиля из изделий с винтовой поверхностью; угол подъема профиля на заготовке больше угла подъема винтовых калибров на валке. В этом случае угол перекоса осей валков

где βв - угол подъема винтовых калибров на валке.

По этой схеме прокатка осуществляется при меньших значениях угла перекоса осей валков по сравнению с прокаткой валками, имеющими кольцевые калибры.

Схема III. Валки с винтовыми калибрами, направление которых разноименное с направлением прокатываемого профиля на изделии с винтовой поверхностью: угол подъема профиля на заготовке меньше угла подъема винтовых калибров на валке. Угол

Применение схемы III требует более сложных многозаходных вал-ков. По этой схеме прокатку обычно ведут при меньших значениях угла а по сравнению с величиной а при прокатке валками, имеющими кольцевые калибры. Это позволяет уменьшить единичные радиальные обжатия заготовки.

Валками с кольцевыми калибрами (одним комплектом валков) можно прокатывать левую и правую резьбу одного шага на заготовках разных диаметров, но с углом подъема резьбы не более 6-7 град. При использовании валков с кольцевыми калибрами не предъявляют высоких требований к синхронизации их вращения, что упрощает конструкцию привода вращения. Однако такие валки сложны в изготовлении.

Валками с винтовыми калибрами (одним комплектом валков) также можно прокатывать резьбу различного диаметра за исключением резьбы, у которой угол подъема равен углу подъема винтовых калибров на валке.

В отличие от валков с кольцевыми калибрами валки с винтовыми калибрами имеют следующие преимущества.

1. Прокатка выполняется при меньших углах перекоса осей валков. Это важно при производстве многозаходных резьб и червяков, так как допустимые величины углов перекоса осей валков определяются кон-структивными возможностями оборудования.

2. Прокатка валками с винтовыми калибрами осуществляется при величинах осевой подачи и радиального единичного обжатия заготовки, меньших, чем при прокатке валками с кольцевыми калибрами при оди-наковом угле заборного конуса валков. Это имеет особое значение при холодной прокатке резьбы, когда необходимо уменьшить единичное радиальное обжатие заготовки с целью снижения давления металла на валки и мощности привода вращения валков, а также из-за технологиче-ских соображений.

3. При одинаковых режимах прокатки (т. е. равных единичных ра-диальных обжатиях) ширина валков с винтовыми калибрами меньше, чем валков с кольцевыми калибрами.

Уменьшение ширины валков ведет к снижению усилий при прокатке и мощности привода, благодаря чему можно прокатывать более крупные профили с винтовой поверхностью на менее мощном и жестком оборудовании. Таким образом, применение валков с винтовыми калибрами расширяет технологические возможности оборудования. Недо-статком этих валков является то, что при прокатке необходима высокая синхронности их вращения.

Целесообразность применения валков того или иного типа опреде-ляется расчетом в зависимости от геометрии прокатываемого профиля, материала заготовки и параметров оборудования, причем валки с коль-цевыми калибрами следует рассматривать как частный случай валков с винтовыми калибрами.

Контактная поверхность при прокатке винтов

Поперечно-винтовая прокатка изделий с винтовой поверхностью осуществляется при небольших углах разворота осей валков (1-4°) срав-нительно неширокими валками (160-170 мм). Это позволяет пренебречь влиянием угла перекоса валков на контактную поверхность и считать оси валков и заготовки расположенными в одной плоскости.

Контактная площадь при поперечно-винтовой прокатке профильны-ми валками (рис. 92) состоит из отдельных участков и определяется как сумма площадей этих участков.

Горизонтальную проекцию контактной площади с учетом боковых граней калибров валков при прокатке с обжатием наружного диаметра прокатываемого профиля можно выразить следующими формулами:

или

где lз.к. - длина заборного конуса валков;

lк.у - длина калибрующего участка валков;

х1, х2, хn - длина необжатых участков;

n - число необжатых участков в заборном конусе валков;

bср - средняя ширина поверхности контакта.

При прокатке без обжатия наружного диаметра прокатываемого профиля

где m - число впадин на калибрующем участке валков;

а - ширина впадины по внутреннему диаметру валков.

Для упрощения расчета примем, что рост зуба профиля при про-катке происходит равномерно.

Рис. 92. Продольный разрез валков и заготовки в очаге деформации

Определив длину необжатых участков х1, х2, хn в заборном конусе (см. рис. 92) и просуммировав ряд, получим

где

Подставив значение у0, получим

где t - шаг прокатываемого профиля; h - высота профиля; a - угол наклона боковой грани калибра.

Длина контактной поверхности на заборном конусе

При прокатке с обжатием наружного диаметра прокатываемого профиля длина контактной поверхности на цилиндрическом участке валков Lк.y = lк.y; тогда горизонтальная проекция контактной площади

При прокатке без обжатия наружного диаметра прокатываемого, профиля суммарная длина обжатых участков

где

В этом случае горизонтальная проекция контактной площади

Ширина очага деформации изменяется по длине валка и зависит от диаметра валка и заготовки, а также от радиальных единичных обжатий. На практике при определении контактной поверхности используют bср:

где Rср - средний радиус профиля валка;

rср - средний радиус прокатываемой резьбы;

Δr - радиальное единичное обжатие.

При холодной прокатке следует учитывать упругое сжатие валков, и заготовки. Для этого можно использовать известную формулу - А. И. Целикова [7] после подстановки в нее средних величин

Значение b2 определяется по формуле

где рср - среднее удельное давление на контактной поверхности;

μ1Е1 - коэффициент Пуассона и модуль упругости валка;

μ2Е2 - коэффициент Пуассона и модуль упругости прокатываемой > заготовки.

В табл. 15 приведены результаты обработки опытных данных, по-лученных при прокатке резьб некоторых размеров.

Давление металла на валки измеряли двумя месдозами с проволоч-ными электротензометрами. Для замера крутящего момента электро-тензометры наклеивали на шпиндели.

Глава 3. Разработка электронного учебно-методического комплекса «Введение в специальность». Система очистки ореберных труб

3.1. Общие технические требования

Электронное пособие должно функционировать в средах операционных систем Windows XP и выше. Система, на которой запускается электронное пособие должно соответствовать минимальным требованиям.

Требования к электронному пособию:

− оптимальность объема требующейся памяти, корректность автоматической установки, ее доступность для пользователя-непрофессионала;

− выполнение всех заявленных для электронного пособия как программного продукта функций и логических переходов;

− качественность программной реализации, включая поведение при запуске параллельных приложений, скорость ответа на вопросы, корректность работы с периферийными устройствами;

− адекватность использования и гармония средств мультимедиа, оригинальность и качество мультимедиа-компонентов;

− оптимальность организации интерактивной работы электронного пособия;

− эргономичность программного продукта, обеспечение требований (интуитивная ясность, дружественность, удобство навигации и пр.) .

Требования к интерфейсу пользователя:

− интерфейс электронного пособия должен предоставлять максимальную гибкость настройки конечным пользователем.

− поддержка горизонтального слоения электронного пособия и вертикального слоения электронного пособия.

Требования к дизайну

При создании электронного пособия, предъявляются следующие требования к его дизайну: простота, гибкость, последовательность, слаженность и стандартизация, отсутствие нагромождений, наличие визуальной иерархии, интуитивность навигации.

Также учитывается и цветовое решение, так как цвет является важной характеристикой при восприятии информации. Дизайн должен обеспечивать соответствие следующему основному требованию: внимание пользователя должно концентрироваться на наиболее важных навигационных элементах.

Требования к навигации:

− однотипность;

− место расположения;

− визуальная идентифицируемость;

− понятность навигации;

− доступность навигации;

Навигация по сайту должна быть сквозной и на всех страницах сайта одинаковой.

Требования к аппаратной части функционирования:

− Процессор типа Intel Pentium, Celeron с Кэш-памятью 2-го уровня не менее 128 Кб и тактовой частотой от 1000 МГц.

− Оперативная память объемом не менее 1 Гб.

− Жесткий диск объемом не менее 128 Гб.

− Монитор с разрешением не менее 1024x600.

Терминология

Контент – совокупность информационных данных, публикуемых на сайте. Информационно значимое наполнение ресурса (web-сайта) – текст, графика, мультимедиа.

Администратор – лицо, занимающееся поддержкой системы и имеющее неограниченный доступ ко всем ее элементам.

Пользователь – лицо, имеющее возможность просматривать информацию сайта через браузер.

3.2. Разработка сценария электронного учебно-методического комплекса

Рисунок 1. Схема работы электронного учебно-методического комплекса в локальной сети с выделенным файловым сервером

Основные этапы проектирования и создания электронных учебных пособий:

− аналитический этап – содержит планирование, построение информационной модели, определение основных задач и целей обучения;

− подготовительный этап – включает выбор источников, разработку содержания и т.д.

− технолого-конструкторский этап – реализация программного продукта;

Модель информационных потоков, протекающая при создании электронного пособия, реализуется в системе моделирования и документирования бизнес-процессов Anylogic.

Функциональная модель представляется в виде взаимодействующих работ и функций и содержит контекстную диаграмму, диаграмму декомпозиции.

Контекстная диаграмма – диаграмма наиболее абстрактного уровня описания системы в целом, содержащая определение субъекта моделирования, цели моделирования.

Контекстная диаграмма электронного учебника содержит (рисунок 2):

− работу Электронный учебно-методический комплекс «Введение в специальность». Система очистки ореберных труб. т. е наименование процесса;

− стрелки входа «Лекции», «Реализация основных разделов УМК в среде Moodle»;

− стрелки управления «Требования», «Задание»;

− стрелка выхода «проект»; «Электронный учебно-методический комплекс»;

− стрелки механизма «Разработчик», «Руководитель».