Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Композиционные материалы. 10

1 Технологическая часть

1.1 Служебное назначение СЕ

Грузовой трап (смотри чертеж 151001.3106101.00СБ) предназначен для погрузки, выгрузки техники, различных грузов, перевозимого оборудования, десантников, больных и раненых на носилках.

Грузовой трап является составной частью фюзеляжа и состоит из главного и двух концевых трапов. Главный трап представляет собой полумонокок металлической, клепанной, клеесварной конструкции, состоящей из набора продольных балок, лонжеронов и поперечных шпангоутов, диафрагм которые связывает гладкая, наружная обводообразующая обшивка. Для обеспечения большей прочности к обшивке настила трапа приклепываются поперечные планки. Конструкция грузового трапа состоит из дюральалюминиевых сплавов Д16, Д16АМ.

Грузовой трап имеет следующие габаритные размеры 3100х3680х1100 мм и массу в сборе 406,366 кг.

Грузовой трап, как конструктивный элемент фюзеляжа изготавливается для эксплуатации в любых климатических условиях (в холодном, тропическом, сухом климате) в соответствии с ГОСТ – 15150.

Грузовой трап работает в условиях постоянных и переменных нагрузок и вибраций.

К главному грузовому трапу шарнирно подвешиваются концевые трапы, которые в опущенном положении своей нижней частью непосредственно ложатся на землю.

Щели между кромками шпангоута и главным трапом закрываются щитками.

Щель между главным и двумя концевыми трапами, образующаяся при их опускании, закрывается съемными трапами.

Управление грузовыми створками и трапом осуществляется гидравлически, посредством силовых цилиндров и дистанционных кранов.

1.1.2 Анализ технических требований, норм точности и их соответствие служебному назначению СЕ.

Технические условия и нормы точности СЕ являются прямым следствием служебного назначения СЕ.

К грузовому трапу предъявляются особые требования при изготовлении, а также к технологии сборки.

В целях повышения прочностных характеристик и снятия внутренних напряжений после изготовления путем пластической деформации входящие безчертежные детали (БЧ) из материала Д16 и Д16АМ следует калить. Материалы для данных деталей необходимо контролировать по ОСТ 100021-78, группа контроля 5. В целях антикоррозионной защиты детали БЧ выполненные из сплава Д16М и Д16АМ необходимо анодировать, оксидировать и покрывать калиевым хромпиком. Затем их следует грунтовать – Гр АК-069 197 ОСТ 190055-85. Металлические детали, головки болтов, винтов и заклепок после сборки необходимо грунтовать - Гр. АК-069 199 ОСТ 190055-85, а затем покрыть эмалью ЭП-140 светлозащитный 108 ОСТ 190055-85.

Форму деталей БЧ каркасной части, теоретические контура, малки, а так же разбивку шпангоутов и стрингеров брать с плаза, то есть необходимо применить плазово-шаблонный метод увязки заготовительной и сборочной оснастки.

Шероховатость обрабатываемых поверхностей деталей БЧ R_z 6.3, что соответствует обработке сверлением, фрезерованием, зенкерованием и не требует дополнительных доводочных работ методами полирования, хонингования или шабрения. Данная шероховатость деталей позволяет достигнуть требуемой точности при проведении сборочных работ обычным слесарным инструментом.

На детали БЧ наносится краской номер по чертежу и клеймо отдела технического контроля (ОТК). Это делается в целях облегчения подбора деталей при сборке и контроле. Входящие детали клеймятся на бирке ударным способом, чтобы облегчить сборщику поиск нужной детали.

Допускается смещение балок лонжерона от теоретической оси ±2 мм. Допуск на установку шпангоутов ±2 мм. Непрямолинейность продольных и поперечных заклепочных швов до 2 мм. на 1 п.м. Указанные требования по геометрическим отклонениям характерны для летательных аппаратов (ЛА) со скоростью до 700 км/ч. Так же учитывается, что СЕ конструктивно располагается в третьей замыкающей зоне части фюзеляжа.

Неуказанные предельные отклонения размеров брать по ОСТ 100022-80. Указанный ОСТ позволяет производить геометрический контроль деталей после их изготовления традиционными методами.

Резьбовые поверхности болтовых соединений смазать перед их установкой смазкой ЦИАТИМ-201 ГОСТ 6267-74, для уменьшения трения при их затяжке. Болты следует ставить на сыром грунте ЭП-076: ГОСТ 16302-79. По чертежу требуется выдерживать следующие величины моментов затяжки болтовых соединений:

d болта мм. М кгс*см

6 66 ± 10

8 165 ± 20

10 290 ± 30

12 643 ± 50

Для обеспечения необходимой затяжки болтовых соединений используют динамометрические ключи.

Грузовой трап не подлежит самостоятельной паспортизации, так как он является составной частью фюзеляжа вертолета.

После выполнения всех видов работ внутренние поверхности грузового трапа следует окрасить эмалью ЭП-140, светлозащитный 108 ОСТ 190055-85, при этом допускается разнотонность окраски.

Техническими условиями ТУ 90-0101-00 на вертолет Ми-26 предусматривается окончательную наружную окраску грузового трапа производить в сборе с фюзеляжем. Для предотвращения проскальзывания колес вертолета Ми-26 при погрузке техники, на трапе следует устанавливать шип заклепки. На этапе серийной сборки следует производить входной контроль деталей методом визуального осмотра слесарем-сборщиком на отсутствие на поверхностях обшивок забоин и вмятин. Риски на поверхности листов допускаются в пределах ТУ на поставку материалов. Невыполнение этих требований сказывается на аэродинамических, прочностных и эстетических характеристиках вертолета.

1.1.3 Анализ технологичности конструкции СЕ.

Конструкция сборочной единицы является технологичной, если она соответствует требованиям изготовления, эксплуатации и ремонта наиболее производительными и экономичными способами при заданных условиях производства. Степень этого соответствия выясняется путем анализа технологичности конструкции СЕ.

Конструкция грузового трапа позволяет применить к ней принцип панелирования, который подразумевает организацию подсборочных работ на участке. Этот принцип позволяет осуществлять параллельную сборку различных СЕ (правая и левая панели, шпангоуты и т.д.), входящих в грузовой трап. После этого, уже готовые СЕ передаются на окончательную сборку, которая выполняется последовательно. Принцип панелирования позволяет значительно сократить сроки сборочных работ. Однако следует учитывать, что использование этого принципа ведет к расширению участка сборки, за счет создания дополнительных рабочих мест.

При сборке грузового трапа в основном применяется стандартный набор крепежных изделий и инструментов для проведения слесарно-сборочных и сборочно-клепальных работ. Однако в конструкции изделия имеется ряд труднодоступных зон, в которых невозможно установить стандартные унифицированные заклепки. Для клепки этих зон необходимо использовать специальные вытяжные заклепки, замыкающая головка которых образуется автоматически. Такая клепка требует применение специального инструмента – вытяжного пресса. На ряду со специальным инструментом, для клепки труднодоступных зон приходится так же применять ручной ударный инструмент с последующим послеоперационным контролем.

Большинство деталей и СЕ, входящих в конструкцию грузового трапа имеют сложную форму (панели, шпангоуты), а некоторые из них обладают жесткостью только в одном направлении (панели, обшивки). В виду сложности этих деталей для их сборки необходимо использовать специальное приспособление. Для деталей имеющих малую жесткость (панели, обшивки) необходимо использовать специальную оснастку, которая будет придавать им необходимую дополнительную жесткость.

Из-за сложности формы большинства деталей и СЕ, входящих в состав грузового трапа не удается производить их контроль набором универсальных мерительных инструментов. Для измерения и контроля таких СЕ и деталей используется индивидуальные инструменты – шаблоны, теоретические контура, наборы щупов, которые являются специальной оснасткой.

Для окончательной сборки грузового трапа детали и готовые СЕ необходимо сориентировать относительно друг друга в пространстве с приданием им неизменного положения и закрепления. Для этого необходимо использовать специальное сборочное приспособление – стапель сборки грузового трапа.

В целях повышения производительности труда, часть деталей должна подаваться на сборку с направляющими отверстиями. Это позволяет устранить разметочные работы и значительно облегчить процесс сборки изделия.

В виду большого объема заданной партии выпуска грузовых трапов N_СЕ = 80 штук в год, необходимо предусмотреть автоматизацию для одновременной прессовой клепки большого количества деталей (шпангоуты, лонжероны, стрингера и обшивки и т.д.).

Таким образом, сборка грузового трапа производится с применением традиционных авиационных технологий. На предприятии имеется все необходимое оборудование, включая сборочную и специальную оснастку, позволяющее организовать выпуск данного изделия в заданном объеме. Крепежные изделия и инструменты, используемые при сборке грузового трапа, в основном являются стандартными для проведения данного вида работ. Точность собираемого изделия контролируется относительно сборочного приспособления индивидуальными мерительными инструментами. Использование стапеля для сборки грузового трапа позволяет добиться выполнения следующих задач:

Повышение производительности труда;
Устранение разметочных работ;
Возможность установки некоторых СЕ и деталей по месту;
Достижение необходимой точности базирования и ориентирования деталей и СЕ относительно друг друга в пространстве (при проектировании, в стапеле следует предусмотреть следующие элементы увязки, за счет которых будет достигаться требуемая точность: координатно-фиксирующие отверстия (КФО), фиксаторы, рубильники и т.п.);
Облегчение условий труда;
Облегчение контроля за выполнением сборочных работ.

Исходя из выше сказанного, можно сделать вывод, что конструкция грузового трапа, в целом является технологичной.

1.1.4 Размерный анализ конструкции СЕ. Определение методов достижения требуемой точности СЕ

По данным технологических требований чертежа на конструкцию выбираем нормы точности, которые надо выдержать при сборке грузового трапа 000 для обеспечения его служебного назначения.

1. Допускается смещение балок лонжерона от теоретической оси ±2 мм.

2. Допуск на установку шпангоутов ±2 мм.

В связи со сложностью формы большинства деталей и СЕ входящих в конструкцию грузового трапа и трудностью ее описания линейными размерами для достижения требуемых норм точности целесообразно применять плазово-шаблонный метод.

Так как большинство деталей грузового трапа сопрягаемы между собой, то их изготовление требует обеспечения высокой взаимной точности. Рассмотрим общую последовательность работ, выполняемых для большинства сопрягаемых деталей:

Создание теоретического чертежа (ТЧ)
Создание конструкторского чертежа (КЧ)
Создание конструкторского плаза (КП)
Создание комплекта шаблонов контура сечения (ШКС)
Изготовление комплекта лекал
Создание корзины рабочих сечений
Создание инструментального макета
Изготовление контр-макета (матрицы)
Изготовление рабочего пуансона
Изготовление заготовки образцовой детали
Изготовление образцовой детали из заготовки по инструментальному макету
Изготовление шаблона обрезки контура (ШОК), по образцовой детали

Чтобы совместить форму объёмной оснастки с обрезом заготовки применяются шпильки. Конструкторский плаз расчерчивается с точностью ±0,2 мм (ОСТ 10020-80). Шаблоны режутся с точностью ±0,2 мм (ОСТ 10048-82). С целью обеспечения точного базирования деталей в стапеле применяют координатно-фиксирующие отверстия (КФО). Это точные отверстия стапеля, которые совмещают с отверстиями детали и фиксируют штырем. КФО разделываются в стапеле и в детали с точностью ±0,1 мм.

Рассмотрим размерные цепи двух сопрягаемых деталей – обшивки и стрингера по форме и по обрезу представленные на рис. 1, 2.

Обшивка

Рис. 1 Размерная цепь изготовления обшивки

Стрингер

Рис. 2 Размерная цепь изготовления стрингера

В этом случае предельное несовпадение размеров стрингера и обшивки будет составлять ±2,8 - по форме, ±3,1 – по обрезу. Данные условия не удовлетворяют техническим требованиям, предъявляемым к изделию. В связи с этим необходимо повысить точность их изготовления. Этого можно добиться несколькими способами. Например:

монтировать СЕ в стапеле, так как в стапеле точность выше
изменить способ увязки деталей
выбрать за начало расчета размерной цепи какой-либо общий для двух сопрягаемых деталей элемент (например элемент инструментальный макет)

В нашем случае для достижения требуемой точности необходимо воспользоваться двумя способами, а именно:

Выбрать за начало расчета размерной цепи инструментальный макет – общий элемент для стрингера и обшивки
Сделать способом увязки данных деталей – сборочные отверстия (СО) (базирование детали по детали), путем введения в процесс их изготовления заготовок образцовых деталей

Рассмотрим измененную размерную цепь изготовления стрингера и обшивки.

Обшивка

Рис. 3 Размерная цепь изготовления обшивки и стрингера

Образцовую обшивку и образцовый стрингер совместно засверливают и по ним делают ШОК – жесткий носитель обрезов, сборочных и направляющих отверстий.

Диаметр сборочных отверстий (СО) = 2,7 мм. Допускается несовпадение отверстий - ТА_доп = 0,8 мм.

Складывая погрешности изготовления обшивки и стрингера получаем: ТА_сб = 0,8 мм. ТА_сб ТА_доп, следовательно условие требуемой точности достигнуто. Исходя из расчетов, выбираем способ увязки для данных деталей – сборочные отверстия. Выбранный способ увязки базируемых между собой деталей через СО приводит к достижению требуемой точности, повышает производительность сборочных работ, а так же упрощает процесс изготовления оснастки. Сборку стрингеров с обшивкой следует производить на слесарном верстаке.

Для определения точности установки шпангоутов в стапеле сборки грузового трапа рассмотрим размерную цепь сборки этих элементов, представленную на рис. 4

Шпангоут

Рис. 4 Размерная цепь изготовления шпангоутов

Предельные отклонения от теоретического контура шпангоутов составляет ±2 мм. Для обеспечения требуемой точности применим способ увязки данных деталей в стапеле по координатно-фиксирующим отверстиям (КФО). КФО – это точные отверстия приспособления, которые совмещают с отверстиями детали и фиксируют штырем. КФО разделываются в приспособлении и в детали с точностью ±0,1 мм.

Рассмотрим размерную цепь установки шпангоутов в стапеле сборки грузового трапа представленную на рис. 5.

Рис. 5 Размерная цепь на установку шпангоутов в стапель

Из рисунка видно, что общая погрешность шпангоута при увязки ее по КФО в стапеле сборки, будет определяться алгебраической суммой двух размеров А и В:

Результаты расчетов полностью удовлетворяют техническим требованиям, предъявляемым к СЕ.

Окончательная сборка грузового трапа производится в стапеле. Для обеспечения требуемой точности сборки необходимо, чтобы точность стапеля была на значительно выше точности собираемых в нем деталей и СЕ.

Рассмотрим погрешности, накапливаемые при изготовлении стапеля:

Стапель сборки грузового трапа

Рис. 6 Размерная цепь изготовления стапеля

С учетом того, что инструментальный макет является общим элементом у подавляющего большинства собираемых деталей, то расчет погрешностей стапеля следует начинать с него. Другими словами, принимаем за ноль расчетов размерной цепи инструментальный макет, тогда:

Таким образом, сумма всех погрешностей (стапеля и детали) меньше допуска на теоретический контур грузового трапа ± 1.1 < ± 2 мм, следовательно заданная точность изделия достигается.

За счет того, что точность стапеля гораздо выше точности собираемых в нем СЕ и деталей мы добиваемся выполнения требуемых норм точности.

1.1.5 Составление технологической схемы и разработка последовательности сборки

Разработанная последовательность сборки представлена на чертеже технологической схемы сборки 151001.310601.04.

1.1.6 Выбор методов окраски и консервации в соответствии с требованиями ТУ

Окончательно готовый грузовой трап после окраски внутренних поверхностей и контроля маркируется и передается для установки на вертолет Ми-26 на участок окончательной сборки.

Согласно ТУ 90-0101-00, на вертолет Ми-26 – упаковка и хранение агрегатов фюзеляжа и всего фюзеляжа в сборе не предусматривается.

После сборки всего фюзеляжа производится герметизация его отсеков и испытание на герметичность методом дождевания. Затем выполняется окончательная наружная окраска, которая проходит в несколько этапов:

Приготовление лакокрасочных материалов
Подготовка поверхностей под окраску (поверхности фюзеляжа вертолета Ми-26 протираются от пыли).
Нанесение 1 слоя эмали ЭП-140.
Нанесение 2 слоя эмали ЭП-140.

Металлические детали, не имеющие лакокрасочного покрытия, подвергаются консервации техническим вазелином.

1.1.7 Формирование сборочных операций и операций технического контроля (по видам и объему)

Для формирования сборочных операций необходимо объединить переходы в операции. Так как производство является среднесерийным и такт выпуска величина условная, поэтому формирование операций происходит по технологическому и узловому принципу, то есть в операции объединяют переходы по сборке законченных узлов.

После сборки грузовой трап предъявляется контролю. Контроль правильности сборки грузового трапа будет проводиться мастером БТК с помощью контрольно-измерительных приборов и приспособлений на последнем этапе.

При узловой и общей сборке проверяют:

1.Наличие всех предусмотренных конструкторской документацией деталей - внешним осмотром;

2.Правильность положения сопрягаемых деталей и узлов – стрингеров и обшивки, панелей и шпангоутов и т.д. – по чертежу внешним осмотром;

3.Зазоры в собранных сопряжениях (между панелями и шпангоутами) и положение теоретических контуров контролируются щупами;

4.Точность взаимного расположения сопрягаемых деталей (обшивки и стрингеров, панелей и шпангоутов) контролируют в специальных приспособлениях и в стапеле сборки грузового трапа;

5.Правильность затяжки резьбовых соединений при помощи динамометрических ключей, плотность постановки заклепок при помощи щупов, западание или выступание заклепочных головок – визуальным осмотром.

7.Выполнение функциональных показателей собранных изделий или агрегатов (для грузового трапа данную проверку следует осуществлять во время окончательной сборки с фюзеляжем, так как проверка отдельно на агрегате невозможна);

8.Внешний вид собранных изделий (отсутствие поврежденных деталей - вмятины, утяжки по заклепкам, загрязнений и других дефектов после сборки).

9.Отсутствие посторонних предметов в СЕ (стружки, инструмента).

Размеры, заданные в сборочных чертежах контролируются стапелем сборки грузового трапа, так как проверить их универсальными мерительными инструментами не удается.

1.1.8 Разработка маршрутного техпроцесса сборки

Разработанный маршрутный технологический процесс сборки грузового трапа представлен в приложении А дипломной части проекта.

1.1.9 Нормирование процесса сборки. Составление циклограммы

На этом этапе определяется только оперативное время сборки, то есть сумма основного и вспомогательного времени на выполнение перехода.

Все эти данные представлены в циклограмме.

1.1.10 Расчет объема выпуска СЕ. Выбор типа производства. Расчет оптимальной партии и такта запуска ее СЕ.

Выбор типа производства.

Производственную программу цеха определяют исходя из производственной программы завода с учетом установленного процента запасных частей.

Расчет объема выпуска С.Е.

Базовая программа выпуска вертолетов Ми-26 составляет 80 шт. в год.

Количество главных грузовых трапов на вертолете – 1 шт.

Исходя из этой программы и учитывая процент запасных частей, определяем программу выпуска сборочных единиц в штуках, по формуле (1):

(1)

где - 80 - годовая программа выпуска С.Е., шт.;

β – 8 - изготовлено в качестве запасных частей (%);

m – 1 - количество сборочных единиц на изделие;

р – 10 - количество деталей, идущих на опережение.

Программа выпуска СЕ составляет 96 штук в год.

Выбор типа производства.

Выбор типа производства зависит от двух факторов: заданной программы и трудоемкости изготовления.

Величину номинального такта выпуска рассчитываем по формуле (2):

, (2)

где F_d – 1980 - действительный годовой фонд работы оборудования;

N_СЕ - 98 годовая программа выпуска СЕ (детали).

Трудоемкость сборки СЕ определяется штучным калькуляционным временем.

Трудоемкость изготовления детали определяется средним штучным временем по операциям технологического процесса по формуле (3):

, (3)

где Т_шт.к. - штучное калькуляционное время на каждой операции, мин.

n - количество операций.

На данном этапе величина трудоемкости изготовления принимается ориентировочно по сведениям завода, по аналогии с заводом может также приниматься и тип производства.

Коэффициент серийности определяем по формуле (4):

K_c= (4)

Коэффициент серийности сборочных единиц

K_c=

Тип производства грузового трапа – среднесерийный, так как коэффициент К_с<20.

Расчет количества деталей в партии определяем по формуле (5):

, (5)

где N_СЕ – 96 - годовая программа;

а - число дней, на которое необходимо иметь запас деталей - 10 шт;

F - число рабочих дней - 253 дня.

Принимаем n = 4.

Для расчета оптимальной партии вводим коэффициент не ритмичности производства k = 1.8.

Оптимальная партия будет равна:

(6)

Количество запусков в год, n_з:

(7)

Такт выпуска рассчитывается для всех типов производства, но для массового производства он является действительной величиной определяющей темп выхода готовых изделий, для остальных типов производства такт выпуска условная расчетная величина, необходима только для определения коэффициента серийности и типа производства.