/>/>/>Введение
Одним из приоритетных направлении всовременной военной индустрии является разработка и создание эффективныхбоеприпасов, и в частности авиабомб. Изделия такого типа имеют в своем составебольшое количество сложного оборудования и систем.
Одним из важных функциональныхустройств в авиабомбах, является контрольный блок разводки (КБР).
КБР объединяет электрические иконструктивные элементы автоматики для удобства эксплуатации и техническогообслуживания автоматики изделия в процессе изготовления и применения конкретногоизделия. Система автоматики изделия состоит из множества приборов и датчиков.Часть приборов может устанавливаться на КБР, т.о. КБР может так же исполняетроль несущей рамы для различных приборов автоматики.
Каждое разрабатываемое изделие имеетсвой уникальный состав, размещение, свои конструктивные особенности. Поэтомудля каждого конкретного изделия разрабатывается свой КБР, со своим определеннымсоставом, определенной схемой и функциями.
Разработка нового КБР одного из новыхизделий и является темой данного дипломного проекта.
/>1. Исходные данные наразработку КБР
/>1.1 Требования по габаритным имассовым характеристикам
Конструкцияизделия подразумевает необходимость установки КБР, для этого в изделиипредусмотрено специально отведенные место и объем. КБР крепится к раме изделияс помощью четырех крепежных болтов. Объём ограничен приборами автоматики иднищем изделия.
Изделиев целом имеет строго определенную массу, что накладывает конкретные требованияна массу разрабатываемого КБР. По этой причине масса КБР не должна превышатьмассу ≈4 кг. В качестве исходных данных выдается состав КБР.
/>1.2 Требования по стойкости,прочности и устойчивости к воздействию механических и климатических факторов
1.2.1 КБРдолжен быть работоспособным при воздействии следующих климатическихвоздействий:
- быть устойчивым к воздействию пониженной рабочейтемпературы среды минус 40°С и прочным к воздействиюпониженной предельной температуры среды минус 60°С;
- быть устойчивым к воздействию повышенной рабочейтемпературы среды 50°С и прочным к воздействию повышенной предельнойтемпературы среды 50°С;
- быть прочным к воздействию пониженного атмосферногодавления 6,7х102 Па (5 мм.рт.ст.);
- быть прочным к воздействию повышенного избыточногопредельного давления газа 2,5х105 Па (1870 мм.рт.ст.);
- быть стойким к воздействию повышенной влажности прирабочей температуре 20°С и при предельной температуре 40°С.
1.2.2. КБРдолжен выдерживать следующие механические воздействия:
- быть прочным к воздействию широкополосной случайнойвибрации в трех взаимно-перпендикулярных направлениях с параметрами, указаннымив таблице 2.1.
Таблица2.1Диапазон частот, Гц
Спектральная плотность ускорения,
м2/с3(g2/Гц)
Среднее квадратическое значение ускорения, м/с2 (g) Суммарное время воздействия, ч.
10-60
60-300
3,44(0,035)
0,96(0,010) 20(2) 37
- быть устойчивым к воздействию механического удараодиночного действия полусинусоидальной формы в направлении:
1) пооси Х – двух ударов с пиковым ударным ускорением 6867 м/с2 (700g) идлительностью действия ударного ускорения 0,6 мс;
2) поосям Y,Z – двух ударов с пиковым ударным ускорением 2940 м/с2(330 g) и длительностью действия ударного ускорения0,8 мс;
Занаправление оси Х взято направление вдоль оси изделия по направлению движения.Направление осей Y и Z взято перпендикулярно оси Х.
- быть стойким к воздействию линейного ускорения 1715м/с2 (175g);
- быть прочным к воздействию линейного ускорения по осямY,Z — 3528 м/с2 (360g).
2.Выбор компоновочной и конструктивной схемы
При выборе компоновочнойсхемы необходимо руководствоваться требованиями, предъявляемыми к конструкции,которые вытекают из заданного состава КБР. Конструкция КБР должна соответствоватьследующим требованиям:
— простота конструкции
— минимальная масса;
— минимальные размеры;
— свободный доступ длямонтажа; — технологичность;
— удобство вэксплуатации.
Главной цельюпроектирования является решение задачи оптимального размещения в конструкциивсех элементов, входящих в КБР, обеспечение их связи с другими конструктивнымиблоками в изделии.
Мы имеем составпроектируемого КБР, габаритные и присоединительные размеры (Рисунок 3.1).
/>
Рисунок 3.1
Проектируемый КБР долженбыть умещен в объеме, ограниченном размерами: длина l = 212 мм, шириной s = 177 мм и высотой h = 132 мм (Рисунок 1). В корпусе имеется несколько полостей различного объема под элементы КБР. Полостирасположены таким образом, чтобы обеспечить рациональное размещение всехэлементов в корпусе КБР.
С точки зрениятехнологичности сборки лучшей конструкция считается та, в которой количестводеталей минимально. Поэтому при проектировании нужно стремиться именно к этому.Очевидно, что имеется уже как минимум две детали: первая – это та, на которуюбудут установлены элементы схемы – основная (корпусная) деталь. Вторая – этокрышка, роль которой – закрыть монтажные отверстия и полости, через которыепроисходила установка элементов схемы, тем самым, скрыв их внутри конструкции.
Подобная конструкцияявляется наиболее оптимальной. Все элементы из состава КБР не возможноразместить в корпусе КБР на одном уровне. Поэтому элементы конструкции придетсяразмещать на разных уровнях корпусной детали. Для монтажа элементов конструкцииимеются поверхности для их закрепления, а также свободное место для размещенияжгутов. Вся конструкция к изделию крепится через корпус.
Вкорпусе размещены: плата 1 с резисторами, семь электромагнитных включателей,переключатель 58, переключатель 31, розетка РС50БТВ, вилки РС10ТВ и РС50ТВ, атакже плата 2 с диодами.
Как видно из состава КБР,наибольшие габаритные размеры имеет переключатель 58. Таким образом, под этоизделие будет занято значительное количество места. Корпус переключателя 58имеет посадочный диаметр. В роли опорной поверхности имеется фланец. На фланцевыполнены четыре крепежных отверстия и при помощи винтов переключатель крепитсяна соответствующей поверхности в корпусе КБР. Для удобства монтажа проводов переключатель58 располагается в корпусе КБР таким образом, чтобы задействованные впереключателе контакты были повернуты в сторону центра корпуса КБР, а не к егостенкам.
Переключатель 31 имеетпосадочный диаметр и две опорных поверхности: одна находится у основанияпереключателя и вторая – на фланце. Переключатель устанавливается насоответствующей поверхности в корпусе КБР и закрепляется гайкой. Чтобы защититьпереключатель от окружающей среды он сверху закрывается колпаком, которыйкрепится к корпусу КБР четырьмя винтами.
Электромагнитныевключатели имеют посадочный диаметр и опорную поверхность. Они устанавливаютсяв корпусе КБР на одном уровне и крепятся гайками. Примечательным является то,что расстояние между соседними электромагнитными включателями должно быть неменее 24,5 мм по причине взаимного влияния электромагнитных полей друг надруга. Поэтому выбираем расстояние равное 26 мм, но не более, т.к. большее значение способствует увеличению габаритов КБР.
Розетка РС50БТВ и вилкиРС10ТВ, РС50ТВ имеют посадочные диаметры и крепятся к корпусу КБР винтами. Дляизолирования от внешней среды вилки закрываются колпаками, а розетка сверхузакрывается крышкой.
Резисторы и диодыустанавливаются на отдельных электроизоляционных платах и крепятся внутрикорпуса КБР винтами.
Помимо соединителей вкорпусе имеются 2 бонки, которые запрессовываются в него. Бонки выступают вроли упорного элемента и выполняются из более прочного материала, чем корпус. Электронныйприбор, при помощи которого осуществляется разъединение розетки и вилки,ставится сверху корпуса. Прибор входит своими направляющими в два отверстия накорпусе, необходимых для центровки по оси соединения вилки и розетки, иупирается своими штырями в бонки. Вращая штыри, прибор вместе с вилкойпостепенно отодвигается от корпуса, тем самым, разъединяя вилку с розеткой.
Таким образом,конструкция КБР отвечает всем предъявляемым к ней требованиям, являетсятехнологичной и включает в себя оптимальное размещение всех элементов.
/>3. Описание конструкции КБР иособенности компоновки
КБР является компоновочным блоком, всостав которого входят:
/>1) Электромагнитныевключатели — 7 шт;
2) Переключатель 58- 1 шт;
3) Переключатель 31- 1 шт;
4) Резисторы — 13шт;
5) Диоды — 7 шт;
6) Вилки:
РС10ТВ– 1 шт;
РС50ТВ– 1 шт;
7) Розетка РС50БТВ –1 шт;
8) Корпус – 1 шт;
9) Крышка – 1 шт.
Каждый элемент из составаКБР имеет свое назначение.
Корпус – наиболее сложнаядеталь в КБР, и ее конструкция будет описана отдельно, в другом разделе.
Герметичность внутренних полостей КБРобеспечивается двумя крышками. Крышки выполнены из сплава АМг3.М3 ГОСТ 21631-76. Такое решение продиктовано стремлениемснизить массу КБР. Материал отличается высокой технологичностью процессаизготовления и малой плотностью.
Во внутренних полостях КБРрасполагается жгут внутреннего монтажа, выполненный в соответствии сэлектрической схемой. Жгутом внутреннего монтажа осуществляют соединение междуэлементами, входящими в состав КБР.
Электромагнитныевключатели, переключатели 58 и 31 предназначены для коммутации электрическихцепей в соответствии с заданным режимом работы.
Включатели электромагнитные представляютсобой поляризованное двухпозиционное двухстабильное герметичноеэлектромагнитное реле постоянного тока с пятью замыкающими и пятью размыкающимиконтактами и двумя электрически не связанными обмотками. При подаче напряженияна рабочую обмотку происходит коммутация электрических цепей.
Резисторы и диодыобеспечивают электрическое согласование режимов работы узлов автоматикиизделия.
Вилки и розетки служатдля электрического объединения КБР в схему изделия.
Электрическая связь междуузлами автоматики и электрорадиоэлементами в составе КБР выполнены путем пайкис применением теплостойких проводов марки МС, МСЭ.
На КБР имеется три разъема: БР, К и ВК.С помощью разъема БР происходит связь КБР с другими узлами системы автоматики,он служит для объединения КБР в схему изделия. Разъем К служит для контролясостояния и работоспособности КБР. Разъем ВК необходим для объединения электронногоприбора в схему изделия.
После установки жгута внутреннегомонтажа в корпус весь монтаж закрывается двумя крышками, что защищает монтаж иустановленные внутри КБР элементы от механических повреждений. Крышка и корпускрепятся друг к другу с помощью винтов.
Размещение соединителей в КБРобеспечивает удобство сочленения и расчленения при проверках и обслуживании КБРв составе объекта применения.
4. Разработка корпуса
Основным силовымэлементом КБР является корпус. Корпус служит для закрепления узлов, входящих всостав КБР, и закрепления КБР в составе изделия. Он представляет собой телосложной формы с предусмотренными посадочными местами для входящих в негоэлементов. В корпусе выполнены специальные полости, обеспечивающиетехнологичность установки соединителей, а также имеются ребра жесткости, чтопридает ему дополнительную жесткость. Четыре лапки крепления, расположенные покраям корпуса, предназначены для установки КБР на раме изделия.
Корпус должен отвечатьследующим требованиям:
— надежное закреплениевсех элементов, входящих в состав КБР, и закрепления КБР в составе изделия;
— стойкость к прилагаемымнагрузкам;
— жесткость;
— минимальная масса;
— технологичностьизготовления;
— технологичность сборки.
С одной стороны, корпусдолжен быть достаточно прочным, чтобы выдержать все нагрузки, с другой стороныего теплопроводность не должна быть высокой.
Проведем анализ некоторыхконструкционных материалов для выбора оптимального варианта. Изделия изметаллов обладают большой теплопроводностью, что может привести к перегревувсей конструкции и, тем самым, к нештатному режиму работы КБР. Материал дляизготовления корпуса выбирался исходя из условий эксплуатации и применения КБРпри воздействии механических факторов и ограничения по весу, которые оговореныв исходных данных.
Былирассмотрены четыре материала (четыре алюминиевых сплава): сплав АМг6, сплавД16, сплав АК6 и сплав В95.
Конструктивныйсплав АМг6 – алюминиевый, деформируемый, термически не упрочняемый сплав.Химический состав Mg=5,8-6,8%, Mn=0,5-0,8%, Ti=0,02-0,1%, Be=0,0002-0,005%,Fe=0,4%, Si=0,4%, Zn=0,2%, Cu=0,1%,.Физические характеристики:
— пределтекучести s0,2=160Мпа;
— пределпрочности sв=320 Мпа;
— относительноеудлинение d=15%;
— плотность r=2,64 г/см3;
— удельное сопротивлениеρ=6,73∙106 Ом∙см.
Сплав обладает повышеннойкоррозионной стойкостью. Наиболее высокопрочный сплав группы магналиев.Применяется для сварных и несварных конструкций, от которых требуетсяповышенная коррозионная стойкость. Изделия из сплава могут работать длительно винтервале температур от –196 до +700С и кратковременно от –196 до+3000С. Обрабатываемость резанием хорошая в нагартованном состояниии удовлетворительная – в отожженном.
Поковкаиз алюминиевого сплава АК6 –деформируемый, закаленный и искусственносостаренный сплав. Основной составляющей сплава является Cu=1,8-2,6%и дополнительно легирован никелем Ni=0,1%. Кроме Никеля и меди сплавсодержит: Mg=0,4-0,8%, Mn=0,4-0,8%, Si=0,7-1,2%,Zn=0,3%, Fe=0,7%, Ti=0,1%.Физические характеристики:
— пределтекучести не определяют;
— пределпрочности sв=365 МПа;
— относительноеудлинение d=8%;
— плотность r=2,75 г/см3;
— удельное сопротивлениеρ=4,1∙106 Ом∙см.
Сплав обладает пониженнойкоррозионной стойкостью. Технологические и эксплуатационные нагревы не приводятк ухудшению коррозионной стойкости сплава. Хорошо обрабатывается резанием.Сплав деформируется в горячем и холодном состоянии.
Конструктивныйсплав Д16 – алюминиевый, деформируемый, в естественном состаренном состоянииобладает хорошим сочетанием характеристик выносливости, вязкости разрушения,сопротивления росту усталостной трещины. Химический состав Cu=3,8-4,9%,Mg=1,2-1,8%, Mn=0,3-0,9%, Ti=0,1%,Fe=0,5%, Si=0,5%, Zn=0,3%, Ni=0,1%,.Сплав обладает высокими коррозионными свойствами. Физические характеристики:
— пределтекучести s0,2= 300Мпа;
— пределпрочности sв= 460 Мпа;
— относительное удлинение d= 17 %;
— плотность r=2,78 г/см3;
— удельное сопротивлениеρ=4,76∙106 Ом∙см.
Защита от коррозии взависимости от назначения детали осуществляется анодно-окисными, химическими илакокрасочными покрытиями. Сплав подвергается деформации в горячем состоянии.Технологическая пластичность сплава в отожженном и свежезакаленном состоянияхудовлетворительная. Обрабатываемость резанием сплава Д16 такжеудовлетворительная. Сплав в основном применяется для силовых элементовконструкций (балки, лонжероны, шпангоуты, стыковые гребенки).
Конструктивныйсплав В95 – алюминиевый, деформируемый. Химический состав Zn=5-7%,Mn=0,2-0,6%, Mg=1,8-2,8%, Cu=1,4-2%,Cr=0,1-0,25%, Fe=0,5%, Si=0,5%, Ni=0,1%.Физические характеристики:
— пределтекучести s0,2=420Мпа;
— пределпрочности sв=500 Мпа;
— относительное удлинение d=5%;
— плотность r=2,85 г/см3;
— удельное сопротивлениеρ=4,2∙106 Ом∙см.
Сплав обладает самымивысокими характеристиками прочности по сравнению с основными конструкционнымиалюминиевыми сплавами. Сплав обладает низкими коррозионными свойствами, что неспособствует его использованию в качестве материала панели. Защититься откоррозии в зависимости от назначения детали осуществляется анодно-окисными,химическими и лакокрасочными покрытиями. Сплав удовлетворительно деформируетсяв горячем состоянии: может подвергаться прокатке, прессованию, ковке,штамповке. Хорошо обрабатывается резанием.
Сплав В95 целесообразноприменять для элементов, работающих преимущественно на сжатие или на сдвиг вместах, некритических по выносливости. Детали из сплава должны иметь плавныепереходы без резкого изменения сечения, острые кромки необходимо скруглять.Однако, в силу своей конструкции, панель не может удовлетворять последнемутребованию, что делает непригодным использование для нее сплава В95.
Таким образом,проанализировав и сравнив свойства оставшихся трех сплавов, наилучшимматериалом оказалась поковка из алюминиевого сплава АМг6 ГОСТ 4784–97. Данныйматериал имеет характеристики: предел прочности sв=320 МПа, относительное удлинение d= 15%. Главным аргументом в его пользу оказались малаямасса и доступность материала в промышленности. Он наиболее удовлетворяет всемтребованиям, предъявляемым к корпусу. Нужно только решить каким способомизготавливать деталь: посредством механической обработки, или формованием(литьем, прессованием).
При изготовлении корпусаприменять механическую обработку целесообразнее, так как предполагается штучноепроизводство КБР, а применение литья требует больших затрат на подготовкуоснастки. Более того, механической обработкой проще добиться необходимойточности изготовления.
В связис тем, что КБР при эксплуатации будет подвергаться воздействию повышеннойвлажности, то панель следует защитить от коррозии. Для защиты от коррозии накорпус нужно нанести покрытие.
Покрытиямогут быть:
- металлические (цинковые, оловянные, хромовые и т.д.);
- неметаллические неорганические (оксидными, фосфатными,фторидными и др.);
- пластмассовыми;
- резиновыми;
- лакокрасочными;
- пиролитическими (пирографит);
- керамическими (оксид циркония ZrO2, карбид кремния SiC).
Рассмотрим три наиболеечасто используемые и подходящие для алюминиевой панели покрытия (Ан.Окс.хр.,Хим.Окс.э, металлические).
Длядеталей из алюминиевых сплавов на основании ОСТ В95 1135-79 о допустимости и недопустимости контактов между металлами и покрытиями при различных условияхэксплуатации. Условия эксплуатации подразделяются на четыре группы:
Легкие –детали находятся внутри герметичного изделия;
Средние– детали находятся в помещении и на открытом воздухе без непосредственногопопадания атмосферных осадков и солнечной радиации;
Жесткие– детали находятся на открытом воздухе при возможном попадании атмосферныхосадков и солнечной радиации;
Особо жесткие – наоткрытом воздухе при возможном попадании атмосферных осадков, воздействиисолнечной радиации и морского тумана.
КБРрасполагается в герметичном отсеке, что соответствует эксплуатации при легкихусловиях. При легких условиях алюминиевые детали допускается покрывать цинком ицинковыми хроматированными покрытиями, кадмием и кадмиевыми хроматированнымипокрытиями. Между данными парами материалов при соприкосновении не возникаетконтактной коррозии. Однако цинковые покрытия в условиях относительнойвлажности коррозирует с образованием рыхлого белого порошка. Процесс коррозииусиливается без доступа воздуха и света. Данные покрытия не рекомендуются дляэлектроконтактных систем. Таким образом, данный вид покрытия для панели неподходит.
Кадмиевыепокрытия характеризуются устойчивостью к воздействию повышенной влажности,имеют прочное сцепление с основным металлом, обладают высокой пластичностью иэластичностью, но из-за дорогостоящей и очень сложной технологии нанесенияпокрытия на алюминиевые сплавы. Для того чтобы нанести кадмиевое покрытие вначале идет нанесение на корпус слой никелевого покрытия, затем нанесение наслой никеля слой медного покрытия после этого только нанесение кадмиевогопокрытия. Так же покрытие сложно наносить на детали имеющие сложнуюконструкцию. Учитывая выше перечисленное от применения металлических покрытийдля данной панели отказались.
Ан.Окс.хр.– покрытие получаемое анодным оксидированием получаемое в растворе бихроматакалия. Данное покрытие является одним из лучших покрытий устойчивых к коррозиипри легких и средних условиях эксплуатации применяемых для покрытия алюминиевыхсплавов, также оно является электроизолятором. Данное покрытие по механическимхарактеристикам и защищенности от коррозии нам подходит, но так как панельдолжна обеспечивать металлизацию с плитой, данное покрытие применять не стали.
Хим.Окс.э.– покрытие получаемые химическим окислением из раствора, содержащего хромовыйангидрит и фториды. Данный вид покрытия по механическим характеристикам икоррозионной стойкости уступает покрытию Ан.Окс.хр. Покрытие можно применятьтолько при легких условия эксплуатации для нас это является достаточным. Данноепокрытие является электропроводным, что являлось немаловажным фактором привыборе покрытия. Исходя из всего выше перечисленного, наилучшим покрытиемявилось покрытие Хим.Окс.э., которое и было применено для покрытия панели.
Конструкция корпуса имеетсложную тонкостенную конфигурацию с множеством полостей, в которых размещаютсяэлементы электрической схемы и жгут внутреннего монтажа. Такая форма корпусаспособствует большой плотности размещения элементов, что в свою очередь снижаетмассу и объем КБР. Имеется множество сквозных отверстий, в которых будутрасполагаться соединители. На верхней и нижней сторонах корпуса имеютсярезьбовые отверстия, предназначенные для крепления крышек к корпусу.
5.Прочностной расчет
Необходимо рассчитатькрепеж КБР к изделию на действие статических и ударных нагрузок. Для проведениярасчетов необходимы следующие данные:
Масса КБР М = 4 кг;
Материал болта Сталь20ХН3А;
Материал корпуса АМг6;
Болт М8-8g×25.
5.1Расчет прочности болта при действии статической нагрузки
Проводим расчет на разрывболта под действием статической нагрузки 175 ед., действующей в осевомнаправлении. Схема нагружения болта представлена на рисунке 6.1.
/>
Рисунок 6.1.
Усилие, создаваемое этойнагрузкой распределяется между четырьмя болтами, и на каждый из них приходится1/4 этого усилия.
Полное усилие на всеболты равно:
/> Н;
тогда усилие на одинболт:
/> Н.
Определяем осевое усилиезатяжки резьбового соединения Q0кН, для чего, согласно ОСТ В951823-76, проводим следующий расчет:
Момент затяжки Мзат,кН∙м, определяем по формуле (6.1):
/> (6.1);
где К1 –приведенный коэффициент пропорциональности момента затяжки и осевого усилия затяжкирезьбового соединения, вычисляемый по формуле (6.2):
/> (6.2);
PT – усилие текучести на растяжение,для болта, кН, вычисляемый по формуле (6.3):
/> (6.3);
/>– коэффициент запаса прочности попределу текучести;
/>– коэффициенты трения в резьбе и наопорной поверхности, согласно ОСТ В95 1823-76 для седьмой группы сочетанийматериалов болта и рамы (элемент конструкции к которому крепится КБР):
/>;/>;
/>– предел текучести, для стали 20ХН3А /> МПа;
/>– шаг, наружный и внутренний диаметррезьбы;
d = 8 мм;
d3 = 6,466 мм;
P = 1,25 мм;
Осевое усилие затяжкирезьбового соединения QЗ кН, определяют по формуле (6.4):
/> (6.4),
где K2 – коэффициент пропорциональности момента затяжки иосевого усилия затяжки, м, вычисляемый по формуле
/> м;
/> м;
/> кН;
/>Н∙м;
/>кН.
После приложения внешнейнагрузки РСТ болт получит дополнительное удлинение на величинуΔl, и дополнительное усилие будетравно:
/> (6.5).
Сила, действующая на стягиваемуюдеталь (плита) уменьшится на величину:
/> (6.6);
где /> – коэффициентыподатливости болта и стягиваемой детали (индексы 0 – для болта, а 1 – длядетали).
Согласно [3, стр. 28]:
/> (6.7).
/> – расстояние от торца гайки(посадочной поверхности под КБР) до торца головки болта.
/> - модуль упругости и площадьпоперечного сечения болта,
/> Н/мм2;/> мм2.
/>мм/Н = 1,2∙10-9 м/Н.
Согласно [3, стр. 31]/>,
а = 14 – наружный диаметркольцевой опорной поверхности;
d = 8 мм – диаметр стержня болта;
/>= 69651 Н/мм2 – модульупругости материала стягиваемой детали;
/>
l1 = 12 мм – толщина стягиваемой детали;
/> мм/Н.
λ1 = 1,05∙10-9м/Н.
Так как
/> (6.8);
/> (6.9);
то:
/> (6.10).
где /> – коэффициент основнойнагрузки:
/>
Полное усилие на болтвычисляется по формуле (6.11):
/> (6.11);
/> Н.
Равенство (6.11)справедливо до начала раскрытия стыка. Необходимо проверить нераскрытие стыкаиз условия (6.12):
/> (6.12);
/> Н;
/>.
Значит раскрытие стыкапри данных значениях усилия статической нагрузки и осевого усилия затяжки непроизойдет.
Расчет влияниятемпературы на величину напряжения разрыва.
Температурный диапазонработы изделия от -400С до +500С. Подобные условия работымогут привести к температурной деформации деталей КБР при его эксплуатации.Следовательно, нужно проверить влияние температуры на полное усилие в болте.Согласно ОСТ В95 2606-90 температура при нормальных климатических условияхдолжна соответствовать значению в пределах от 150С до 250С.В данном расчете примем это значение равным 200С.
Величина температурнойдеформации Δtвычисляется по формуле (6.13):
/> (6.14)
где /> – коэффициент линейногорасширения болта, согласно [6, стр. 373] для Сталь 20ХН3А />;
l0– длина болта, равна толщине стягиваемой детали;
/> - соответствующие величины дляпромежуточной детали (крепежная лапка корпуса);
Согласно [4, стр. 706]для АМг6 />.
/>– изменение температуры;
По формуле (6.15)определяем температурное усилие Qt:
/> (6.15).
Полное усилие на болт Qп в этом случае определяется по формуле (6.16):
/> (6.16).
Так как, коэффициентлинейного расширения для материала болта меньше чем для материала гайки, то притемпературе ниже 200С болт будет разгружаться, а при температуревыше 200С – догружаться, то есть худший случай будет реализован притемпературе 500С. Поэтому определяем значение температурного усилия Qп50 (при 500С), и уже длянего считаем возникающее в болте напряжение и сравниваем его с пределомтекучести для материала болта, и делаем вывод о правильности его выбора.
При температуре +500С:
/>мм;
/>Н.
Определяем напряжение,создаваемое в болте по формуле (6.17) и сравниваем его с пределом текучести длясталь 20ХН3А.
/> (6.17);
где /> – напряжение, создаваемоев болте при действии полной осевой нагрузки;
/> – предел текучести, для сталь 20ХН3А/> МПа;
d2 – средний диаметр резьбы болта.
/> МПа.
72
5.2Расчет прочности болта при действии ударной нагрузки
Проводим расчет на разрывболта под действием ударной нагрузки 700 ед. длительностью 0,6 мс, действующейв осевом направлении. После удара нагрузка представляет из себя затухающиесинусоидальные колебания с периодом 1,2 мс и амплитудой 700 ед. в первомполупериоде, в котором нагрузка является максимальной, и поэтому именно дляэтого случая будем проводить расчет. Схема нагружения болта представлена нарисунке 6.2:
/>
Рисунок 6.2.
/>кН.
/> Н.
На один болт будетприходиться /> Н.
/>Н.
/> МПа.
Так как нагрузка ударная,то необходимо ввести ударный коэффициент равный 1,75. Тогда:
/>МПа
189
3. Расчет на срез резьбы.
Для реализации расчетасначала необходимо рассчитать напряжение в витках резьбы болта и гайки, а затемсравнить их с пределом текучести. Для болта напряжение в витках резьбырассчитывается по формуле (6.18), для гайки – (6.19):
/> (6.18)
/> (6.19)
где: /> – напряжение от внешнейнагрузки на один болт;
d1 – средний диаметр резьбы, d1 = 7,19 мм;
k0= k1 = 0,87 – коэффициент полноты резьбы;
l2 – длина резьбовой части;
kT – коэффициент, учитывающий характер изменения деформациивитков по высоте гайки, выбираемый в зависимости от отношения /> по таблице 6.1 (где /> – предел прочностиматериала болта; /> – пределпрочности материала гайки).
Таблица 6.1.
/> Шаг резьбы
kT Свыше 1,3 Крупный и первый мелкий 0,7…0,75 Второй и более мелкий 0,65…0,7 Менее 1,3 Для всех шагов 0,55…0,6
/>МПа;
/>,
следовательно, согласнотаблице 6.1 kT = 0,55.
Возникающие напряжения /> и /> будут одинаковыми, однаков связи с тем, что материалы болта и гайки (ответной детали) разные, расчетпроведем для болта, т.к. />.
/>МПа;
11,4 МПа
Таким образом, придействии полной статической нагрузки 175g, динамической нагрузки 700g, разрыва болта и среза его резьбы не произойдет, то естьвыбранный болт удовлетворяет требованиям условий эксплуатации КБР по рабочейтемпературе и стойкости к воздействию линейного ускорения.
6. Размерный расчет
Задачей расчета являетсяпроверка собираемости корпуса с крышкой по размерам Х1, Х2и Х3 (рисунки 4, 6, 8).
Данные для расчетаприведены в таблице 1. Размеры в мм.Наименование Условное обозначение Номинал Предельные отклонения Крышка
А1 4
А2 3,6 0,36
А3 148
А4 156 -1
В1 79 -0,74
В2 70 Корпус
Б1 148
Б2 158 +1
Г1 83 -0,87
Г2 70
Таблица 1. – Данные длярасчета
Примечание:
Позиционный допуск осейотверстий с размером А2 0,3 мм (α2) (допуск зависимый).
Номинальный размерзамыкающего звена (Х) определяется по формуле
/>
где /> - сумма размеровувеличивающих звеньев;
/> - сумма размеров уменьшающихзвеньев;
i – порядковый номер звена;
m – число уменьшающих звеньев;
n – число увеличивающих звеньев.
Верхнее предельноеотклонение размера замыкающего звена (Вх) определяют по формуле
/>
где />– сумма верхних предельныхотклонений размеров увеличивающих звеньев;
/>– сумма нижних предельных отклоненийразмеров уменьшающих звеньев.
Нижнее предельноеотклонение размера замыкающего звена (Нх) определяют по формуле
/>
где />– сумма нижних предельныхотклонений размеров увеличивающих звеньев;
/>– сумма верхних предельных отклоненийразмеров уменьшающих звеньев.
1) Условием,обеспечивающим собираемость крышки и корпуса по размеру Х1 являетсяХ1min ≥ 0(рисунок 4, см. рисунок 5).
/>
Рисунок 4. – Определениеразмера Х1
Для проведения расчетовнеобходимо составить схему размерной цепи (см. рисунок 5).
/>
Рисунок 5. – Схемаразмерной цепи
Запишем общее выражениедля нахождения максимального и минимального значения размера замыкающего звена:
/> (3)
/>
Определяем Х1min, которое будет реализовываться приминимальных значениях увеличивающих звеньев и максимальных значенияхуменьшающих. Таким образом
/>
Т.к. размеры 148 и 158+1для корпуса заданы симметрично, а величина этой симметрии не задана, то по ОСТВ95 2606-90 значения неуказанных допусков симметричности равны 1,20. Величинасимметрии будет влиять на значение Х1min. Найдем значение величины симметрии:
а = (1,2+1,2) / 2 = 1,2
Следовательно, Х1min с учетом симметричности размеров 148и 158+1 будет равен:
Х1min = 0,85 – а = 0,85 – 1,2 = – 0,35
Х1min = 0,85 – 0,5 = 0,35 > 0.
Следовательнособираемость крышки и корпуса по размеру Х1 обеспечена.
2) Условием,обеспечивающим собираемость крышки и корпуса по размеру Х2 являетсяХ2min ≥ 0 (рисунок 6, см. рисунок 7).
/>
Рисунок 6. – Определениеразмера Х2
Для проведения расчетовнеобходимо составить схему размерной цепи (см. рисунок 7).
/>
Рисунок 7. – Схемаразмерной цепи
Запишем общее выражениедля нахождения максимального и минимального значения размера замыкающего звена:
/> (4)
/>
Определяем Х2min, которое будет реализовываться приминимальных значениях увеличивающих звеньев и максимальных значенияхуменьшающих. Таким образом
/>
Т.к. размеры 148 и 158+1для корпуса заданы симметрично, а величина этой симметрии не задана, то по ОСТВ95 2606-90 значения неуказанных допусков симметричности равны 1,20. Величинасимметрии будет влиять на значение Х2min. Найдем значение величины симметрии:
а = (1,2+1,2) / 2 = 1,2
Следовательно, Х2min с учетом симметричности размеров 148и 158+1 будет равен:
Х2min = 0,85 – а = 0,85 – 1,2 = – 0,35
Х2min = 0,85 – 0,5 = 0,35 > 0.
Следовательнособираемость крышки и корпуса по размеру Х2 обеспечена.
3) Условием,обеспечивающим собираемость крышки и корпуса по размеру Х3 являетсяХ3min ≥ 0(рисунок 8, см. рисунок 9).
/>
Рисунок 8. – Определениеразмера Х3
Для проведения расчетовнеобходимо составить схему размерной цепи (см. рисунок 9).
/>
Рисунок 9. – Схемаразмерной цепи
Запишем общее выражениедля нахождения максимального и минимального значения размера замыкающего звена:
/> (5)
/>
Определяем Х3min, которое будет реализовываться приминимальных значениях увеличивающих звеньев и максимальных значенияхуменьшающих. Таким образом
/>
Т.к. размеры 70 и 83-0,87для корпуса заданы симметрично, а величина этой симметрии не задана, то по ОСТВ95 2606-90 значения неуказанных допусков симметричности равны 1,00. Величинасимметрии будет влиять на значение Х3min. Найдем значение величины симметрии:
а = (1,0+1,0) / 2 = 1,0
Т.к. размеры 70 и 79-0,74для крышки заданы симметрично, а величина этой симметрии не задана, то по ОСТВ95 2606-90 значения неуказанных допусков симметричности равны 1,00. Величинасимметрии будет влиять на значение Х3min. Найдем значение величины симметрии:
b = (1,0+1,0) / 2 = 1,0
Следовательно, Х3min с учетом симметричности размеров 70и 83-0,87 для корпуса и размеров 70 и 79-0,74 для крышкибудет равен:
Х3min = 2,065 – а – b = 2,065 – 1,0 – 1,0 = 0,065 > 0.
Следовательно,собираемость крышки и корпуса по размеру Х3 обеспечена.
Таким образом, в ходепроведения расчета были получены значения зазоров Х1, Х2,Х3 между крышкой и корпусом. Их величины составили следующиезначения:
Х1 = 0,35
Х2 = 0,35
Х3 = 0,065.
Полученные значения большенуля, следовательно, собираемость крышки и корпуса обеспечена.
7. Передняя часть
7.1 Описание
Передняя часть являетсячастью обшивки и предназначена для крепления различных датчиков и аппаратуры.
Передняя часть состоит изшпангоута переднего, оживальной части обшивки, шпангоута заднего и втулки,соединенных между собой аргонно-дуговой сваркой. Шпангоут передний, шпангоутзадний и оживальная часть изготовлены из стали 10 ГОСТ 1050-88.
Оживальная часть, сбольшим ø506h13, меньшимø406h13, шириной 260-1,55 итолщиной 3мм, является элементом обшивки и воспринимает основную нагрузку.Изготавливается из листа с помощью аргонно-дуговой сварки. Шов зачищаетсязаподлицо с внешней поверхностью. После присоединения шпангоутов, в верхнейчасти (противоположной шву) вырезается отверстие ø110+0,87под втулку. Втулка крепится посредством аргонно-дуговой сварки. Обтекаемаяформа выполнена с учетом аэродинамики ЛА.
Шпангоут передний свнешним ø400-1,55, внутренним ø290+1,3 ишириной 55-0,62 служит для крепления к сферической части, а такжедля улучшения прочностных характеристик. Помимо этого имеет 6 отверстий М6-7Н,12 отверстий М4-7Н и 6 групп по 2 отверстия М4-7Н для крепления датчиков. Длягерметичного соединения со сферической частью в конструкции шпангоутапредусмотрена канавка 5x5ммпод уплотнительное кольцо. Имеется конструктивный элемент – проточка шириной 5 мм для центрирования деталей при сварке. В верхней части шпангоута имеется два отверстия:ø8Н8 глубиной 15мм и ø10Н7 длиной 5мм под втулки для центровки икрепления сферической части.
Шпангоут задний с внешнимø506-1,55, внутренним ø476 и шириной 42 мм служит для крепления к цилиндрической части, а также исполняет роль ребра жесткости. Длягерметичного крепления предусмотрена канавка 5x7мм под уплотнительное кольцо. Имеется конструктивный элемент– проточка шириной 2±0,215 для центрирования детали при сварке.
Втулка ø100-0,87и шириной служит для крепления отрывного разъема.
7.2 Технологическая часть
7.2.1 Порядок сборки
1) Выполняется сваркаоживальной части аргонно-дуговой сваркой. Так как деталь эксплуатируется втяжелых условиях под действием переменных давления и вибрационных нагрузок, топрименяются швы 1-ой группы (табл.).
2) На следующем этапесборки выполняется сварка шпангоута переднего и шпангоута заднего с оживальнойчастью. Так как передняя часть эксплуатируется в тяжелых условиях под действиемпеременных давления и вибрационных нагрузок, то применяются швы 1-ой группы(табл.).
3) После сборкишпангоутов и оживальной части, согласно чертежу вырезают отверстие 100 подвтулку. Втулка крепится с помощью аргонно-дуговой сварки. Так как деталь неиспытывает переменных нагрузок то целесообразно применять швы 3-ей группы(табл.).
Общие требования
1.1 Группа сварных швовустанавливается в зависимости от вида нагрузки, условий эксплуатации,дополнительных указаний и требований. Группа швов Вид нагрузки Условия эксплуатации Дополнительные указания и требования 1 Давление, вакуум, вибрация, ударная Тяжелые Сварные соединения не должны иметь нахлесток, обратная сторона (корень) шва должна быть доступной для осмотра, подварки и осуществления защиты. 2
Статическая.
Давление, вакуум, вибрация, ударная Нормальные Сварные соединения, выполненные ручной сваркой вне камер, не должны иметь нахлесток, обратная сторона (корень) шва должна быть доступной для осмотра, подварки и осуществления защиты. 3
Статическая.
Давление, вакуум, вибрация, ударная Нормальные
Примечание: поднормальными условиями понимаются такие условия, когда температура,агрессивность среды, и другие снижающие работоспособность конструкции факторыотсутствуют или соответствуют параметрам характеристик примененных материалов иучитываются в расчетах конструкции изделия, а также когда допустимость такихфакторов подтверждена предшествующим опытом эксплуатации подобных изделий ваналогичных условиях. Под «тяжелыми» считать все остальные случаи.
Для швов первой группынеобходимо проводить экспериментально — исследовательскую работу по отработкепринципиальной схемы технологии сварки и контроля качества швов. Такую работуцелесообразно проводить на ранних стадиях проектирования сварных конструкций.Результаты работы оформляют отчетом, который с конструкторской документацией(КД) направляют предприятию изготовителю.
Сварные конструкции сошвами групп 1, 2 и 3 должны изготавливаться по операционным технологическимпроцессам или по маршрутным картам с маршрутно-операционным (операционным)описанием на операции: сборка под сварку, сварка и контроль качества, соссылками, при необходимости, на конструкции и типовые технологические процессы(ТТП). Сварные конструкции со швами группы 3 допускается изготавливать помаршрутным картам.
1.1.4 Подготовкапроизводства сварных конструкций включает обязательную экспериментальнуюотработку технологии сварки и контроля качества швов с включением необходимыхсобытий в сетевой график подготовки производства
1.1.5 В случаяхприменения в сварных конструкциях ранее освоенных материалов, способов сварки иконтроля качества швов допускается по разрешению главного сварщика (начальникаотдела, бюро, лаборатории сварки или главного технолога) экспериментальнуюотработку швов группы 1, 2 и 3не проводить, если она уже ранее проводилась дляаналогичных конструкций и имеются отчеты с положительными результатами.
Требования к изготовлению
Выполнение сварочныхработ проводится в специализированных помещениях без сквозняков приотносительной влажности не более 75% и температуре окружающей среды и металла:
— не менее 15 С – длясварки сталей, воспринимающих закалку в условиях термического цикла сварки;
— не менее 16 С – длясварки титана и его сплавов;
— не менее 10 С – дляостальных металлов и сплавов.
К выполнению сварочныхработ по КД, в которых установлены требования к сварным швам групп 1, 2 и 3, иисправлению дефектов подваркой допускаются сварщики, аттестованные всоответствии с требованиями, установленными «Правила аттестации сварщикови специалистов сварочного производства» ПБ 03-273, утвержденнымипостановлением Гостехнадзора России от 30.10.98 №63. К выполнению работ по КД,в которых отсутствуют требования к сварным швам групп 1, 2 и 3, аттестованные всоответствии с требованиями стандартов предприятий, разработанных на основеуказанных правил.
Аттестованный сварщикставит личное клеймо рядом со сварным швом в соответствии с указаниями КД и(или) технологических документов (ТД). Способ клеймения – ударный илинанесением краской. Допускается вместо клеймения приводить запись всопроводительной документации.
Контроль качества швовсварных соединений проводят контролеры ОТК и дефектоскописты, аттестованные направо контроля качества швов сварных соединений.
Не допускается вноситьоперации по исправлению дефектов сварки в карты технологических процессов.
Исправления дефектовсварки выполняют по отдельным для каждого случая указаниям (сопроводительнымпаспортам и т.п.), согласованным со службой сварки и ОТК. В таком документе длякаждого конкретного случая указывают необходимые операции: разборку, разделкудефектных мест, подготовку кромок, контроль разделки подготовки кромок,предварительный и сопутствующий подогрев, заварку дефектных мест, механическуюи термическую обработку сварных соединений, контроль по утвержденной технологиии дополнительный контроль, а также указывают параметры сварки (присадочныйматериал, способ сварки и т.д.), если они отличаются от заданных втехнологическом процессе.
Исправление дефектовподваркой допускается только один раз. Повторное исправление допускается поразрешению главного сварщика (главного инженера, главного технолога)предприятия и выполняется под наблюдением технолога.
Одновременную подваркудефектного участка с двух сторон следует считать однократной.
Протяженность дефектныхучастков определяют до разделки дефектов.
На участках, исправленныхподваркой, увеличение ширины шва при сварке металла номинальной толщины недолжно превышать:
— 100% наибольшей ширинышва при сварке металла номинальной толщиной до 4 мм включительно;
— 50% наибольшей ширинышва при сварке металла номинальной толщиной более 4 мм.
Швы, включая участки,исправленные подваркой, должны иметь плавные переходы к основному металлу и ксопряженным участкам шва. Плавные переходы допускается обеспечиватьмеханической обработкой без ограничения размеров и количества таких участков.
Дефекты швов, вскрывшиесяпосле механической обработки, следует считать поверхностными.
Подготовку кромок подсварку выполняют всеми видами механической обработки без нагрева,обеспечивающие необходимые точность и шероховатость обработанной поверхности.Для малоуглеродистых сталей (с содержанием углерода до 0,26%) допускаетсяподготовка кромок газовой или плазменной резкой, а также газовой или воздушнодуговой строжкой с последующей зачисткой поверхностей реза абразивным илиметаллорежущим инструментом.
Разделка дефектных местдолжна обеспечивать конфигурацию, гарантирующую провар кромок и корня разделки.
После нанесенияметаллических и неметаллических покрытий, наружные (поверхностные) дефекты типанесплошностей (свищи, кратеры, поры, усадочные раковины и т.п.), безисправления не допускаются.
Дефекты обнаруженныепосле нанесения покрытий, исправляются по технологии предприятия-изготовителя всоответствии с указаниями КД.
В отдельных случаях,когда дефекты не выходят за пределы литой зоны шва, с разрешения главногоинженера, допускается полное удаление металла шва с повторной заваркой. Приэтом одна из свариваемых деталей может быть заменена.
Предприятию –изготовителю разрешается технологически изменять размеры свариваемых деталей ипараметры подготовки и сборки кромок с целью компенсации сварочных усадок,короблений и обеспечения качества. Такие изменения должны быть отображены в КДили технологическом процессе.
Экспериментальнуюотработку технологи сварки контроля качества швов выполняют в соответствии стребованиями производственных инструкций, стандартов предприятий, типовыхметодик и др. НД предприятия. Разработка и утверждение рабочих программ(методик) обязательна.
При сваривании изделийсварным прерывистым швом крайние проваренные участки сварного шва должнысовпадать с торцами привариваемой детали.
Не допускаются открытыенахлестки в сварных соединениях (кроме клеесварных) конструкций, подлежащихпосле сварки нанесению металлических и неметаллических покрытий, полученных вагрессивных средах.
Конструктивные итехнологические нормы подготовки и сборки кромок под сварку и контролируемыеразмеры швов должны соответствовать требованиям соответствующих НД.
Если в КД на сварнуюконструкцию указанна ручная дуговая сварка, допускается сварку производитьавтоматической, механизированной или ручной сваркой под слоем флюса или в средеуглеродистого газа или аргона по технологии предприятия, при этом допускаетсяприхватку производить ручной дуговой сваркой.
Если в КД нет указаний омарке применяемого для сварки электрода, то сварку производят по технологиипредприятия.
2. Методы, объекты иобъемы контроля.
2.1 Методы, объекты иобъемы контроля в зависимости от свариваемых металлов и групп швов приведены втабл.
Контролируемые швы илиучастки швов и необходимость контроля методами, обозначенными в табл. Буквой«К», должен устанавливать конструктор.
2.2 При обнаруженииконтролем без разрушения выборок от партии не допускаемых к исправлениюдефектов, все изделия контролируемой партии или все швы данной группыконтролируемого изделия подвергают контролю.
При обнаружении дефектов,допускаемых к исправлению, проводят дополнительный контроль на удвоенном объемевыборок.
При повторном обнаружениидефектов, подвергают сплошному контролю все швы данной группы контролируемогоизделия или все изделия контролируемой партии.
2.3 При обнаружениидопускаемых к исправлению дефектов контролем с разрушением выборок от партии,проводят повторный контроль на удвоенном объеме выборок от этой же партии. Приповторном обнаружении дефектов бракуют всю партию.
При обнаружении дефектов,не допускаемых к исправлению, партию бракуют без повторного контроля.
2.4 Партией изделий,контролируемой по выборкам, следует считать оговоренный объем их, выполненный водну смену, одним сварщиком (одной бригадой), на одном технологическомоборудовании и по одному технологическому процессу.
2.5 Объем выборокустанавливают в КД, а при отсутствии в ней таких указаний – технологическимпроцессом.Метод и объект контроля Свариваемый металл Дополнительное указание Стали и сплавы никеля и алюминия Сплавы титана Группа шва и объем контроля 1 2 3 4 5 6 Визуальный контроль и измерение швов по ГОСТ 3242-79* с с с с с с В КД не указывают Радиографический метод по ГОСТ7512 или электрорадиографический метод по ОСТ В95 2540-94* к к - к к - - Ультразвуковые методы по ГОСТ 14782-85 к к к к Цветная дефектоскопия по ОСТ В95 21118-79 к к к к Магнитно-порошковый по ГОСТ 3242-79 к к к к Металлографические исследования* к, т к, т т к, т к, т т На выборках от партии (по указанию КД) и образцах — свидетилях Вскрытие (засверлением) по ГОСТ 3242-79 к к к к Смачивание керосином по ОСТ5.1180-87 к, т к, т к, т к, т к, т к, т Пузырьковый (обдув сжатым воздухом) по ГОСТ 3242-79 к к к к к к Манометрический (воздушным давлением) по ГОСТ 3242-79 к к к к к к Химический (аммиаком) по ГОСТ3242-79 к, т к, т к, т к, т к, т к, т Гидравлические испытания на прочность и плотность по ГОСТ 22161-76 к к к к к к Наливом и поливом по ГОСТ 3242-79 к к к к к к Галоидный (течеискателями) по ГОСТ 3242-79 к к к к Вакуумом к к к к к к Определение механических свойств сварных соединений по ГОСТ 6996* и наплавленного металла к к к к к к Испытание на стойкость к межкристаллитной коррозии по ГОСТ 6032 к к к к к к На образцах-свидетелях и выборках от партии (по указанию КД) Определение газонасыщенности швов к к к к к к На образцах-свидетелях Определение химического состава и механических свойств основного металла* т т т т т т Стандарты и технические условия на поставку Присадочные материалы* т т т т т т Стандарты, сертификаты и технические условия на поставку Точность сборки свариваемых кромок с с т с с т Размеры и качество прихваток с т с т Точность, качество подготовки и шероховатость поверхностей свариваемых кромок с с т с с т Чистота поверхностей для контактной сварки* с с с с с с Может дополняться измерением контактного сопротивления Перерыв после механической обработки деталей и присадки с с с с с с Влажность флюсов, покрытий и газов т т т т т т Примеси в аргоне и гелий т т т т т т Стандарты и технические условия на поставку Перерыв от окончания сварки до посадки в печь на отжиг т т т т т т Соблюдение технологического процесса сварки т т т т т т
*Методы и объектыконтроля, обязательные при экспериментальной отработке технологии сварки иконтроля качества швов.
Условные обозначения: с –обязательный сплошной контроль;
к – контроль выполняютпо требованию КД;
т – контроль выполняютпо указанию ТД.
4. Контроль качества швовсварных соединений.
4.1 Качество сварныхсоединений и конструкций контролирует ОТК в соответствии с требованиямичертежей, технических условий на изделие, технологического процесса и ОСТ 951487-86.
4.2 Контроль осуществляютна всех стадиях производства с указанием технологического процесса:
1) исходных (основных исварочных) материалов;
2) по результатамэкспериментальной отработки технологического процесса сварки;
3) исходных заготовок;
4) сборки заготовок подсварку;
5) соблюдениятехнологического процесса под сварку, сварных соединений после сварки;
6) сварных соединений,прошедших последующую после сварки обработку (механическую, термическую, передпокрытиями);
4.3 В отдельных случаяхдопускается изменять нормы на количество и размеры дефектов, допускаемых безисправления и допускаемых к исправлению. Такие изменения должны бытьустановлены в КД.
4.4 Нормы на количество иразмеры дефектов, допускаемых в швах без исправления и допускаемых кисправлению для сварных соединений из сталей и сплавов на основе никеля,выполненных дуговой сваркой приведены в табл.
4.5 Изделия с дефектами вколичестве и размерами более допускаемых к исправлению должны быть изолированы.
Исправление таких изделийможет быть допущено с разрешения главного конструктора КБ (СКБ), главноготехнолога (главного сварщика) и начальника ОТК по согласованию с представителемзаказчика на предприятии.
4.6 Нормы на допускаемыек исправлению дефекты, по согласованию с главным технологом (главнымсварщиком), могут быть уточнены (увеличены), если при этом общая длиннаисправляемых подваркой участков не превышает предельно допустимую.
7.3Технология применения лакокрасочных покрытий
По условиям эксплуатациилакокрасочные покрытия разделяют на стойкие к воздействию климатическихфакторов и стойкие в особых средах.
Группы условийэксплуатации в части воздействия климатических факторов и категории размещенияокрашенных поверхностей установлены ГОСТ 9.104.
Для увеличениякоррозионной стойкости, улучшения адгезии и удлинения срока службы изделияперед нанесением лакокрасочного покрытия рекомендуется наносить на егоповерхность химическое или электрохимическое покрытие.
Шпатлевка снижаетзащитные свойства покрытия и применяется в технически обоснованных случаях.
Шпатлевание недопускается:
— для изделий,эксплуатируемых в условиях сильной вибрации и интенсивных механическихнагрузок;
— для участковповерхностей, подвергающихся гравировке;
— для внутреннихповерхностей изделий, а также изделий, размещаемых внутри приборов имеханизмов;
— при нанесенииспециальных покрытий: термостойких, электроизоляционных, маслобензостойких,химически стойких, водостойких.
Общая толщиналакокрасочного покрытия, нанесенного методом пневматического распыления,определяется числом нанесенных лакокрасочных материалов и ориентировочно (безшпатлевки) составляет от 60 до 100мкм.
Толщина слоялакокрасочного материала зависит от его вязкости, метода нанесения иориентировочно составляет:
— от 6 до 50 мкм – припневматическом распылении;
— от 8 до 40 мкм – привоздушном распылении;
— от 10 до 30 мкм – приокунании;
— от 10 до 25 мкм – приокрашивании кистью;
— от 60 до 250 мкм – принапылении в электрическом поле.
Поверхности изделий,подлежащих окраске, не допускается полировать, обрабатывать в гидрофобизирующейжидкости или других антиадгезионных составах.
Выбор покрытия.
Лакокрасочное покрытиеследует выбирать в зависимости от следующих факторов:
— условий эксплуатации икатегории размещения окрашиваемых поверхностей;
— цвета и фактурылакокрасочного покрытия в соответствии с техническими и эстетическимитребованиями к изделию;
— допустимого классапокрытия в зависимости от поверхности изделия, подлежащих окрашиванию;
— рабочего диапазона температур;
— максимально допустимыхтемператур нагрева изделия при сушке, а также влияние предыдущих и последующихопераций технологического процесса монтажа и сборки изделий;
— особых требований,предъявляемых к покрытиям (электроизоляционных свойств, устойчивости к высокимтемпературам или к воздействию химических реагентов и др.), материала детали, атакже от вида металлического и неметаллического неорганического покрытия.
Исходя из условийэксплуатации изделия, выбираем грунтовку АК-070 и эмаль ХВ-16 серая 842.
Наименование, марка ицвет материала: грунтовка АК-070 (желтая)
Обозначение стандартов,технических условий: ГОСТ 25718-83.
Группа условийэксплуатации: УХЛ1, УХЛ2, УХЛ3, УХЛ4, Т2, Т3, Т4, М1, М2, ОМ3, ОМ4.
Свойства и назначение:применяется для герметизации отливок из литейных алюминиевых сплавов,работающих в воздушной среде.
Количество слоев: -
Режим сушки: горячаясушка – 4 ч. при 115-125 С.
Наименование, марка ицвет материала: эмаль ХВ-16, серая 842, защитная 760, черная, матовая, красная,белая.
Обозначение стандартов,технических условий: ТУ 6-10-1301-83.
Группа условийэксплуатации: УХЛ1, УХЛ2, УХЛ3, УХЛ4, Т1, Т2, Т3, Т4, М1, М2, ТМ1, ТМ2, ОМ3,ОМ4, В5.
Свойства и назначение:покрытие полуматовое, механически прочное, эластичное, устойчивое к длительномувоздействию воды и минерального масла. Рабочий диапазон температур – от минус60 до плюс 90 С. При воздушной сушке механическая прочность и защитные свойствадостигаются при выдержке покрытий при температуре от плюс 18 до плюс 35 С втечение не менее 5 суток. Предназначается: серая 842, защитная 760 — дляокраски эксплуатационного оборудования, контейнеров и тары; черная матовая — для окраски внутренних поверхностей оптических систем и наружных поверхностейустройств отображения информации для исключения бликов на стеклах; белая,красная – для маркировки.
Количество слоев: 2.
Режим сушки: естественный– не менее 3 ч.;
горячая сушка – 5-6 ч.при 50-60 С, 3-4 ч. при 70-80 C.
8.Охрана труда и безопасности жизнедеятельности
При выполнении дипломного проекта использовалась ПЭВМ.Безопасность труда при разработке системы и работе с данным оборудованиемтребует знания мер техники безопасности и охраны труда.
9.1 Рекомендации по организации рабочего места пользователя
9.1.1 Рекомендации по выбору помещения для размещения рабочегоместа.
Окраска помещения и мебели способствует созданию благоприятныхусловий для зрительного восприятия, хорошего настроения.
Источники света, такие как светильники и окна, которые даютотражение от поверхности экрана, значительно ухудшают точность знаков и влекутза собой помехи физиологического характера, которые могут выразиться взначительном напряжении зрения, особенно при продолжительной работе. Поэтомудля защиты от избыточной яркости окон применяются шторы и экраны.
В помещении находится компьютер, поэтому обеспечиваются следующиевеличины коэффициента отражения: для потолка — 60-70%, для стен — 40-50% дляпола — около 30%. Для других поверхностей и рабочей мебели 30-40%.
8.1.2 Параметры микроклимата
Вычислительная техника является источником существенныхтепловыделений, что может привести к повышению температуры и снижениюотносительной влажности в помещении. В помещениях, где установлены компьютеры,параметры микроклимата соответствуют действующим санитарным нормам (СанПиН2.2.2/2.4.1340-03), которые устанавливают оптимальные значения температуры,относительной влажности и скорости движения воздуха на рабочих местах с учетомтяжести выполняемой работы и сезонов года. Категория тяжести выполняемой работыопределяется энергией, расходуемой организмом. Работа с разрабатываемымпрограммным обеспечением относится к категории 1 а.
Таблица 9.1. Оптимальные нормы микроклимата
Период
года
Категория
работ
Температура
воздуха, />
Относительная
влажность, %
Скорость
движения
воздуха Холодный 1 а 22 — 24 40 — 60 0,1 1 б 21 — 23 40 — 60 0,1 Тёплый 1 а 23 — 25 40 — 60 0,1 1 б 22 — 24 40 — 60 0,2
8.1.3 Уровень шума и вибрации на рабочем месте
При выполнении работ при помощи ПЭВМ в производственных помещенияхуровень шума не превышает 60 дБ согласно ГОСТ 12.1.003-83 ССБТ за счетоблицовки стен звукопоглощающими материалами. Уровень вибрации так же непревышает нормы.
8.1.4 Электромагнитное и ионизирующее излучения
Максимальный уровень рентгеновского излучения на рабочем местепользователя ПЭВМ обычно не превышает 10 мкбэр/ч, а интенсивность ультрафиолетовогои инфракрасного излучений от экрана монитора лежит в пределах 10-100 мВт/м2.
Допустимые значения параметров неионизирующих электромагнитныхизлучений (в соответствии с СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03) показаны в таблице 6.2.
Таблица 9.2Наименование параметра
Допустимые
значения Напряженность электрической составляющей электромагнитного поля на расстоянии 50 см от поверхности видеомонитора 10 В/м Напряженность магнитной составляющей электромагнитного поля на расстоянии 50см от поверхности видеомонитора 0,3 А/м Напряженность электростатического поля не должна превышать: для взрослых пользователей 20 кВ/м для детей дошкольных учреждений и учащихся средних специальных и высших учебных заведений 15 кВ/м
Все ПЭВМ имеют гигиенический сертификат, включающий допустимыезначения параметров неионизирующих электромагнитных излучений, в том числеоценку визуальных параметров ВДТ и пределы их измерений. Все ранееразработанные и находящиеся в эксплуатации типы отечественных и зарубежных ПЭВМиспытаны на соответствие санитарным правилам и нормам (СанПиН2.2.2/2.4.1340-03).
8.1.5 Организация искусственного освещения
Искусственное освещение в помещениях для эксплуатации ПЭВМ должноосуществляться системой общего равномерного освещения. В качестве источниковсвета при искусственном освещении применяются преимущественно люминесцентныелампы типа ЛБ.
Согласно СанПиН 2.2.2/2.4.1340-03 для искусственного освещениярегламентирована наименьшая допустимая освещенность рабочих мест. Освещенностьна поверхности стола в зоне размещения рабочего документа составляет 300-500лк, освещенность поверхности экрана — не более 300 лк.
Показатель ослепленности для источников общего искусственногоосвещения не превышает 20.
Коэффициент запаса для осветительных установок общего освещенияравен 1,4, коэффициент пульсации не больше 5%.
Для обеспечения нормируемых значений освещенности в помещениях дляиспользования ПЭВМ проводится чистка стекол оконных рам и светильников ипроводится своевременная замена перегоревших ламп.
8.1.6 Требования электробезопасности к оргтехнике
Согласно ГОСТ 12.1.019-79 «Электробезопасность. Общие требования»по типу защиты от поражения электрическим током оргтехника подразделяется надва класса. Монитор относится ко второму классу, имеет двойную изоляцию и неимеет элемента для присоединения нулевого проводника. Вся остальная оргтехникаотносится к первому классу, то есть к изделиям, имеющим рабочую изоляцию иэлемент для присоединения нулевого защитного проводника.
Так же необходимо предусмотреть зануление, чтобы предупредитьзамыкания на корпус.
8.1.7 Пожарная безопасность
Требования пожарной безопасности регламентируется «правиламипожарной безопасности в Российской Федерации» (ППБ-01-03), введенные в действиес 18.06.2003 приказом МЧС РФ №313.
Они устанавливает общие требования к системам пожарнойбезопасности объектов различного назначения.
Возможные причины возникновения пожара могут быть электрического инеэлектрического происхождения. К причинам электрического характера относятся:
1) перегрузкапроводников электросети;
2) короткоезамыкание в электрооборудовании;
3) статическоеэлектричество;
4) искрениеи электрическая дуга при коммутации больших токов.
К причинам возникновения пожара неэлектрического характера относятся:
1) халатное,неосторожное обращение с огнем;
2) нарушениетехнологического процесса;
3) неисправностьотопительных приборов и вентиляционной системы. В целях пожарной безопасностипомещение должно быть оборудовано углекислотными огнетушителями.
В современных ПЭВМ очень высокая плотность размещения элементовэлектронных схем. В непосредственной близости друг от друга располагаютсясоединительные провода, коммутационные кабели. При протекании по нимэлектрического тока выделяется значительное количество теплоты, что можетпривести к повышению температуры отдельных узлов. При этом возможно плавлениеизоляции соединительных проводов, их оголение и, как следствие, короткоезамыкание, которое сопровождается искрением.
Для ликвидации пожаров в начальной стадии применяются первичныесредства пожаротушения: внутренние пожарные водопроводы, огнетушители ручные ипередвижные, сухой песок, и др. В лабораториях для тушения пожаров наиболееэффективны ручные углекислотные огнетушители. Огнетушители устанавливают впомещениях из расчета один огнетушитель на 40-50 м площади, но не менее двух в помещении.
8.1.8 Организация собственного рабочего места
Рабочее место с ВДТ и ПЭВМ по отношению к световым проемамрасполагается так, что естественный свет падает сбоку, преимущественно слева.
Рабочий стол имеет пространство для ног высотой не менее 600 мм, шириной — не менее 500 мм, глубиной на уровне колен — не менее 450 мм и на уровне ног — не менее 650 мм.
Клавиатура расположена на поверхности стола на расстоянии 200мм открая, обращенного к пользователю, что не противоречит нормам.
Экран видеотерминала находится от глаз пользователя на расстоянии 700 мм, что так же не противоречит установленным нормами значениям (ГОСТ 22973-78 ССБТ), наспециальном столе, расположенном вдали от батарей отопления и другихнагревательных приборов (для исключения возможности перегрева устройств,попадания влаги и посторонних предметов внутрь, ударов).
Рабочее место, оборудованное ЭВМ, расположено таким образом, что вполе зрения работающего не попадают окна и осветительные приборы. Перед началомработы необходимо подготовить рабочее место, убрать предметы, мешающие работе.Вентиляционные отверстия, находящиеся на корпусах устройств, должны бытьоткрыты для доступа воздуха. Нужно проверить положение внешних кабелей. Они недолжны быть натянутыми или перегнутыми. Фактором опасности при работе на ЭВМявляется поражение электротоком. К работе на ЭВМ допускаются лица, достигшие 18лет, имеющие Iквалификационную группу по электробезопасности, прошедшие медицинскоеосвидетельствование по проказу №«83 от 16.08.04, a также специальноепроизводственное обучение и инструктаж. Пользователь проходит первичныйинструктаж на рабочем месте при приемке на работу. Инструктаж проводитнепосредственный руководитель с записью в журнале инструктажа. Повторныеинструктажи проводятся ежеквартально по специально разработанной инструкции потехнике безопасности с проверкой знаний не позднее 10 числа первого месяцаквартала в соответствии с положением об организации обучения работающих,безопасности труда на предприятиях и в организациях. Невыполнение работникамитребований, изложенной в инструкции по технике безопасности, рассматриваетсякак нарушение трудовой дисциплины. Виновные в нарушении инструкции привлекаютсяк ответственности согласно правилам внутреннего распорядка.
8.3 Рекомендации по организации режима труда и отдыха пользователя
Как уже было неоднократно отмечено, при работе с персональнымкомпьютером очень важную роль играет соблюдение правильного режима труда иотдыха.
Для обеспечения оптимальной работоспособности и сохранения здоровьяпользователя на протяжении рабочей смены должны устанавливатьсярегламентированные перерывы. Время регламентированных перерывов в течениерабочей смены следует устанавливать в зависимости от ее продолжительности икатегории трудовой деятельности (таблица 9.3). Работа, связанная сразрабатываемым программным обеспечением, относится к группе А.
Таблица 9.3. Время регламентированных перерывов в течение рабочейсмены.
Категория
работы с ВДТ
или ПЭВМ
Уровень нагрузки за рабочую
смену при видах работы с ВДТ
Суммарное время
регламентированных перерывов
Группа А,
количество
символов
Группа Б,
количество
символов
Группа В,
количество
часов
При 8 – часовой
смене
При 12 – часовой
смене I до 20000 до 15000 до 2 30 70 II до 40000 до 30000 до 4 50 90 III до 60000 до 40000 до 6 70 120
Время перерывов дано при соблюдении требований санитарных правил инорм. При несоответствии фактических условий труда требованиям санитарныхправил и норм, время регламентированных перерывов следует увеличить на 30%.
I категория работ — работы по считыванию информации с экрана ПЭВМ, II категория работ — работыпо вводу информации, III категория работ -творческая работа в режимедиалога с ЭВМ.
Продолжительность непрерывной работы без регламентированногоперерыва не должна превышать 2 часов.
Во время регламентированных перерывов с целью снижениянервно-эмоционального напряжения, зрительного и общего утомления целесообразновыполнять комплексы рекомендованных санитарными нормами и правилами упражнений.
9.4. Заключение
Приведённые в данном разделе мероприятия по охране труда позволяютсоздать на рабочем месте здоровые и безопасные условия труда, а также позволяютв значительной степени сократить производственный травматизм.
Заключение
В ходе проделаннойработы был сконструирован КБР уникальной конструкции. Разработанная конструкцияудовлетворяет всем предъявленным к ней требованиям по габаритам, массе иудобству эксплуатации. Для деталей КБР, в процессе анализа, были подобранныматериалы с оптимальным сочетанием свойств по массе и прочности. Осуществленанализ используемых покрытий при воздействии на них механических иклиматических воздействий. Для лучшего решения поставленной задачи примененыразличные конструктивные решения. Проведенырасчеты на прочность элементов крепления КБР к корпусу изделия, размерный расчет положения оси отверстия подсамостыкующийся соединитель, выполнены и рассмотрены требования,касающиеся техники безопасности.
Списокиспользованной литературы
1 Справочник конструктора точногоприборостроения / Под ред. Ф. Л. Литвина — М.: Машиностроение, 1964.
2 Справочник конструктора точногоприборостроения / Г. А. Веркович, Е. Н. Головенкин, В.А. Голубков и др.; подобщ. Ред. К.Н. Явленского, Б.П. Тимофеева, Е.Е. Чаадаевой. — Л.:Машиностроение. Ленинградское отделение,1989.
3 Биргер И.А. Расчет на прочностьдеталей машин. Справочное пособие. – М.: Машиностроение, 1966. –616с.
4Анурьев В. И. Справочник конструктора-машиностроителя — 4-е изд., перераб. идоп. — М.: Машиностроение,1981.
5 ГжировР. И. Краткий справочник конструктора. Справочник — Л.: Машиностроение.Ленинградское отделение,1983.
6Михайлов-Михеев П.Б. Справочник по металлическим материалам турбино- имоторостроения. 1961.