Варианты ЗАДАНИЙ
Текущий балл и варианты по списку
10 класс
Инженерный практикум
Занятие 1. Введение в инженерную деятельность

1. Введение в инженерную деятельность

📅 01.09.2026 ⏱ 2 × 40 минут
⏳ Занятие состоит из двух уроков по 40 минут с коротким перерывом

📋 План занятия

  1. 00:00-00:40: Урок 1: Кто такой инженер. Примеры великих инженеров. Что такое сложный технический объект.
  2. 00:40-00:45: Короткий перерыв
  3. 00:45-01:25: Урок 2: Практика: найти сложные объекты вокруг себя. Обсуждение: почему они сложные.
  4. 01:25-01:30: Итоги. Объяснение домашнего задания

🎯 Основной материал

1. Кто такой инженер?

Инженер (от лат. ingenium — способность, изобретательность) — специалист, который применяет научные знания для решения технических задач, создания новых устройств, машин, систем и технологий.

💡 Главная задача инженера: превратить идею в работающее устройство, которое приносит пользу людям.

Великие инженеры в истории:

  • Архимед (287-212 до н.э.) — создал законы рычага, винт Архимеда, систему защиты Сиракуз.
  • Леонардо да Винчи (1452-1519) — изобрел парашют, вертолет, танк, подводную лодку (проекты).
  • Джеймс Уатт (1736-1819) — усовершенствовал паровую машину, дав начало промышленной революции.
  • Никола Тесла (1856-1943) — разработал систему переменного тока, индукционные двигатели, беспроводную передачу энергии.
  • Сергей Королёв (1907-1966) — главный конструктор первых ракет и спутников в СССР, создатель "Востока".
  • Илон Маск (род. 1971) — основатель SpaceX, Tesla, развивает электротранспорт и космонавтику.

2. Сложный технический объект

Сложный технический объект — это система, состоящая из множества взаимосвязанных элементов, которая выполняет определённые функции.

Признаки сложного объекта:

  • Много компонентов (сотни и тысячи деталей).
  • Взаимосвязи между элементами (изменение одного влияет на другие).
  • Иерархия — подсистемы внутри системы.
  • Наличие управления (человек или автоматика).
  • Свойства системы не сводятся к свойствам отдельных частей.
Примеры сложных объектов:
  • Автомобиль (двигатель, трансмиссия, электроника, подвеска, кузов)
  • Самолёт (фюзеляж, крылья, двигатели, системы управления, навигация)
  • Компьютер (процессор, память, питание, периферия, ОС)
  • Смартфон (процессор, дисплей, аккумулятор, модули связи, ОС)

3. Практическая часть

Задание на уроке: Анализ сложных объектов вокруг нас

Цель: Научиться выделять компоненты и связи в реальных технических системах.

🔍 Задание (работа в парах):
  1. Выберите один объект из списка (или предложите свой): холодильник, стиральная машина, велосипед, робот-пылесос, умная колонка.
  2. Перечислите основные компоненты этого объекта (не менее 5).
  3. Опишите связи между компонентами (как они взаимодействуют).
  4. Определите, что является входом и выходом системы.
  5. Представьте свой анализ классу (2-3 минуты).
📝 Пример для холодильника:
  • Компоненты: компрессор, конденсатор, испаритель, термостат, дверца, полки, лампа.
  • Связи: термостат управляет компрессором, компрессор создаёт давление, хладагент циркулирует, испаритель охлаждает воздух.
  • Вход: электричество, продукты (теплые). Выход: холодный воздух, охлаждённые продукты.

📝 Домашнее задание

ДЗ #1 📅 Срок сдачи: 08.09.2026 🏆 Макс. балл: 5 баллов

Анализ сложного технического объекта

Что нужно сделать:

  1. Выберите один сложный технический объект дома (например, микроволновая печь, пылесос, телевизор, ноутбук).
  2. Составьте его описание по плану:
    • Название объекта
    • Основное назначение (функция)
    • Список основных компонентов (не менее 5)
    • Описание связей между компонентами
    • Входы и выходы системы
    • Краткий вывод: почему этот объект можно считать сложным?
  3. Оформите в тетради или текстовом файле.

📤 Как сдать:

Фото/скан тетради или файл в формате .docx/.txt. Принести на следующий урок или отправить в чат.

Занятие 2. Структура инженерных систем

2. Структура инженерных систем

📅 08.09.2026 ⏱ 2 × 40 минут
⏳ Занятие состоит из двух уроков по 40 минут с коротким перерывом

📋 План занятия

  1. 00:00-00:40: Урок 1: Понятие сложной системы. Элементы, интерфейсы и потоки: вещество, энергия, сигналы. Эмерджентность. Обратная связь.
  2. 00:40-00:45: Короткий перерыв
  3. 00:45-01:25: Урок 2: Практика: декомпозиция 3D-принтера / ЧПУ-станка. Анализ единичных точек отказа (SPOF). Применение к январскому проекту.
  4. 01:25-01:30: Итоги. Разбор домашнего задания

🎯 Основной материал

1. Что такое инженерная система?

📌 Техническая система — это совокупность взаимосвязанных элементов, организованных для выполнения заданной технической функции, которой не обладает ни один из элементов по отдельности (свойство эмерджентности).

Ключевые понятия:

  • Подсистема — функциональная часть системы (например, кинематика, блок питания или плата управления).
  • Интерфейс (связь) — граница взаимодействия между блоками. Бывает трех типов:
    • Материальный: пруток пластика в экструдере, подача СОЖ к фрезе.
    • Энергетический: 24V от блока питания, крутящий момент от шагового двигателя к валу.
    • Информационный: сигнал с концевого датчика, команды Step/Dir, ШИМ-сигнал нагревателя.
  • Обратная связь — контур управления, в котором фактический результат на выходе считывается датчиком и сравнивается с заданием (термистор на сопле экструдера сообщает плате реальную температуру для управления нагревом).
⚡ [SYS-PARADOX] Вопрос у доски:
«В экструдер 3D-принтера установили нагревательный элемент в 3 раза мощнее, чтобы он быстрее грелся. Но пластик при печати на высокой скорости стал застревать и проскальзывать еще сильнее. Почему более мощный нагреватель ухудшил работу системы?»
Показать подсказку для преподавателя

Разгадка: Увеличив мощность нагревательного блока, инженеры забыли про термобарьер и радиатор охлаждения. Тепло поднялось вверх по трубке подачи (эффект тепловой пробки — heat creep), пластик размягчился раньше времени в зоне прижима шестерен и намертво заклинил подачу. Система — это всегда баланс подсистем, а не прокачка одного узла.

💡 [PHYS-BASE] Физика на пальцах:
Любая инженерная машина — это просто сеть перекрестков и труб. С одного конца заходит энергия (из розетки или аккумулятора), с другого — сырье (пластик, металл, воздух). Задача инженера — сделать так, чтобы сигналы от датчиков вовремя открывали и закрывали «клапаны», не давая лишней энергии сломать механику.

2. Пример декомпозиции: FDM 3D-принтер

Если разложить 3D-принтер на функциональные подсистемы, мы увидим четкие связи:

Подсистема Вход Функция Выход
Питание 220V AC из сети Выпрямление и стабилизация 24V DC на плату и нагреватели
Кинематика (Оси X/Y/Z) Импульсы Step/Dir от платы Преобразование вращения мотора в линейное смещение Точное позиционирование сопла
Термоблок (Hotend) Филамент 1.75 мм + 24V ШИМ Плавление и дозирование расплава Нить расплава диаметром 0.4 мм
Управление (MCU) G-код с флешки + данные термисторов Расчет траекторий, регулировка ПИД Управляющие сигналы драйверам и реле

3. Практическая часть

Задание на уроке: Составление блок-схемы и анализ отказов (SPOF)

SPOF (Single Point of Failure) — единичная точка отказа. Элемент, выход из строя которого полностью парализует всю установку.

🔧 Задание (работа в парах):
  1. Начертите в тетрадях блок-схему привода станка: Блок питания → Материнская плата → Драйвер шагового двигателя → Шаговый двигатель → Зубчатый ремень / ШВП.
  2. Стрелками разного вида укажите: линии питания (двойная стрелка), линии сигналов (тонкая стрелка), механическую связь (жирная стрелка).
  3. Найдите в этой цепочке слабое место: что произойдет, если оборвется зубчатый ремень? Сгорит драйвер? Заклинит подшипник?
📝 Схема связей в блоке привода:
[Блок питания 24V] ===(Питание 24V)===> [Драйвер ШД] ===(Фазы А/В)===> [Двигатель NEMA17]
                                              ^                              ||
                                              | (Step/Dir сигналы)           || (Вал)
                                              |                              \/
                                     [Плата управления]              [Шкив и зубчатый ремень]
                                              ^                              ||
                                              | (Сигнал упора)               \/
                                     [Концевой датчик] <=====(Касание)===== [Каретка оси X]

🛠️ В копилку январского проекта

К январю у каждого из вас должен быть готов работающий макет или прототип инженерного устройства. Мы начинаем формировать его паспорт прямо сейчас.

Что нужно сделать по своему проекту на этой неделе:
  • Сформулировать целевую функцию: что именно делает ваше будущее устройство (в одном предложении).
  • Выделить 3 базовые подсистемы: несущая механика/корпус, исполнительная часть (моторы, клапаны, нагреватели) и логика (датчики, контроллер).
  • Определить главный риск (SPOF): какая деталь в вашем проекте самая капризная и что вы сделаете, если она выйдет из строя.

📝 Домашнее задание

ДЗ #2 📅 Срок сдачи: 15.09.2026 🏆 Макс. балл: 5 баллов

Структурная декомпозиция сложной технической системы

Задание:

  1. Найдите свой вариант в списке ниже (по номеру в журнале). Перейдите по ссылке и изучите базовую компоновку установки.
  2. Нарисуйте структурную схему системы (не менее 5 ключевых функциональных блоков).
  3. Обозначьте стрелками 3 типа потоков: материя (жидкость, газ, деталь), энергия (электричество, тепло, вращение) и сигналы (датчики, команды).
  4. Опишите последствия отказа 2-х критических элементов (что именно перестанет работать и почему).
  5. Пункт для январского проекта: на отдельном листе нарисуйте черновую блок-схему вашего личного устройства.

Индивидуальные варианты:

🔍 Дополнительно:

📤 Формат сдачи:

Тетрадь (структурная схема от руки + описание) или электронный документ (.pdf со схемой из draw.io). Проверка на следующем занятии.

Занятие 3. История инженерии. Таймлайн технологий и материалов

3. История инженерии. Эволюция материалов и приводов

📅 15.09.2026 ⏱ 2 × 40 минут
⏳ Занятие состоит из двух уроков по 40 минут с коротким перерывом

📋 План занятия

  1. 00:00-00:40: Урок 1: Смена технологических укладов. Эволюция станков (от суппорта Модсли к ЧПУ). Материалы: чугун → легированные стали → композиты и фотополимеры.
  2. 00:40-00:45: Короткий перерыв
  3. 00:45-01:25: Урок 2: Практикум: построение таймлайна эволюции выбранного узла. Анализ технологического барьера. Привязка к материалам январского проекта.
  4. 01:25-01:30: Итоги. Инструктаж по ДЗ

🎯 Основной материал

1. Что двигает развитие техники?

📌 Технологический барьер — предел эффективности системы, обусловленный физическими свойствами используемых материалов или пределом точности доступных станков. Переход на новый уровень происходит только со сменой материала или способа обработки.

Три революции в машиностроении:

  • Механический суппорт (Г. Модсли, 1797 г.): исключил дрожание руки токаря. Появилась взаимозаменяемость винтов и гаек — основа серийного производства.
  • Электрификация и твердые сплавы (нач. XX в.): появление резцов из побежалости/карбида вольфрама повысило скорость резания металлов в 10 раз.
  • Числовое программное управление (ЧПУ, 1950-е гг.): переход от копировальных шаблонов к расчету траекторий импульсами шаговых двигателей и сервоприводов.
⚡ [SYS-PARADOX] Провокационный кейс:
«Чертежи винтокрыла и танка Леонардо да Винчи были кинематически верны. Почему ни одна из его сложных машин не была построена при жизни изобретателя, даже при наличии достаточного финансирования?»
Показать инженерную подсказку

Суть тупика: Отсутствие технологической цепочки. Деревянные шестерни расщеплялись от удельных напряжений, кованое железо эпохи Возрождения имело раковины и неравномерную твердость, а главное — плотность энергии органического топлива (овса или древесины) делала невозможным создание компактного силового привода с удельной мощностью выше 0.1 кВт/кг.

💡 [PHYS-BASE] Физика на пальцах:
Любая инженерная идея — пленница свойств доступной таблички Менделеева. Вы можете рассчитать идеальную газовую турбину на бумаге за 10 минут, но работать она начнет только тогда, когда металлург выплавит сплав никеля и кобальта, который не превратится в пластилин при 1200 °C.

2. Эволюционная шкала точности и приводов

Эпоха Типичный привод Конструкционный материал Точность обработки
XVIII век Водяное колесо / ременная передача Дерево, бронза, серый чугун ~1.0 мм (на просвет)
Конец XIX века Паровая машина / трансмиссионный вал Углеродистая сталь, латунь ~0.05 мм (штангенциркуль)
Середина XX века Асинхронный электродвигатель Легированная сталь, дюралюминий ~0.01 мм (микрометр, шлифовка)
XXI век Бесщеточный BLDC / линейный сервопривод Карбон, титан, конструкционные полимеры ~0.001 мм (ЧПУ с обратной связью)

3. Практическая часть

Задание на уроке: Разбор барьера эволюции редуктора

🔧 Задача (в парах):
  1. Проследите эволюцию передачи вращения: деревянный шкив с кожаным ремнем → прямозубая чугунная шестерня → косозубый закаленный редуктор → волновой безлюфтовый редуктор робота-манипулятора.
  2. Определите, какое ключевое требование заставило конструкторов отказаться от прямозубых шестерен в точных приводах (люфт, шум, пятно контакта).

🛠️ В копилку январского проекта

Шаг недели: Выбор материалов и технологии изготовления:
  • Определите, из чего будет сделан силовой каркас вашего устройства к январю: лазерная резка фанеры/акрила, 3D-печать (FDM: PLA/PETG) или алюминиевый конструкционный профиль (2020 / 2040).
  • Проверка на технологичность: сможете ли вы изготовить каждую деталь на оборудовании школьного технопарка без применения уникального ручного труда?

📝 Домашнее задание

ДЗ #3 📅 Срок сдачи: 22.09.2026 🏆 Макс. балл: 5 баллов

Таймлайн узла: 4 шага эволюции

Задание (компактное):

  1. По своему варианту составьте мини-таймлайн из 4 ключевых этапов развития устройства (год/эпоха + что принципиально изменилось).
  2. Укажите 1 технологический барьер, преодоление которого дало взрывной рост эффективности (смена материала, появление нового станка или датчика).
  3. Пункт по проекту: напишите 1 предложение — какой материал выбран для несущей части вашего январского изделия и почему именно он.

Индивидуальные варианты:

  • Вариант 1: Авиационный винт (деревянный моноблок → саблевидный композитный ВИШ) — статья в Википедии
  • Вариант 2: Электродвигатель (машина Фарадея → коллекторный ДПТ → бесколлекторный BLDC) — статья в Википедии
  • Вариант 3: Аккумуляторная батарея (свинцово-кислотная → Ni-Cd → Li-Ion / LiFePO4) — статья в Википедии
  • Вариант 4: Режущий инструмент (углеродистая сталь → быстрорез Р6М5 → твердосплавные пластины с покрытием TiN) — статья в Википедии
  • Вариант 5: Подшипник (деревянный вкладыш трения → шариковый стальной → гибридный керамический) — статья в Википедии
  • Вариант 6: Гироскопический датчик (механический маховик → лазерный кольцевой → кремниевый MEMS-чип) — статья в Википедии
  • Вариант 7: Силовая передача линейного перемещения (винт-гайка скольжения → шарико-винтовая пара ШВП → линейный двигатель) — статья в Википедии
  • Вариант 8: Датчик температуры (ртутный термометр → термопара → цифровой датчик температуры / пирометр) — статья в Википедии
🔍 Дополнительно:

📤 Формат сдачи:

Тетрадь (четкий список из 4 пунктов) или текстовый документ. Объем — не более 1 страницы.

Занятие 4. Инженерная безопасность и анализ техногенных аварий

4. Инженерная безопасность и системные отказы

📅 22.09.2026 ⏱ 2 × 40 минут
⏳ Занятие состоит из двух уроков по 40 минут с коротким перерывом

📋 План занятия

  1. 00:00-00:40: Урок 1: Принцип Fail-Safe (безопасный отказ). Каскадные аварии. Человеческий фактор и интерфейс «человек-машина» (HMI).
  2. 00:40-00:45: Короткий перерыв
  3. 00:45-01:25: Урок 2: Практикум: разбор авиакатастрофы Boeing 737 MAX (система MCAS) и аварии на СШГЭС. Формулирование требований безопасности к январскому проекту.
  4. 01:25-01:30: Итоги. Разбор ДЗ

🎯 Основной материал

1. Принципы проектирования безопасных систем

📌 Принцип Fail-Safe (безопасный отказ) — свойство системы при отказе любого отдельного компонента автоматически переходить в безопасное для человека и оборудования состояние, не допуская взрыва, пожара или неконтролируемого движения.

Инженерные методы защиты:

  • Нормально-разомкнутые / замкнутые цепи: кнопка аварийной остановки (E-Stop) всегда размыкает физическую цепь питания катушки контактора, а не просто шлет сигнал в микроконтроллер. При обрыве провода станок мгновенно обесточивается.
  • Гальваническая развязка: разделение силовой части (220/380V) и слаботочной логики управления (3.3/5V) оптопарами или реле, чтобы пробой ключа не сжег контроллер и оператора.
  • Аппаратный сторожевой таймер (Watchdog): таймер, перезагружающий контроллер, если программа зависла в бесконечном цикле.
⚡ [SYS-PARADOX] Вопрос у доски:
«На авиалайнере Boeing 737 MAX автоматическая система коррекции угла атаки (MCAS) опиралась на показания датчика угла атаки. Почему наличие этой автоматики привело к катастрофам, хотя система разрабатывалась для предотвращения сваливания самолета?»
Показать разбор причин

Инженерный просчет: Конструкторы привязали критически важную систему управления стабилизатором к одному-единственному датчику (SPOF) без перекрестной проверки со вторым флюгером. Когда датчик заклинило от налипания льда, система ошибочно посчитала, что самолет задирает нос, и начала непрерывно перекладывать стабилизатор на пикирование, преодолевая физические усилия пилотов.

💡 [PHYS-BASE] Физика на пальцах:
Защита «от дурака» строится на законах механики, а не на коде. Если пневмоцилиндр может оторвать пальцы рабочему, не нужно писать скрипт с предупреждением. Нужно поставить две кнопки пуска на расстоянии метра друг от друга, чтобы станок запускался только тогда, когда оператор зажал обе кнопки двумя руками одновременно.

2. Практическая часть

Задание на уроке: Разбор системы аварийного останова станка

Анализ электрической схемы безопасности:
  1. Почему кнопку аварийного останова («грибок») делают механически фиксируемой при нажатии?
  2. Что должно произойти с нагревателем 3D-принтера, если провод термистора переломился (сопротивление ушло в бесконечность)? За счет чего прошивка отключает нагрев (защита Thermal Runaway)?

🛠️ В копилку январского проекта

Шаг недели: Проектирование узла безопасности макета:
  • Определите главный физический риск вашего устройства (КЗ в аккумуляторе, заклинивание механики, перегрев платы, выброс жидкости/расплава).
  • Предусмотрите в проекте физический предохранитель или аварийный концевик, отключающий питание при выходе подвижных частей за рабочую зону.

📝 Домашнее задание

ДЗ #4 📅 Срок сдачи: 29.09.2026 🏆 Макс. балл: 5 баллов

Экспресс-анализ инженерной аварии

Задание (кратко):

  1. Изучите аварию по вашему варианту по ссылке.
  2. Запишите главную физическую причину катастрофы (усталость металла, ошибка датчика, гидроудар, тепловой разгон).
  3. Укажите инженерное решение, которое внедрили после катастрофы, чтобы исключить повторение.
  4. Пункт по проекту: запишите, как в вашем январском проекте будет реализовано аварийное отключение (тумблер питания, предохранитель, программный стоп).

Индивидуальные варианты:

  • Вариант 1: Катастрофа шаттла «Челленджер» (прогар уплотнительного кольца РДТТ при низкой температуре) — статья в Википедии
  • Вариант 2: Авария на Саяно-Шушенской ГЭС (усталостное разрушение шпилек крепления крышки турбины при вибрации) — статья в Википедии
  • Вариант 3: Крушение моста Такома-Нэрроуз (ветровой аэродинамический резонанс / флаттер конструкции) — статья в Википедии
  • Вариант 4: Взрыв ракеты-носителя «Ариан-5» (ошибка переполнения 64-битного числа с плавающей запятой в 16-битное целое) — статья в Википедии
  • Вариант 5: Авария на АЭС «Три-Майл-Айленд» (заклинивший электромагнитный разгрузочный клапан и ложная индикация закрытия) — статья в Википедии
  • Вариант 6: Катастрофа самолетов de Havilland Comet (усталостные трещины обшивки из-за концентраторов напряжений в углах квадратных иллюминаторов) — статья в Википедии
  • Вариант 7: Крушение скоростного поезда ICE у Эшеде (усталостный излом стального бандажа колеса с резиновой амортизацией) — статья в Википедии
  • Вариант 8: Потеря марсианского зонда Mars Climate Orbiter (рассогласование единиц измерения: модуль слал тягу в фунт-силах, а автопилот ждал ньютоны) — статья в Википедии
🔍 Дополнительно:

📤 Формат сдачи:

Тетрадь или файл. Четкие 3–4 предложения по пунктам. Никаких длинных рефератов.

Занятие 5. Реверс-инжиниринг. Измерения и анализ узлов

5. Реверс-инжиниринг: Измерения, базы и материалы

📅 29.09.2026 ⏱ 2 × 40 минут
⏳ Занятие состоит из двух уроков по 40 минут с коротким перерывом

📋 План занятия

  1. 00:00-00:40: Урок 1: Методы реверс-инжиниринга. Измерительный инструмент: штангенциркуль, микрометр, резьбомер. Определение конструкторских баз деталей.
  2. 00:40-00:45: Короткий перерыв
  3. 00:45-01:25: Урок 2: Практикум: обмер реального промышленного узла (шаговый двигатель, шпиндель, натяжитель). Посадки с натягом и зазором. Снятие эскиза.
  4. 01:25-01:30: Итоги. Разбор ДЗ

🎯 Основной материал

1. Как «снять» конструкцию без чертежей?

📌 Конструкторская база — поверхность, линия или точка детали, относительно которой задаются координаты и размеры других элементов при изготовлении и сборке. Ошибетесь с базой — деталь не встанет в посадочное место.

Инструментальный арсенал инженера:

  • Штангенциркуль (нониусный или цифровой, точность 0.02–0.05 мм): замер наружных, внутренних диаметров и глубин пазов.
  • Микрометр гладкий (точность 0.005–0.01 мм): замер диаметров валов под подшипники качения.
  • Резьбомер (шагомер): определение метрической (шаг 0.5; 0.7; 1.0; 1.25 мм) или дюймовой резьбы винтов.
⚡ [SYS-PARADOX] Провокационный кейс:
«Школьник измерил посадочное место под подшипник штангенциркулем: ровно 22.0 мм. Нарисовал в CAD-программе отверстие 22.0 мм и напечатал на 3D-принтере. Однако подшипник 608RS туда либо не влез вообще, либо провалился и болтается. В чем ошибка?»
Показать инженерную подсказку

Две ошибки: 1) Не учтена усадка пластика при остывании (0.3–1.5% в зависимости от филамента PLA/PETG/ABS). 2) Не учтены допуски и посадки. Чтобы подшипник сидел мертво, делают посадку с натягом (отверстие на 0.02–0.05 мм меньше вала). В машиностроении номинальных «круглых» размеров без допуска не существует!

💡 [PHYS-BASE] Физика на пальцах:
Ни одна деталь в мире не бывает идеально круглой или плоской. Если посмотреть в микроскоп, торец любого вала — это горный хребет. Реверс-инжиниринг — это не тупое копирование каждой царапины, а понимание того, какой допуск заложил конструктор, чтобы эти неровности скользили друг по другу без трения или намертво сцеплялись.

2. Таблица сопряжений и посадок в приводах

Тип посадки Характер соединения Пример в ЧПУ/принтерах Способ сборки
С зазором (скользящая) Детали свободно смещаются Линейный подшипник LM8UU на полированном валу Установка от руки со смазкой
Переходная Минимальный люфт или натяг Шкив GT2 со стопорным винтом на валу D-cut Легкое нажатие, фиксация винтом
С натягом (прессовая) Детали заклинены неподвижно Впрессовка подшипника в алюминиевый корпус Пресс, нагрев корпуса / охлаждение вала

3. Практическая часть

Задание на уроке: Снятие посадочных размеров шагового двигателя NEMA 17

Выполняемые замеры штангенциркулем:
  1. Диаметр выходного вала (номинал 5.0 мм) и глубина среза лыски (D-cut).
  2. Диаметр центровочного буртика передней крышки (22.0 мм). Зачем нужен этот буртик?
  3. Межцентровое расстояние между 4 крепежными отверстиями с резьбой М3 (31.0 мм).

🛠️ В копилку январского проекта

Шаг недели: Спецификация покупных стандартных изделий (COTS):
  • Хороший инженер не проектирует с нуля то, что продается готовым (подшипники, крепеж, ремни, двигатели).
  • Составьте перечень из 3 стандартных покупных компонентов для вашего январского устройства (например: подшипник 688ZZ, винт М4х16 DIN 912, мотор-редуктор 12V 100 об/мин) и найдите их точные чертежи с габаритами.

📝 Домашнее задание

ДЗ #5 📅 Срок сдачи: 06.10.2026 🏆 Макс. балл: 5 баллов

Эскиз детали и подбор крепежа

Задание (компактное):

  1. По своему варианту изучите типовой компонент по ссылке.
  2. Нарисуйте от руки в тетради черновой эскиз с указанием 3-х главных габаритов (длина, посадочный диаметр, диаметр крепежных отверстий).
  3. Укажите, какой тип посадки используется при сопряжении этого узла (с зазором или с натягом).
  4. Пункт по проекту: запишите 2 стандартных крепежных элемента (например: винты DIN 912 М3, гайки самоконтрящиеся), которые вам понадобятся в январе.

Индивидуальные варианты:

🔍 Дополнительно:

📤 Формат сдачи:

Рисунок в тетради (эскиз с 3 стрелочками размеров) + краткие ответы. 1 страница.

Занятие 6. Практикум: Полный разбор узла и составление BOM-листа

6. Практикум: Сборка-разборка и ведомость материалов (BOM)

📅 06.10.2026 ⏱ 2 × 40 минут
⏳ Занятие состоит из двух уроков по 40 минут с коротким перерывом

📋 План занятия

  1. 00:00-00:40: Урок 1: Правила разборки промышленных узлов. ТБ при работе со слесарным инструментом. Понятие BOM-листа (Bill of Materials).
  2. 00:40-00:45: Короткий перерыв
  3. 00:45-01:25: Урок 2: Практикум в парах: полная разборка выданного узла (экструдер, редуктор, помпа), инвентаризация и обратная сборка без «лишних деталей».
  4. 01:25-01:30: Защита результатов. Домашнее задание

🎯 Основной материал

1. Ведомость материалов и компонентов (BOM)

📌 BOM (Bill of Materials / Спецификация изделия) — полный структурированный список всех узлов, деталей, покупных изделий, крепежа и расходников, необходимых для сборки готового изделия, с указанием их количества и характеристик.

Золотые правила сборочно-разборочных работ:

  • Правильный инструмент: нельзя откручивать шестигранный винт с внутренним шлицем (шестигранник DIN 912) шлицевой отверткой или изношенным ключом — сорванный шлиц превращает разборку в высверливание.
  • Фотофиксация каждого шага: перед снятием каждой шестерни или шайбы делается фото положения деталей в корпусе.
  • Маркировка ориентации: перед снятием фланцев или крышек наносите маркерную метку (риску), чтобы не собрать узел перевернутым на 180°.
⚡ [SYS-PARADOX] Провокационный кейс:
«Инженер полностью перебрал высокоскоростной фрезерный шпиндель, заменил подшипники и затянул гайки крепления с максимальным усилием "от души". При включении через 3 минуты шпиндель раскалился до 80 °C и заклинил. Почему максимальная затяжка убила механизм?»
Показать инженерную подсказку

Суть ошибки: Полная выборка внутреннего теплового зазора подшипников качения. При вращении на 12 000–24 000 об/мин шарики нагреваются быстрее массивного корпуса, металл расширяется, и при отсутствии расчетного осевого преднатяга/зазора возникает расклинивание и сухой контакт.

💡 [PHYS-BASE] Физика на пальцах:
Любая машина — это стопка сложенных сил. Когда вы затягиваете винт, вы на самом деле работаете с очень жесткой пружиной: винт микроскопически растягивается вдоль оси, а сжимаемые детали работают как пружина на сжатие. Если не дотянуть — соединение раскрутится от вибрации, если перетянуть — лопнет винт или сомнет посадочное место.

2. Пример структуры ведомости материалов (BOM)

№ Наименование детали Тип (Стандарт / Оригинал) Материал Кол-во
1 Корпус экструдера Оригинал (3D-печать) Пластик PETG 1 шт
2 Подающая шестерня dual-drive Стандартная деталь (COTS) Закаленная сталь 2 шт
3 Подшипник MR95ZZ (5×9×3) Стандартный (ГОСТ/ISO) ШХ15 2 шт
4 Винт с цил. головкой М3×20 Крепеж DIN 912 Сталь класс 8.8 3 шт

3. Практическая часть

Практикум: Разборка и декомпозиция механического узла

Регламент лабораторной работы:
  1. Получите узел у преподавателя (Direct-экструдер, червячный редуктор, насос омывателя).
  2. Разберите узел на базовые детали, разложив их по порядку на сборочном коврике.
  3. Заполните в тетради черновую таблицу BOM (минимум 4 позиции: 2 оригинальные детали + 2 стандартные).
  4. Соберите узел обратно. Критерий зачета: вал должен свободно вращаться от руки без заеданий.

🛠️ В копилку январского проекта

Шаг недели: Предварительный BOM-лист вашего устройства:
  • Составьте черновой список деталей вашего январского изделия: что вы напечатаете/вырежете на лазере сами, а что нужно купить (контроллер Arduino/ESP32, провода, крепеж, концевики).
  • Этот список позволит вовремя заказать недостающие компоненты, чтобы в декабре не ждать посылку месяц.

📝 Домашнее задание

ДЗ #6 📅 Срок сдачи: 13.10.2026 🏆 Макс. балл: 5 баллов

BOM-лист промышленного узла

Задание (компактное):

  1. По своему варианту изучите устройство узла по ссылке.
  2. Составьте мини-таблицу BOM ровно из 4 ключевых деталей (название детали + ориентировочный материал: сталь, алюминий, резина, пластик).
  3. Укажите, какая из этих деталей подвержена наибольшему трению и износу.
  4. Пункт по проекту: запишите первые 3 позиции из списка покупных деталей вашего январского проекта.

Индивидуальные варианты:

🔍 Дополнительно:

📤 Формат сдачи:

Тетрадь (табличка из 4 строк + 2 ответа) или электронная таблица/документ. Коротко и по делу.

Занятие 7. Основы проектирования. Жизненный цикл

7. Основы проектирования. Жизненный цикл проекта

📅 13.10.2026⏱ 2 × 40 минут
⏳ Занятие состоит из двух уроков по 40 минут с коротким перерывом

📋 План занятия

  1. 00:00-00:40: Урок 1: Этапы жизненного цикла: концепция → ТЗ → эскиз → проект → изготовление → испытания → эксплуатация → утилизация.
  2. 00:40-00:45: Короткий перерыв
  3. 00:45-01:25: Урок 2: Практика: применить этапы к примеру "постройка моста". Обсуждение: что важнее всего.
  4. 01:25-01:30: Итоги. Объяснение домашнего задания

🎯 Основной материал

1. Жизненный цикл проекта

📌 Жизненный цикл проекта — последовательность этапов от идеи до утилизации.
  • 1. Концепция — идея, замысел.
  • 2. Техническое задание (ТЗ) — формальное описание требований.
  • 3. Эскиз — первичные наброски, схемы.
  • 4. Проект — детальные чертежи, расчёты, документация.
  • 5. Изготовление — производство, сборка.
  • 6. Испытания — проверка на соответствие требованиям.
  • 7. Эксплуатация — использование по назначению.
  • 8. Утилизация — вывод из эксплуатации, переработка.

2. Пример: Строительство моста

  • Концепция: нужен мост через реку.
  • ТЗ: длина 100 м, грузоподъёмность 50 т, срок 2 года.
  • Эскиз: варианты конструкции (арочный, висячий).
  • Проект: чертежи, расчёты нагрузок, смета.
  • Изготовление: производство ферм, бетонные работы.
  • Испытания: нагрузочные тесты.
  • Эксплуатация: использование.
  • Утилизация: демонтаж через 50 лет.

3. Практическая часть

Задание: Жизненный цикл выбранного продукта

Задание (в парах):
  1. Выберите продукт: смартфон, автомобиль, робот-пылесос, холодильник.
  2. Опишите каждый из 8 этапов жизненного цикла для этого продукта (1-2 предложения на этап).
  3. Определите, какой этап самый затратный по времени и деньгам.
  4. Какой этап влияет на экологию больше всего?

📝 Домашнее задание

ДЗ #7📅 Срок сдачи: 20.10.2026🏆 Макс. балл: 5 баллов

Жизненный цикл продукта

Задание:

  1. Выберите продукт (можно свой, не из списка на уроке).
  2. Опишите все 8 этапов жизненного цикла подробно (каждый этап — 2-3 предложения).
  3. Сделайте вывод: какой этап в этом продукте самый сложный и почему.

📤 Формат сдачи:

Тетрадь (рукопись) или электронный документ (.docx / .pdf).

Занятие 8. Методы технического творчества

8. Методы технического творчества

📅 20.10.2026⏱ 2 × 40 минут
⏳ Занятие состоит из двух уроков по 40 минут с коротким перерывом

📋 План занятия

  1. 00:00-00:40: Урок 1: Мозговой штурм: правила, примеры. ТРИЗ, метод фокальных объектов, морфологический анализ.
  2. 00:40-00:45: Короткий перерыв
  3. 00:45-01:25: Урок 2: Практика: мозговой штурм "Улучшение настольной лампы". Запись идей, отбор лучших.
  4. 01:25-01:30: Итоги. Объяснение домашнего задания

🎯 Основной материал

1. Методы генерации идей

  • Мозговой штурм — коллективное генерирование идей без критики. Правила: любая идея важна, чем больше — тем лучше.
  • ТРИЗ (Теория решения изобретательских задач) — системный подход к поиску решений.
  • Метод фокальных объектов — перенос свойств случайного объекта на заданный.
  • Морфологический анализ — перебор вариантов по комбинации параметров.

2. Пример: улучшение настольной лампы

  • Мозговой штурм: светодиодная, с сенсором движения, с беспроводной зарядкой, с диммером, с USB-портом.
  • ТРИЗ: убрать лампочку (использовать OLED-панель), разделить функции.
  • Фокальные объекты: "ручка" — лампа с функцией ручки, "термос" — лампа с подогревом.
  • Морфологический анализ: источник света (LED/OLED/лазер) × управление (кнопка/сенсор/голос) × питание (сеть/аккумулятор/солнечная).

3. Практическая часть

Мозговой штурм: Улучшение настольной лампы

Правила:
  • 5-7 минут на генерацию идей (без критики!).
  • Записывать всё, что приходит в голову.
  • Потом отобрать 3-5 лучших идей.
  • Представить результат классу.

📝 Домашнее задание

ДЗ #8📅 Срок сдачи: 27.10.2026🏆 Макс. балл: 5 баллов

Мозговой штурм дома

Задание:

  1. Проведите мозговой штурм на тему: "Как улучшить рюкзак/школьную сумку?"
  2. Запишите не менее 10 идей (без оценки, просто перечислить).
  3. Отметьте 3 самые перспективные идеи и кратко опишите, почему они хороши.

📤 Формат сдачи:

Тетрадь (рукопись) или электронный документ (.docx / .pdf).

Занятие 9. Инициация проекта. Паспорт проекта

9. Инициация проекта. Паспорт проекта

📅 27.10.2026⏱ 2 × 40 минут
⏳ Занятие состоит из двух уроков по 40 минут с коротким перерывом

📋 План занятия

  1. 00:00-00:40: Урок 1: Что такое паспорт проекта: цели, задачи, сроки, ресурсы, критерии успеха. Пример паспорта.
  2. 00:40-00:45: Короткий перерыв
  3. 00:45-01:25: Урок 2: Практика: заполнение шаблона паспорта для будущего проекта ЛБП. Обсуждение целей.
  4. 01:25-01:30: Итоги. Объяснение домашнего задания

🎯 Основной материал

1. Паспорт проекта

📌 Паспорт проекта — ключевой документ, определяющий цель, задачи, сроки и ресурсы проекта.
  • Цель проекта — что мы хотим достичь (конкретно, измеримо).
  • Задачи — шаги для достижения цели.
  • Сроки — когда что должно быть сделано.
  • Ресурсы — материалы, оборудование, люди.
  • Критерии успеха — по каким признакам мы поймём, что проект выполнен.

2. Практическая часть

Заполнение паспорта проекта ЛБП

Шаблон паспорта (заполнить):
  • Название проекта: Лабораторный блок питания
  • Цель: Создать регулируемый блок питания на 5-12В, 1-2А с 3D-печатным корпусом.
  • Задачи: 1) Собрать электронику, 2) Спроектировать корпус, 3) Напечатать и собрать.
  • Сроки: 10.11 — сборка, 24.11 — корпус, 22.12 — защита.
  • Ресурсы: Arduino, преобразователь, резисторы, filament, 3D-принтер.
  • Критерии успеха: Работает, регулируется, красивый корпус, защита.

📝 Домашнее задание

ДЗ #9📅 Срок сдачи: 03.11.2026🏆 Макс. балл: 5 баллов

Паспорт проекта ЛБП

Задание:

  1. Заполните паспорт проекта для ЛБП (используйте шаблон с урока).
  2. Добавьте раздел "Риски" (что может пойти не так и как это предотвратить).
  3. Добавьте раздел "Команда" (кто за что отвечает).

📤 Формат сдачи:

Тетрадь (рукопись) или электронный документ (.docx / .pdf).

Занятие 11. Введение в PMBoK. Управление проектами

11. Введение в PMBoK. Управление проектами

📅 10.11.2026⏱ 2 × 40 минут
⏳ Занятие состоит из двух уроков по 40 минут с коротким перерывом

📋 План занятия

  1. 00:00-00:40: Урок 1: Что такое PMBoK. 5 групп процессов: инициация, планирование, исполнение, контроль, завершение.
  2. 00:40-00:45: Короткий перерыв
  3. 00:45-01:25: Урок 2: Практика: применить PMBoK к проекту ЛБП. Обсуждение: что важно для успеха.
  4. 01:25-01:30: Итоги. Объяснение домашнего задания

🎯 Основной материал

1. PMBoK — Guide to the Project Management Body of Knowledge

📌 PMBoK — международный стандарт управления проектами, разработанный PMI (Project Management Institute).
  • Инициация — определение проекта, целей, назначение менеджера.
  • Планирование — детальный план, бюджет, ресурсы, риски.
  • Исполнение — выполнение работ, управление командой.
  • Мониторинг и контроль — отслеживание прогресса, корректировка.
  • Завершение — сдача результатов, закрытие проекта.

2. Практическая часть

PMBoK для проекта ЛБП

Задание (в бригадах):
  1. Опишите, что будет на каждом из 5 этапов PMBoK в вашем проекте ЛБП.
  2. Напишите по 2-3 ключевых действия на каждый этап.
  3. Определите, кто будет выполнять функции PM (менеджера проекта).

📝 Домашнее задание

ДЗ #11📅 Срок сдачи: 17.11.2026🏆 Макс. балл: 5 баллов

PMBoK в действии

Задание:

  1. Найдите в интернете или в учебнике определение PMBoK.
  2. Опишите 3 группы процессов (по вашему выбору) из 5.
  3. Для каждой группы приведите пример из жизни (не связанный с ЛБП).

📤 Формат сдачи:

Тетрадь (рукопись) или электронный документ (.docx / .pdf).

Занятие 12. Проект ЛБП. ТЗ и эскиз корпуса

12. Проект ЛБП. ТЗ и эскиз корпуса

📅 17.11.2026⏱ 2 × 40 минут
⏳ Занятие состоит из двух уроков по 40 минут с коротким перерывом

📋 План занятия

  1. 00:00-00:40: Урок 1: ТЗ на корпус: габариты, материалы, 3D-печать. Размещение компонентов внутри. Выбор КОМПАС-3D для моделирования.
  2. 00:40-00:45: Короткий перерыв
  3. 00:45-01:25: Урок 2: Практика: создание эскиза корпуса от руки с размерами. Обсуждение эскизов каждой бригады.
  4. 01:25-01:30: Итоги. Объяснение домашнего задания

🎯 Основной материал

1. Техническое задание на корпус ЛБП

  • Габариты: ориентировочно 170×120×45 мм (зависит от выбранных компонентов).
  • Материал: PLA или ABS пластик для 3D-печати.
  • Требования: вентиляционные отверстия, крепления для платы и преобразователя, вырезы под разъёмы и органы управления.
  • ПО для моделирования: КОМПАС-3D (бесплатная версия для образования).

2. Компоновка компонентов в корпусе

  • Передняя панель: вольтметр, амперметр, потенциометры (U и I), выходные клеммы.
  • Задняя панель: вход питания (220В или DC), выключатель, вентилятор.
  • Внутри: преобразователь (на радиаторе), термореле.

3. Практическая часть

Создание эскиза корпуса

Задание (в бригадах):
  1. На листе бумаги в клетку нарисуйте вид спереди и вид сверху корпуса.
  2. Укажите размеры (в мм) и расположение всех отверстий.
  3. Подпишите, где будет располагаться каждый компонент.

📝 Домашнее задание

ДЗ #12📅 Срок сдачи: 24.11.2026🏆 Макс. балл: 5 баллов

Чистовой эскиз корпуса

Задание:

  1. Доделайте эскиз корпуса (вид спереди, вид сверху) с точными размерами.
  2. Укажите на эскизе все отверстия (под разъёмы, вентиляцию, кнопки).
  3. Подпишите размеры и названия компонентов.

📤 Формат сдачи:

Тетрадь (чертёж) или электронный документ (скан/фото эскиза).

Занятие 13. 3D-моделирование в КОМПАС-3D

13. 3D-моделирование корпуса в КОМПАС-3D

📅 24.11.2026⏱ 2 × 40 минут
⏳ Занятие состоит из двух уроков по 40 минут с коротким перерывом

📋 План занятия

  1. 00:00-00:40: Урок 1: Интерфейс КОМПАС-3D. Создание эскиза, операция "Выдавливание". Основы работы с деталями.
  2. 00:40-00:45: Короткий перерыв
  3. 00:45-01:25: Урок 2: Практика: создание основания корпуса по эскизу. Создание отверстий под разъёмы (операция "Вырезать выдавливанием").
  4. 01:25-01:30: Итоги. Объяснение домашнего задания

🎯 Основной материал

1. КОМПАС-3D — интерфейс и основные инструменты

📌 КОМПАС-3D — система трёхмерного моделирования, стандарт в российском инженерном образовании.
  • Основные панели: Дерево построения (слева), Панель инструментов (сверху), Рабочее поле (центр).
  • Создание эскиза: Выбор плоскости → "Создать эскиз" → рисование геометрии (прямоугольник, окружность, отрезки).
  • Операция "Выдавливание": Преобразование 2D-эскиза в 3D-тело (задаётся глубина).
📐 Правила эскиза для 3D-печати:
  • Эскиз должен быть замкнутым (без разрывов).
  • Углы — скругления (R=1-2 мм) для лучшей печати.
  • Стенки не тоньше 1.2 мм (для PLA).
  • Уклон стенок 3-5° (для облегчения вынимания с платформы).

2. Создание отверстий под разъёмы

  • Операция "Вырезать выдавливанием": Создать эскиз на грани детали, нарисовать контур отверстия, вырезать на нужную глубину.
  • Совет: Используйте "Массив по сетке" для создания вентиляционных отверстий.

3. Практическая часть

Создание корпуса в КОМПАС-3D

Порядок работы (пошагово):
  1. Создайте деталь → выберите плоскость XY.
  2. Нарисуйте прямоугольник по размерам вашего эскиза (например, 170×120 мм).
  3. Выдавите на высоту 45 мм (высота корпуса).
  4. Создайте эскиз на верхней грани — нарисуйте прямоугольник для крышки (со смещением 2 мм внутрь). Выдавите на 5 мм — получится бортик.
  5. Создайте эскиз на передней грани — нарисуйте окружности и прямоугольники под разъёмы.
  6. Вырежьте их выдавливанием (на всю толщину стенки).
  7. Добавьте вентиляционные отверстия (массив прямоугольников или окружностей).
💡 Подсказка по проектированию под 3D-печать:
  • Толщина стенки: 2-3 мм (оптимально).
  • Зазор для крышки: 0.3-0.5 мм (для свободного закрывания).
  • Отверстия для винтов: диаметр на 0.5 мм больше винта.
  • Скругления: добавляйте на все рёбра (R=1-2 мм) — это улучшает печать и прочность.

📝 Домашнее задание

ДЗ #13📅 Срок сдачи: 01.12.2026🏆 Макс. балл: 5 баллов

3D-модель корпуса ЛБП

Задание:

  1. Создайте 3D-модель корпуса в КОМПАС-3D (или другом CAD) по вашему эскизу.
  2. Модель должна содержать:
    • Основную часть корпуса с бортиком для крышки.
    • Отверстия под разъёмы (передняя и задняя панели).
    • Вентиляционные отверстия.
  3. Сохраните модель в формате .m3d (КОМПАС) и экспортируйте в .stl для печати.

📤 Формат сдачи:

Файлы .m3d и .stl (или скриншот модели, если нет доступа к КОМПАСУ).

Занятие 14. Верификация 3D-моделей. Подготовка к печати

14. Верификация 3D-моделей. Подготовка к печати

📅 01.12.2026⏱ 2 × 40 минут
⏳ Занятие состоит из двух уроков по 40 минут с коротким перерывом

📋 План занятия

  1. 00:00-00:40: Урок 1: Что такое верификация моделей. Типовые ошибки в STL-файлах (дыры, non-manifold, тонкие стенки). Экспорт из КОМПАС-3D в STL.
  2. 00:40-00:45: Короткий перерыв
  3. 00:45-01:25: Урок 2: Практика: проверка моделей в программе-слайсере (Cura / PrusaSlicer). Настройка параметров печати для корпуса ЛБП.
  4. 01:25-01:30: Итоги. Объяснение домашнего задания

🎯 Основной материал

1. Верификация 3D-моделей

📌 Верификация — проверка модели на ошибки перед печатью.
⚠️ Типовые ошибки в STL:
  • Дыры (holes) — незамкнутые поверхности. Модель не воспринимается как сплошное тело.
  • Non-manifold — рёбра, имеющие более двух смежных граней.
  • Тонкие стенки — толщина менее 0.8-1.0 мм (для FDM-печати).
  • Инвертированные нормали — векторы "смотрят" внутрь модели.

Экспорт из КОМПАС-3D в STL:

  • Файл → Сохранить как → выбрать тип "STL" (.stl).
  • Настроить параметры экспорта: качество (мелкий/средний).
  • Проверить модель в программе-просмотрщике.

2. Подготовка к печати в слайсере

  • Слайсер — программа, преобразующая 3D-модель в G-код для принтера (Cura, PrusaSlicer).
  • Ключевые параметры для корпуса ЛБП:
    • Высота слоя: 0.2 мм (баланс качества/скорости).
    • Толщина стенки: 1.2-1.6 мм (2-3 периметра).
    • Заполнение (infill): 15-25% (для корпуса достаточно).
    • Поддержки: включать, если есть нависающие элементы >45°.
    • Температура: PLA — 200-210°C, стол — 50-60°C.

3. Практическая часть

Проверка и подготовка модели

Порядок работы:
  1. Откройте свою модель в слайсере (Cura / PrusaSlicer).
  2. Проверьте модель на ошибки (слайсер подсветит проблемные зоны).
  3. Настройте параметры печати для PLA (или ABS).
  4. Сгенерируйте G-код и сохраните на флеш-карту.
💡 Советы для успешной печати корпуса:
  • Адгезия: используйте скотч/клей на столе.
  • Брызги: настройте "юбку" (skirt) для стабилизации потока пластика.
  • Поддержки: для отверстий под разъёмы используйте "support blocker" если они маленькие.
  • Охлаждение: включите обдув на 100% для PLA.

📝 Домашнее задание

ДЗ #14📅 Срок сдачи: 08.12.2026🏆 Макс. балл: 5 баллов

Отчёт по верификации и подготовке к печати

Задание:

  1. Сделайте скриншот вашей модели в слайсере (вид после нарезки).
  2. Запишите параметры печати, которые вы установили:
    • Высота слоя, толщина стенки, заполнение, температура.
  3. Опишите, были ли ошибки в модели и как вы их исправили (или не было).
  4. Отправьте G-код на печать (или сохраните для печати на следующем уроке).

📤 Формат сдачи:

Электронный документ (.docx / .pdf) со скриншотом и описанием параметров.

Занятие 15. Сборка и испытания ЛБП

15. Сборка и испытания ЛБП

📅 08.12.2026⏱ 2 × 40 минут
⏳ Занятие состоит из двух уроков по 40 минут с коротким перерывом

📋 План занятия

  1. 00:00-00:40: Урок 1: Сборка электроники в корпус. Организация проводов (кабельный менеджмент).
  2. 00:40-00:45: Короткий перерыв
  3. 00:45-01:25: Урок 2: Испытания под нагрузкой. Заполнение протокола испытаний (повторно, финальное).
  4. 01:25-01:30: Итоги. Объяснение домашнего задания

🎯 Основной материал

1. Сборка ЛБП в корпус

  • Установка компонентов: закрепите преобразователь на радиаторе, вентилятор на корпусе, клеммы на передней панели.
  • Организация проводов:
    • Свяжите провода в жгуты (кабельные стяжки).
    • Провода 220В держите отдельно от низковольтных.
    • Используйте термоусадку для изоляции.

2. Финальные испытания

  • Проверьте:
    • Регулировку напряжения (0-максимум).
    • Регулировку тока (0-максимум).
    • Работу вентилятора (если есть термореле).
    • Стабильность под нагрузкой (10-30 минут).

3. Практическая часть

Финальная сборка и испытания

Порядок работы:
  1. Установите все компоненты в корпус.
  2. Закрепите провода стяжками.
  3. Закройте корпус (без крышки для доступа).
  4. Проведите испытания под нагрузкой (используйте лампу 12В 21Вт).
  5. Запишите показания в протокол.

📝 Домашнее задание

ДЗ #15📅 Срок сдачи: 15.12.2026🏆 Макс. балл: 5 баллов

Протокол финальных испытаний

Задание:

  1. Заполните финальный протокол испытаний ЛБП (с нагрузкой).
  2. Добавьте фото собранного устройства (в корпусе).
  3. Сделайте вывод: соответствует ли ЛБП заявленным характеристикам.

📤 Формат сдачи:

Электронный документ (.docx / .pdf) с фото и таблицей.

Занятие 16. Оформление документации. Подготовка к защите

16. Оформление документации. Подготовка к защите

📅 15.12.2026⏱ 2 × 40 минут
⏳ Занятие состоит из двух уроков по 40 минут с коротким перерывом

📋 План занятия

  1. 00:00-00:40: Урок 1: Паспорт проекта: завершение. Сбор всех документов (схемы, 3D-модели, фото, протоколы, руководство пользователя).
  2. 00:40-00:45: Короткий перерыв
  3. 00:45-01:25: Урок 2: Практика: подготовка презентации (5-7 слайдов). Критерии оценки проекта.
  4. 01:25-01:30: Итоги. Объяснение домашнего задания

🎯 Основной материал

📌 Документация проекта — это 20% итоговой оценки!

1. Состав документации проекта ЛБП

  • Паспорт проекта (заполненный).
  • Электрическая принципиальная схема (в электронном или рукописном виде).
  • 3D-модель корпуса (файл .m3d и .stl, скриншот).
  • Фото процесса сборки (этапы).
  • Протоколы испытаний (начальный и финальный).
  • Руководство пользователя (как включать, регулировать, чего не делать).

2. Практическая часть

Подготовка презентации

Структура презентации (5-7 слайдов):
  1. Титульный — название проекта, команда.
  2. Цель и задачи — что хотели сделать.
  3. Схема — электрическая принципиальная.
  4. Сборка — фото этапов.
  5. Корпус — скриншот из КОМПАС-3D и фото готового.
  6. Испытания — таблица результатов.
  7. Выводы — что получилось, что можно улучшить.

📝 Домашнее задание

ДЗ #16📅 Срок сдачи: 22.12.2026🏆 Макс. балл: 5 баллов

Полный пакет документации

Задание:

  1. Соберите все документы в одну папку.
  2. Оформите титульный лист с названием проекта.
  3. Проверьте, что все файлы подписаны (ФИО, дата).
  4. Подготовьте презентацию (если не успели на уроке).

📤 Формат сдачи:

Папка с документами (бумажная или электронная) + презентация на защиту.

Занятие 17. Защита проектов ЛБП (совместно)

17. Защита проектов ЛБП (совместно с КПУ)

📅 22.12.2026⏱ 2 × 40 минут
⏳ Занятие состоит из двух уроков по 40 минут с коротким перерывом

📋 План занятия

  1. 00:00-00:40: Урок 1: Защита бригады №1 (демонстрация ЛБП, документация, ответы на вопросы).
  2. 00:40-00:45: Короткий перерыв
  3. 00:45-01:25: Урок 2: Защита бригады №2 (демонстрация ЛБП, документация, ответы на вопросы).
  4. 01:25-01:30: Итоги. Подведение общих результатов по проекту.

🎯 Защита проектов (ИПРАК часть)

📌 На защите ИПРАК оценивает: управление проектом, документацию, качество корпуса, презентацию.

Критерии оценки (ИПРАК)

  • Качество корпуса (3D-печать) — 20%.
  • Полнота документации — 25%.
  • Управление проектом (роли, сроки) — 15%.
  • Презентация и защита — 20%.
  • Ответы на вопросы — 20%.

Защита бригад

Бригада №1 — выступление

План: 7-10 минут на выступление, затем вопросы от комиссии.

Бригада №2 — выступление

План: 7-10 минут на выступление, затем вопросы от комиссии.
Урок 30. ИПрак. Вторые испытания и приёмка работ

30. Инженерный практикум. Вторые испытания и приёмка работ

📅 05.05 ⏱ 80 минут (2 урока)

📃 План занятия

  1. 00:00-00:15: Подготовка роботов к финальным испытаниям.
  2. 00:15-00:45: Финальная серия заездов (по 2 попытки на команду).
  3. 00:45-01:05: Сравнение результатов с первой итерацией.
  4. 01:05-01:20: Приёмка работ. Заполнение итоговых протоколов.

🏆 Основной материал

Финальные испытания

После доработок (ИПрак-29) и оптимизации кода (ПКУ-29) проводим повторные испытания для подтверждения улучшений.

Порядок проведения:

  1. Проверка чек-листа готовности.
  2. Калибровка датчиков.
  3. Пробный заезд (не засчитывается).
  4. Два зачётных заезда. Лучший результат идёт в финальный протокол.
  5. Фиксация времени и сходов.

Что фиксируется в итоговом протоколе

  • Лучшее время: секунды, миллисекунды.
  • Количество сходов: за оба заезда.
  • Улучшения: на сколько процентов улучшилось время/стабильность по сравнению с первой итерацией.
  • Итоговый вердикт: "Принято" / "Требует доработки" (если проблемы не устранены).

Приёмка работ

После завершения заездов каждая команда сдаёт:

  • Робота (демонстрация работы).
  • Финальный паспорт проекта (ОСА-30).
  • Финальный код (ПКУ-29).
  • Итоговые протоколы испытаний.

Преподаватель (комиссия) оценивает работу и выставляет итоговую оценку.

🛠️ Практическая работа: Задачи по ролям

1️⃣ Главный инженер

  • Организовать проведение финальных заездов.
  • Представить робота комиссии.
  • Результат: Финальные заезды.

2️⃣ Конструктор

  • Представить паспорт проекта (финальная версия).
  • Продемонстрировать чертежи и фото.
  • Результат: Сдача паспорта.

3️⃣ Контролёр

  • Заполнить итоговые протоколы.
  • Зафиксировать лучший результат команды.
  • Результат: Итоговые протоколы.

4️⃣ Программист / Схемотехник

  • Представить финальный код.
  • Продемонстрировать работу кода в реальном времени.
  • Результат: Сдача кода.

📑 Итоги

Проект завершён! 🏆 Итоговая оценка

Поздравляем с завершением проекта! Все материалы сохранить в папке команды. Робот и документация сданы.

Урок 31. Инженерный практикум. Крепеж и подготовка к печати

24. Инженерный практикум. Крепеж и подготовка к 3D-печати

24.03 ⏱ 2 по 40 минут

План занятия

  1. 00:00-00:15: Управление проектированием. Промежуточная приемка.
  2. 00:15-00:30: Аспекты надежности при проектировании. Правила для FDM-печати.
  3. 00:30-01:20: Практическая работа: добавление крепежа, подготовка к печати.
  4. 01:20-01:40: Оформление результатов.

️ Основной материал

Правила проектирования деталей для FDM-печати

1. Минимальная толщина стенок: не менее 0.8-1.0 мм (2-3 периметра). Тонкие стенки будут ломаться или не пропечатаются.
2. Отверстия под крепеж: для винта М3 делайте отверстие диаметром 2.8-3.0 мм (с учетом усадки пластика). Для точных отверстий лучше сверлить после печати.
3. Поддержки: избегайте нависающих элементов более 45°. Если без поддержек не обойтись, проектируйте их так, чтобы они легко удалялись.
4. Зазоры: между подвижными деталями оставляйте зазор 0.2-0.3 мм (например, для вала мотора и отверстия).
5. Ориентация на столе: деталь должна стоять так, чтобы основные нагрузки приходились вдоль слоев, а не на разрыв между слоями.
6. Радиусы скруглений: острые углы — концентраторы напряжений. Добавляйте небольшие скругления (R1-R2) в углах.

Промежуточная приемка: проверяем, что все узлы спроектированы с учётом этих правил и готовы к печати.

️ Практическая работа: Задачи по ролям

1️⃣ Главный инженер

  • Добавить крепежные элементы на сборку робота (продолжение работы ОСА-24).
  • Проверить, что все отверстия под крепеж соответствуют реальным размерам винтов.
  • Убедиться, что нет пересечений крепежа с другими компонентами.
  • Результат (сдача блока): Модель робота с компонентами, спроектированными узлами и отверстиями под крепеж. Модель готова к 3D-печати.

2️⃣ Конструктор

  • Оказывать помощь главному инженеру в процессе добавления крепежа.
  • Создать модели крепежа (винты, гайки), соответствующие реальным размерам (по результатам верификации ПКУ-21).
  • Проверить, что модели крепежа корректно вставляются в посадочные места.
  • Результат: Библиотека крепежных элементов для сборки.

Домашнее задание

ДЗ #24 (индивидуальное) Срок сдачи: 31.03 Макс. балл: 5 баллов

Доработка задач с урока по индивидуальным планам:

  • Главному инженеру: Исправить замечания по крепежу (если есть).
  • Конструктору: Доработать модели крепежа, выложить в общую библиотеку.
Made on
Tilda