книги из ГПНТБ / Силаев, И. С. Система КАНАРСПИ в действии (основные направления повышения качества и надежности изделий)

лее тяжелым является режим симметричного цикла нагру­

жения. Поэтому, назначая условия нагружения при испыта­

ниях на ресурс, необходимо учитывать и это обстоятельство.

Таким же образом по материалам специальных исследо­ ваний, на основании опыта эксплуатации изделий подобного класса и по материалам лабораторных исследований задают для ресурсных испытаний элементов систем вибрационные, ударные нагрузки и механические перегрузки.

Комплексные ресурсные испытания систем на натурных

стендах. При проведении данных испытаний ставятся сле­ дующие задачи:

определение характеристик надежности систем в целом и отдельных ее элементов при работе в системе (в отличие от изолированных лабораторных ресурсов испытаний);

на основании результатов испытаний разработка меро­ приятий по конструктивной доводке отдельных элементов систем и обеспечение повышения надежности и ресурса всей

системы;

проверка реальности гарантируемых сроков службы си­ стем и их элементов и целесообразности заданных сроков

регламентных работ по всем системам; уточнение инструкции по эксплуатации изделия и отдель­

ных его систем.

Одним из наиболее значительных является исследование

характеристик надежности гидравлических, электрических,

топливных и других систем, связанных с функционированием наиболее важных органов изделий. Так как многие системы

стенда может быть использован макет машины, на котором проводилась конструктивно-технологическая отработка. На этом макете все геометрические размеры строго выдержаны,

а положение агрегатов и коммуникаций соответствует их ис­ тинному расположению на машине.

В качестве стендов для ресурсных испытаний гидравли­

ческой, воздушной, топливной систем и систем управления также могут быть использованы отдельные агрегаты маши­ ны, на которых проводилась отработка монтажей трубопро­ водов и электропроводки систем.

Для ресурсных испытаний стенд должен быть оборудо­

ван специальной измерительной и нагружающей аппарату­ рой. При назначении объема и длительности испытаний необ­ ходимо иметь в виду, что испытаниям подвергается неболь­

шое количество сложных изделий и частота отказов при ис­ пытаниях не может дать исчерпывающей характеристики на­

61

дежности систем всех изделий. Поэтому целесообразно при испытаниях задавать по возможности большую наработку.

Для успешного и быстрейшего проведения испытаний

требуется максимальная механизация, применение различных программных устройств.

Недостатком лабораторных и комплексных испытаний является то, что далеко не всегда возможно создать условия, близкие к эксплуатационным. Особенно это касается испыта­

ности можно получить только в процессе эксплуатационных ресурсных испытаний, которые проводятся заводом-изготови­

телем с участием конструкторской организации. Эти испыта­

ния позволяют выявить надежность и экономичность двига­ теля, характер его работы в различных условиях, надеж­ ность и долговечность работы отдельных агрегатов двигате­ ля, ходовых средств, систем управления, питания, электриче­

ской системы и др.

В процессе испытаний отрабатывают объем и сроки про­ ведения регламентных работ, определяют спектры нагрузок, рабочие давления, напряжения, температуры и вибрацион­ ные характеристики, оказывающие влияние на надежность и долговечность машины и отдельных элементов систем, тща­ тельно исследуют условия, в которых находятся системы,

чтобы в последующем осуществить наиболее точное модели­ рование при различных испытаниях.

Сложной задачей в проведении ресурсных испытаний из­ делий является составление программ испытаний и проверок. Испытания должны проводиться в условиях, близких к эксплуатационным. Это требует широкого исследования фак­ тических условий и режимов работы оборудования, определе­ ния напряжений в элементах конструкции, определения на­

пряжений в элементах систем и т. п.

Испытания планируются с учетом работы машины в раз­

личных условиях. Особое внимание уделяется работе в наибо­ лее тяжелых эксплуатационных условиях. При этом вместе

с выявлением надежности систем оцениваются эксплуатаци­

онные качества машины и выявляются ее особенности.

На эксплуатационные испытания ставятся первые маши­ ны серийного выпуска; программа наработки при испытаниях должна по крайней мере на 1—1,5 года опережать наработку машин в обычной эксплуатации.

После наработки при эксплуатационных ресурсных испы­ таниях, которая определяется в зависимости от назначения

62

и характера работы машин, проводят всесторонние обследо­ вания ее, измеряют параметры систем и отмечают их измене­

ния в ходе испытаний.

Необходимость получения взаимосвязанной картины яв­ лений, происходящих в процессе эксплуатации, определения зависимости одних параметров от других, синхронизации за­ меров показаний приборов, фиксации скоротечных процес­ сов требует применения сложной автоматической аппарату­ ры и приборов.

По результатам эксплуатационных испытаний производит­ ся доработка конструкции машины и ее систем. Данные ис­ следований позволяют уточнить технические условия на ком­ плектующие изделия, методику и условия контроля и прове­

рок оборудования, программы лабораторных ресурсных ис­ пытаний с тем, чтобы там, где имеет место большое расхож­

дение, еще раз пересмотреть результаты этих исследований.

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ ИЗДЕЛИИ И СОЗДАНИЕ ОБРАЗЦА ДЛЯ СЕРИЙНОГО

ПРОИЗВОДСТВА

КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОТРАБОТКА ИЗДЕЛИЯ

процесса проектирования сложных машин с учетом требова­ ний серийного производства в эксплуатации является их кон­ структивно-технологическая доводка.

Необходимость совершенствования конструкции изделий вызывается спецификой опытного производства. В процессе проектирования и создания опытного образца сложного из­ делия решаются, в первую очередь, вопросы обеспечения эксплуатационных показателей. Многие вопросы техноло­ гичности изделий на этом этапе неизбежно остаются нере­

шенными.

К моменту окончания испытаний опытного образца черте­ жи изделия носят следы всевозможных доработок и переде­

лок, содержат большое число невыявленных ошибок и не от­

вечают требованиям серийного производства. Многие черте­

вновь после испытаний опытного образца и поэтому не успе­ вают пройти проверку даже на опытном экземпляре изделия.

63

Из-за недостаточной наработки в период заводских и го­ сударственных испытаний опытных машин еще не полностью выявляется эксплуатационная надежность отдельных их эле­ ментов и систем. Испытания на повторные нагрузки элемен­ тов конструкции и ресурсные испытания систем проводятся в период изготовления опытных образцов часто в небольшом

объеме, и некоторые существенные недостатки остаются не­ выявленными.

При разработке конструкции изделий кроме решения тех­ нических проблем приходится решать ряд организационных вопросов. Очень важно найти наиболее рациональные формы

сотрудничества серийных заводов и организаций — разра­ ботчиков проекта и пути привлечения научных организаций к решению проблем обеспечения высокой надежности и долговечности с первых серийных машин.

Координация и распределение работ между организаци­ ей-разработчиком и конструкторским отделом серийного за­ вода должны обеспечить, во-первых, высокие показатели на­

ции кадров, сложившихся взаимоотношений между конструк­ торской организацией и серийным заводом. В ряде отраслей

промышленности конструктивную доводку изделий целесо­ образно осуществлять на серийном заводе при широком уча­ стии разработчика в том случае, если серийные заводы рас­ полагают достаточно сильными конструкторскими и техно­ логическими кадрами. Это позволяет решать не только конст­ руктивные, но и технологические задачи.

Но независимо от места проведения работы период кон­ структивной доводки и подготовки серийного производства изделий должен быть максимально использован для повыше­ ния показателей их надежности и ресурса.

Очень важно конструктивно-технологическую отработку изделия провести в сжатые сроки. Для этого разрабатыва­ ется четкая система мероприятий с увязкой отдельных работ по сетевому графику.

В процессе конструктивно-технологической отработки из­ делия ставится задача полнее выявить потенциальные воз­ можности, заложенные в конструкцию изделия, устранить все слабые места.

Повышение надежности изделия на этом этапе достигает­ ся за счет значительного улучшения его производственной, эксплуатационной и ремонтной технологичности, продолже-

64

ния и расширения объема ресурсных испытаний, начатых в

конструкторской организации, исследований действительных условий и режимов работы приборов и элементов систем в

создаваемой машине, уточнение технических условий и про­

грамм испытаний комплектующих изделий.

Совершенствование конструкции способствует более эф­ фективному использованию имеющихся производственных возможностей серийных заводов в области техники и эконо­ мики, позволяет решать вопросы обеспечения геометрической

и функциональной увязки и взаимозаменяемости элементов конструкции, создания рациональных трасс, разъемов и удоб­ ных подходов, а также благоприятных условий для примене­

ния средств объективного контроля.

В процессе совершенствования конструкции проводят ана­ лиз всех систем и элементов изделия с точки зрения техноло­

и с агрегатами, а также элементов всех систем. Одновремен­

но с этим совершенствуют конструкцию изделия, если при испытаниях выявляется необходимость этого.

Дополнительно к принципиальным схемам систем разра­

их увязки с элементами конструкции не находят окончатель­ ного решения на этапе проектирования.

Для проверки чертежей и увязки деталей внутри слож­ ных узлов и механизмов в конструкторских отделах обычно выполняют теоретические чертежи, которые охватывают не­ большой процент деталей и узлов и практически мало при­ менимы для увязки чертежей систем.

Наиболее широко распространен аналитический метод определения размерных цепей, и допусков.

Важным средством увязки чертежей является применяе­ мый в ряде отраслей промышленности плаз-чертеж в нату­

сложных контуров корпуса (кузовов легковых автомобилей, корпусов самолетов, судов и других изделий) с деталями

внутреннего набора. В процессе вычерчивания плаза и изго­

товления шаблонов удается выявить значительное число оши­ бок и неувязок в геометрических размерах деталей и узлов.

Новым в плазовой увязке, предлагаемым системой КАНАРСПИ, является то, что кроме увязки элементов кор­

пуса на специально приспособленных плазах производится еще конструктивная отработка и увязка геометрии элементов конструкции и монтажей систем. C этой целью на плазы на­ носятся все агрегаты изделия и элементы систем, включая

оборудование и коммуникации. Построение таких плазов яв­ ляется необходимым этапом творческой конструкторской раз­ работки.

Проработка систем на плазах имеет свои особенности. Ос­ тановимся на некоторых из них.

При увязке элементов корпуса машины вся аппаратура, в том числе коммутационная, должна наноситься на плазы, что дает возможность подготовить исходные данные для соз­ дания оснастки, обеспечивающей взаимозаменяемую сборку всех элементов систем.

При отработке систем на плазах основной задачей явля­ ется определение наивыгоднейшего размещения всех эле­ ментов систем. Это размещение должно обеспечить необходи­ мые конструктивные и эксплуатационные зазоры как между самими элементами оборудования, так и с деталями корпу­ са, наименьшую длину трасс, минимальное количество разъ­ емов, а также необходимые удобства в эксплуатации и при монтаже в производстве.

Исходя из этих задач, конструктивно-технологическая проработка чертежей на плазах проводится в такой после­

довательности: расчерчивание теоретических обводов и эле­ ментов конструкции корпуса, размещение оборудования и прокладка трасс электрической, гидравлической и других си­ стем изделия, компоновка кинематических схем управления различными агрегатами машины.

Вычерчивание плазов на разные агрегаты необходимо проводить параллельно, что позволяет расширить фронт ра­

коммуникациями. При этом изделие в зависимости от конст­ руктивно-технологических особенностей, насыщенности обо­ рудованием условно разбивается на зоны. Например, зоны

Работы по конструктивной отработке чертежей систем в

66

последующая увязка производятся на винипрозе, на который

После этого по чертежам и схемам размещают оборудо­ вание со всеми разъемами с учетом их амортизации и зазо­ ров. Тяги и рычаги управления на плазах наносят в среднем и крайних отклоненных положениях, а в отдельных случаях проверяют зазоры и в промежуточных положениях. Во всех случаях добиваются необходимых технологических и эксплуа­ тационных зазоров.

Такая плазовая проработка расстановки оборудования и элементов управления позволяет выявить неувязки в черте­ жах и внести в них уточнения.

После расстановки оборудования и элементов управления

трассы для прокладки этих магистралей. При этом необходи­ мо учитывать возможность подведения трубопровода при монтаже к штуцерам агрегатов.

При разработке технологии монтажных работ, ведущейся параллельно с плазовыми работами, должно быть обращено внимание на выбор баз, относительно которых должны фик­ сироваться приборы, связанные трубопроводом. Базы назна­ чаются совместно конструктором серийно-конструкторского

отдела, конструктором приспособлений и технологом-монтаж­ ником.

Выбранные базы должны обеспечить точное взаимное раз­ мещение приборов, расположенных в непосредственной бли­ зости друг от друга, и сохранение зазоров трубопровода со

смежными частями конструкции. Размещение нескольких приборов на общей панели позволяет наиболее точно фикси­ ровать их взаимное расположение.

Когда по условиям компоновки разместить агрегаты на общей панели невозможно, особое значение приобретают ба­

зы, относительно которых задаются координаты их установ­

ки. В каждом отдельном случае базы должны выбираться ис­ ходя из фиксации положения приборов системы относительно друг друга с учетом влияния колебаний размеров установки элементов корпуса.

67

рая однозначно определяет проектируемую поверхность. Это создает возможность для автоматизации процесса расчерчи­ вания плазов с помощью координографов с программным уп­ равлением, что сокращает время подготовки плаза и повыша­ ет точность воспроизведения контуров.

Применение станков с программным управлением для из­ готовления шаблонов и оснастки сокращает число звеньев

переноса размеров за счет ликвидации промежуточных носи­

телей размеров и замены их носителями числовой информа­ ции. Это значительно сокращает весь цикл проведения увязочных работ, сокращает сроки подготовки производства, по­ вышает точность изготовления деталей и агрегатов машин.

Отработка конструкции на натурных макетах. Как бы

тщательно ни была проведена плазовая увязка, окончатель­ ная отработка сложных пространственных элементов всех си­ стем должна проводиться на макете изделия или на головном образце.

При отработке на макете благодаря большой наглядно­ сти удается изыскать еще более простые решения компонов­

ки приборов и монтажа элементов коммуникаций, сократить

тивно-технологической отработке систем на макете при нали­ чии предварительной плазовой увязки значительно сни­ жается.

Решение об изготовлении макета или выделении голов­ ной машины для объемной конструктивно-технологической от­

работки принимается в зависимости от степени насыщения объема машины всевозможным оборудованием, от особенно­ стей монтажа. Критерием здесь служит коэффициент насы­ щенности сечения, который определяется по формуле

пk

Si об+ SfKOMM

ɪ __ __________ Ь-Л__________ ¿=Л__________________

Sccm * (S,hbhγ + Sκ<)HCTp 4" Sτoπ.∙ ,

ми, см2;

G8

стигает значения Th.c.=0,9 = 0,95. Как показали исследования и опыт ряда заводов, уже при коэффициенте насыщенности сечения Γh.c.≥0>8 монтажи систем необходимо отрабатывать на макете. В том случае, если объем машины занят оборудо­

ванием неравномерно, можно обойтись макетом только от­ дельных зон или отсеков.

В процессе сборки и монтажа макета или отсека уточ­ няются технологический процесс, заготовительная и сбороч­ ная оснастка, чертежи изделия, отрабатывается взаимозаме­ няемость отдельных узлов и агрегатов изделия.

При сборке макета все должно быть подчинено двум главным задачам — максимальному сокращению сро­

настки и деталей сборку макета и отдельных его элементов

структивно-технологическую отработку систем. За комплекс­

ными бригадами закрепляются определенные зоны машины,

монтажных панелях максимальное число элементов систем. В состав бригады должны входить конструкторы по си­

стемам, корпусу, конструкторы-плазовики, ведущие технологи отдела агрегатно-сборочных и заготовительных работ, мастер цеха, контрольный мастер, производственные рабочие. Во главе их целесообразно поставить высококвалифицированных конструкторов и технологов. К работе комплексных бригад привлекаются также представители крупных предприятийпотребителей выпускаемых изделий, чтобы при конструктив­ но-технологической отработке изделия использовать их опыт.

этом недостатки конструкции, снижающие качество и на­ дежность изделия, должны устраняться. На макете устанав­

69

вания (трубы, электрожгуты, коллекторы и т. д.). Эти дета­ ли в дальнейшем используются при изготовлении всей за­ готовительной, монтажной и контрольной оснастки. Многие детали монтажных панелей целесообразно эталонировать,

используя монтаж на эталонной машине как основное сред­ ство увязки.

Отработка монтажей на макете, проведенная за 2—3 ме­ сяца до начала монтажных работ на первых серийных маши­ нах, помогает избежать значительных потерь времени на от­ работку эталонов трубок, жгутов и т. д. Наличие в цехе го­ товых монтажей на макете способствует быстрому освоению монтажных работ рабочими, так как тем самым создается возможность изучить предстоящие работы в натуре. В даль­ нейшем этот макет используется в качестве натурного стенда

Например, на заводе «Двигатель Революции» для реше­ ния вопросов, связанных с повышением надежности машин,

них производилась отработка рабочего процесса с целью по­ вышения экономичности, проверка и испытание отдельных де­

талей и узлов машин на надежность и долговечность.

На Горьковском автозаводе для обеспечения технологич­ ности сборки кузова легкового автомобиля ГАЗ-24 впервые в практике отечественного кузовостроения был применен метод макетирования: все детали кузова были изготовлены в мас­ штабе из тонколистового целлулоида.

Как уже говорилось, отработка монтажей на макете долж­ на производиться по зонам. Это вызвано, в частности, тем,

что проектирование сложных машин ведется в настоящее

время предметными бригадами. Весь объем работы распреде­ ляется между ними исходя из назначения проектируемого агре­ гата. Каждая конструкторская бригада проектирует закреп­ ленный за ней агрегат или систему: конструкторы-гидравли­

ки — гидросистему, конструкторы-электрики — электросисте­ му, и т. д.

Такой метод проектирования имеет неоспоримые достоин­ ства, но вместе с тем обнаруживает серьезные недостатки,

главный из которых — трудность осуществления взаимосвя­ зи между бригадами. При незначительной насыщенности ма­ шин оборудованием этот недостаток остро не ощущался. Те­ перь, когда насыщенность объемов машин возросла, появи­ лась настоятельная необходимость перед началом производ­ ства провести конструктивно-технологическую отработку мон­ тажей комплексно по всем системам, расположенным в каж-

70