Оценка технологичности конструкции

11. Технологическая часть

11.1. Оценка технологичности конструкции

При проработке конструкторской документации изделия следует проверять, насколько конструкция удовлетворяет требованиям технологичности по следующим вопросам:

- обоснованность  рациональной компоновочной схемы построения рассматриваемой конструкции объекта (комплекса) исходя из условий обеспечения поставки его составных частей на сборку и монтаж, а также обоснованность рациональных видов разъемов (стыков);

- обеспеченность  внедрения в конструкцию заданного уровня унификации и стандартизации деталей, сборочных единиц и комплектующих изделий;

- обоснованность  выбора конструкционных материалов;

- обоснованность  точностных требований к геометрическим  параметрам и требуемого уровня  взаимозаменяемости;

- обоснованность выбора сборочных баз и методов сборки;

- обеспеченность  доступа рабочих органов инструментов  к месту сборки и монтажа;

- обеспеченность  простоты обслуживания при эксплуатации  и высокой ремонтопригодности  и т. д.

В практике работы конструкторских организаций, особенно в процессе взаимоотношений с заводами-изготовителями. Прежде чем передать конструкторскую документацию на завод-изготовитель для серийного производства, производится всесторонняя отработка конструкции изделия на технологичность.

В соответствии с директивными указаниями, зафиксированными в отраслевых стандартах, необходимо выяснить насколько данная конструкция изделия удовлетворяет требованиям технико-экономических показателей производства.

Потребность в такой оценке возникает в процессе конструкторской и технологической подготовки производства, когда необходимо выбрать из нескольких возможных вариантов наилучший либо убедиться, что конструктивно-технологические решения, заложенные в изделии как объекте производства, являются рациональными (оптимальными).

Оценка технологичности осуществляется на самых ранних стадиях технической подготовки производства, начиная с эскизного проекта. На этой стадии оценка технологичности производится по укрупненным качественным и количественным показателям.

Технологичность конструкции - это совокупность свойств конструкции, проявляемых в возможности оптимальных затрат труда, средств, материалов и времени при технической подготовке производства, изготовлении и сборке, эксплуатации и ремонте.

Космический аппарат «Фобос-Грунт» не имеет, конструкторского, технологического и производственного прототипа, однако основные составные части:

 

• перелетный модуль;
• ДУ выведения;
• ЭРДУ;
• взлетная ракета.

 

В той или иной степени составные части заимствуются с раннее разработанных и освоенных в производстве космических аппаратов. Также в производстве применяются стандартные составные части: электросоединители, потенциометры, датчики давления и температуры, приборные контейнеры (тепловые трубы) и радиаторы.

 

11.2. Технологические особенности КА «Фобос-Грунт»

необходимость частой переналадки производства;

высокая доля контрольных операций;

использование в процессе производства прогрессивных технологических процессов, что приводит к постоянной модернизации КА;

большое количество технологических приспособлений;

простота форм поверхности агрегата;

рациональное членение на узлы, агрегаты, секции;

использование стандартных узлов и деталей, их заимствование от других изделий;

унификация элементов и ранее разработанных деталей;

максимальное использование материалов с хорошими технологическими свойствами;

не всегда имеется наличие подходов к местам соединений, что является большим отрицательным фактором при разработке и сборке, этого следует по возможности избегать;

ориентация по определенному методу сборки;

обеспечивается возможность стыковки отдельных агрегатов без подгонки и доработки;

Применение в процессе производства большого количества монтажно-сборочных работ исключает применение комплексно-механизированных поточных линий.

Для снижения затрат на изготовление КА «Фобос-грунт», его конструкцию расчленяют на следующие части: агрегаты, узлы, секции. Большинство из этих элементов может изготавливаться без последующей подгонки или доработки по месту.

 

11.3. Описание схемы членения     КА «Фобос-Грунт»

Членение, то есть разбивка конструкции изделия на агрегаты, отсеки, панели и узлы, вызывается конструктивными соображениями, а так же требованиями производства, транспортировки и эксплуатации

Связь между отдельными частями КА по конструктивным и эксплуатационным разъемам в процессе сборки осуществляется как правило с помощью разъемных соединений (болтовых, винтовых, шпилечных). Связь по технологическим разъемам осуществляется обычно неразъемными (сваркой, клеем) и реже разъемными соединениями.

Неправильно выбранная схема членения может сделать невозможной транспортировку больших изделий, затруднить замену отдельных приборов и агрегатов, привести к существенному увеличению веса конструкции.

Технологическая проработка стыков конструкции

Типы стыков между смежными агрегатами и отсеками выбирают исходя из конструктивных и эксплуатационных соображений (силовой схемы, величин и характера нагрузок, передаваемых через стык, удобств выполнения работ по стыковке, а в нужных случаях - обеспечения мгновенного разъединения агрегатов с помощью пироболтов, пирозамков и т.д.)

Требования точности к стыковым поверхностям определяются допустимыми отклонениями от параллельности и смещением осей соединяемых агрегатов, а так же обеспечением "собираемости" агрегатов при стыковке.

Выбор средств обеспечения взаимозаменяемости определяется установленными требованиями точности, простотой изготовления этих средств для заданных условий производства и удобством выполнения стыковочных работ.

 

 

 

11.4. Принципиальная схема сборки изделия

 

Схема сборки устанавливает наиболее рациональную с точки зрения обеспечиваемой точности и получаемых технико-экономических показателей последовательность сборки изделий из узлов, панелей, отсеков и агрегатов.

В схему включены все сборочные единицы изделия, выделенные разъемными соединениями.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Стационарные плазменные двигатели

Система разделения

Взлетная ступень

СА

ВА

 

 

БКУ

БРК

Система электроснабжения

ДУ

Система терморегулирования

Научная аппаратура

ГЗУ

 

 

Рис. 11-1. Схема сборки КА «Фобос-Грунт» 

 

11.5. Выбор конструкционных материалов для создания КА «Фобос-Грунт»

 

К материалам для космических летательных аппаратов предъявляются следующие требования:

высокая удельная прочность

достаточная пластичность и ударная вязкость во всем диапазоне рабочих температур

неизменность механических свойств в условиях длительной работы в космосе

низкая чувствительность к концентраторам напряжений

Из всего многообразия существующих конструкционных материалов, применяющихся в условиях космического пространства, в конструкции                  КА «Фобос-Грунт» используются следующие:

в конструкции корпуса используется множество сварных соединений. Наиболее удачным материалом для этих конструкций является    алюминиево-магниевый сплав АМг-6, т. к. этот материал обладает хорошей свариваемостью;

панели солнечных батарей изготавливаются из углепластика КМУ-4 (он обладает высокими механическими свойствами, устойчивостью к термоударам, низким КЛТР, малым газоотделением в вакууме и технологичностью при изготовлении) с переходными узлами из титанового сплава ВТ-6 (этот сплав обладает низким КЛТР и малой теплопроводностью);

переходная ферма изготавливается из титанового сплава ВТ-6, обладающего низким коэффициентом температурно-линейного расширения (КЛТР);

для крепления элементов используются титановые болты.

 

11.6. Описание стенда для испытаний привода выбора места бурения

Базовым элементом стенда является плита, на которую устанавливается привод выбора места бурения (ПВМБ), тормоз ПТ-2,5 и имитатор нагрузки. Крутящий момент от привода к тормозу передается через вилку, поводок и зубчатую передачу, а от  имитатора инерционной нагрузки к тормозу с помощью крестовины.

Контроль угла поворота выходного вала производится с помощью стрелки по градуированной шкале установленной перпендикулярно плите.

Момент страгивания определяется по риске, нанесенной на имитаторе инерционной нагрузки.

 

11.7. Технические условия для проведения испытаний ПВМБ.

 

Введение

Настоящие технические условия распространяются на привод выбора места бурения (ПВМБ).

Технические требования

Основные параметры

 

Момент номинальный, развиваемый на выходном валу привода (30±7) Нм

Момент фиксации на выходном валу не менее 25 Нм

Скорость вращения выходного вала не более 0,25

Допускается многократное (2000 раз) полное торможение выходного вала при подаче напряжения питания на двигатель привода в течение 90 сек. Длительность торможения не более 90 сек.

Ток потребления:

- при номинальном моменте не более 0,6 А

- при полностью  заторможенном выходном вале  не более 0,8 А

Момент инерции, приложенный к выходному валу привода 114,8 Кг·м2

Электропитание. Привод должен выполнить свои функции и сохранять параметры, указанные в пунктах 1.2.1.-1.2.6. ТУ, при питании электродвигателей 3-х фазным напряжением с тактовой частотой (80±5) Гц.

Форма, амплитуда питающего напряжения, сдвиг фаз и чередования фаз должны соответствовать эпюре питающих напряжений см. Рис. 11-2.

Рис. 11-2 Конструктивно-Технические требования

 

Работоспособность

Привод считается работоспособным, если их параметры соответствуют разделу 1 настоящего ТУ.

Внешний вид

Внешний вид, габаритные размеры и масса привода должны соответствовать чертежу. Наружная поверхность привода не должна иметь раковин, вздутий, следов коррозии и других дефектов.

Качество покрытий

Антикоррозионные и лакокрасочные покрытия должны быть прочными и надежными на протяжении всего гарантийного срока хранения и эксплуатации и соответствовать требованиям действующих нормалей и инструкций, оговоренных в чертежах.

Контролепригодность

Контролепригодность в части свободного допуска для измерений, удобства снятия и обработки измерительной информации, обеспечивается конструкцией.

Комплектующие элементы и материалы

Применяемые в приводе комплектующие изделия и материалы должны соответствовать требованиям государственных стандартов и техническим условиям на них, иметь сертификаты и паспорта, должны быть приняты ОТК и ПЗ.

Покупные изделия: Двигатель и разъем (вилка) должны пройти входной контроль в соответствии с инструкциями по входному контролю.

 

Требования по прочности и устойчивости к внешним факторам

Требования по надежности

Вероятность безотказной работы привода на протяжении 3-х лет в составе изделия по штатной циклограмме должна быть не менее 0,9995

Ресурс привода должен составлять:

Для привода ПВМБ – 1000 циклов, в том числе:

- при наземных  испытаниях после изготовления  - 300 циклов

- при натурной  эксплуатации в составе изделия  – 700 циклов 

 

Примечание: Циклом является поворот выходного вала привода от упора исходного положения до упора заданного крайнего положения и обратно.

Срок службы приводов должен быть не менее 8,5 лет, в том числе:

- наземная  эксплуатация и хранение в  составе изделия 5,5 лет

- натурная  эксплуатация в составе изделия  в течении 3 лет

Критерием отказа является отсутствие факта поворота выходного вала при подаче на двигатель питания в соответствии с пунктом 1.1.7. настоящего ТУ.

Вероятность безотказной работы оценивается расчетом надежности и подтверждается в процессе летно-конструкторских испытаний.

 

Комплектность

В комплект поставки входит:

1. Привод  – 1шт.

2. Паспорт  привода -1 шт.

Маркировка

На приводе в месте, указанном на чертеже, должны быть отчетливо нанесены: номер чертежа, номер партии, порядковый номер в партии, клеймо ОТК, клеймо ПЗ.

Упаковка

Привод для транспортирования с места его изготовления на склад и базу заказчика должен быть упакован предприятием-изготовителем.

Привод завернуть в два слоя телефонной бумаги, в два слоя подпергамента, обвязать шнуром диаметром 3 мм  и упаковать в герметичный отвакуумировать полиэтиленовый чехол, изготовленный из пленки, с постановкой в него силикагелевых пакетов осушителей с силикагелем  - 1шт.

 

На каждом чехле должна быть печатная наклейка со следующими сведениями:

а) чертежный номер привода

б) номер партии, порядковый номер в партии, дата консервации

Вторую наклейку вложить внутрь чехла.

Упакованный привод уложить в транспортировочный ящик.

Требования к конструкции, материалу транспортировочного ящика, его окраске, маркировке ОСТ. Требования к упаковке, укладке, составлению ведомости упаковки, упаковочного листа по ГОСТ.

Качество упаковки и комплектность проверяются представителями ОТК и заказчика или по согласованию с представителями заказчика только ОТК.