Процесс сборки. Процессы сборки - Лекция 9. Лекция Главная сборка
 Скачать 70 Kb.
|
|
Лекция 9. Главная сборка Главная сборка (ГС) или окончательная сборка - завершающий этап изготовления ЛА. На этом этапе формируется один из основных показателей качества - надежность ЛА. На этапе ГС происходит соединение большого количества деталей и сборочных единиц, изготовленных как на головном предприятии, так и на предприятиях смежниках. Состав работ, проводимых в цехах главной сборки: 1. Стыковка отсеков, агрегатов ЛА. 2. Монтажные работы: - монтаж узлов и агрегатов пневмогидросистемы (ПГС), соединение трубопроводов; - установка дорогостоящий приборов ЭРС, соединение коммуникаций ЭРС. 3. Контрольные операции: - входной контроль узлов и агрегатов, поступающих на ГС; - контроль геометрических параметров ЛА (нивелировка); - контроль положения ЦМ и статическая балансировка; - определение главных центральных осей инерции ЛА и динамическая балансировка; - юстировка ЛА; - контроль и регулирование положения вектора тяги ДУ. ЛА как объект ГС чрезвычайно уязвим к различного рода повреждениям, которые могут возникнуть как при выполнении сборочно-монтажных работ, так и при транспортировке, и вероятность их возникновения пропорциональна количеству операций. С другой стороны, затраты на устранение этих повреждения чрезвычайно высоки, поэтому на главную сборку выносятся только те работы, которые нельзя выполнить на предшествующих этапах изготовления изделия (стыковка отсеков, соединение коммуникаций ПГС и ЭРС). Особенности процессов, выполняемых в цехах главной сборки: 1. Наличие значительного числа особо ответственных операций (они заносятся в специальный "Перечень особо ответственных операций", а в тех/процессе обозначаются литерами “ООО”). К особо ответственным операциям относятся те, которые невозможно проконтролировать (установка пиротехнических средств, контрольные операции, монтаж трубопроводов). К этим операциям допускаются рабочие высокой квалификации, проходящие аттестацию раз в пол года или даже непосредственно перед их выполнением. Тех/процессы выполнения особо ответственных операций расписываются тщательнейшим образом, вплоть до описания движений рабочего. 2. В цехах ГС ограничены сварочные работы, по причине опасности повреждения приборов от нагрева в зоне термического влияния сварочной дуги. 3. Ограничена механообработка по причине опасности попадания стружки на установленные агрегаты и приборы. Если механообработка неизбежна, например при припиловке посадочных мест под оптические приборы при их юстировке, то необходимо применять мероприятия по защите от попадания стружки (на приборы и агрегаты надевают чехлы и технологические заглушки, а обработка ведется с постоянным отсосом стружки при помощи пылесоса). Организация работ на ГКНПЦ им. М.В. Хруничева. (см. л.1. рис.1) Под одной крышей находятся три цеха - цех ГС, цех агрегатной сборки и контрольно-испытательная станция (КИС). Цех агрегатной сборки разделен на зоны сборки отсеков. Собранные отсеки подаются на КИС для проведения общих комплексных испытаний механически разобранного ЛА (ОКИР). Электрически ЛА представляет единое целое, а механически - нет. Отсеки соединяют электрическими кабелями и подключают контрольно-проверочную аппаратуру. При положительных результатах радиоэлектрических испытаний отсеки транспортируются в цех ГС. Там они стыкуются и снова направляются на КИС для проведения зачетных общих комплексных испытаний ОКИ. Таким образом, все сборочные работы можно разделить на три этапа: 1. Предварительная сборка для проведения радиоэлектрических испытаний на КИСе. 2. Окончательная сборка ЛА. 3. Заключительные операции: - контроль герметичности (5% гелиево-воздушная смесь); - контроль центра масс; - консервация; - установка приборов и систем в транспортное положение. Первый этап - Входной контроль Цель - не допустить некондиционное изделие на ГС. 1. Контроль сопроводительной документации. 2. Внешний осмотр. 3. Контроль комплектности. 4. Контроль функционирования. Стыковка отсеков (см. л.1. рис.2) Метод сборки - по базовой детали. За базовую деталь выбирают наиболее жесткий отсек и к нему последовательно подстыковывают другие отсеки. Это обычно отсеки топливных баков и гермокабины - самые жесткие и прочные отсеки ЛА. Три основных типа разъемных соединений - фланцевое, ухо-вилка, телескопическое. Для стыковки отсеков используется, в основном, фланцевое соединение. Ухо-вилка - для стыковки панелей солнечных батарей к корпусу КА. Телескопическое при соединении трубопроводов, стыковки головного обтекателя. Для взаимной ориентации отсеков в базовые отверстия торцевых шпангоутов, расположенных по следам плоскостей стабилизации в сечении шпангоута, запрессовывают направляющие штыри. Эти штыри при стыковке определяют положение плоскостей стабилизации отсека. При стыковке они совмещаются с соответствующими базовыми отверстиями в шпангоуте соседнего отсека. Далее затягивают стыковые болты или шпильки. Затяжка производится “крест-накрест” с определенным усилием затяжки, для чего применяются специальные тарировочные ключи. На срез работают направляющие штыри и сила трения, возникающая на привалочных поверхностях торцевых шпангоутов. Изгибающий момент и растягивающие нагрузки воспринимают стыковые болты. Методы стыковки: 1. Вертикальный. Основное преимущество - отсутствие деформации узлов стыка. Недостаток - необходимо высотное сооружение. Для взаимной ориентации используются специальные траверсы. Применяется, в основном, для сборки КА. 2. Горизонтальный. Недостаток - деформация отсеков и узлов стыка. Для сборки применяются специальные стыковочные тележки, со сменными ложементами под конкретный диаметр отсека. Отсеки устанавливаются на две или более (в зависимости от длины) стыковочные тележки, соединенные стяжками (см. л.1. рис.3). Платформа тележки перемещаются по рельсовым направляющим, на ней располагается каретка поперечного перемещения ложемента. Сам ложемент может перемещаться вверх-вниз на гидроцилиндре. Сменная часть ложемента может вращаться относительно его неподвижной части. Таким образом, стыковочные тележки позволяют сориентировать отсеки по всем направлениям. Факторы, влияющие на работоспособность фланцевого стыка Первый фактор, который определять работоспособность стыка – усилие затяжки болтов. Если перетянуть: 1. Разрушение болта или шпильки. 2. Пластическая деформация узла стыка и релаксация напряжений в герметизирующем уплотнении (переход упругой деформации в пластическую) приводит к уменьшению усилия затяжки. Стык раскрывается. Для компенсации этого через 10-12 часов производят дотяжку болтов. Если недотянуть: 1. При знакопеременных осевых нагрузках отсеки будут ударяться друг о друга, что быстро приведет к усталостному разрушению. 2. На срез будут работать только направляющие штыри. 3. Потеря герметичности. Следующий фактор, влияющий на работоспособность фланцевого стыка, - неперпендикулярность привалочной плоскости торцевого шпангоута продольной оси отсека. Следствия неперпендикулярности: - деформация торцевого шпангоута, которая повлечет за собой дополнительное напряжение в обшивке; - потеря устойчивости торцевого шпангоута, а значит снижение его прочностных характеристик. Способы снижения напряжений в шпангоуте: 1. Доработка отсека после агрегатной сборки в разделочном стенде. Это дорого, и трудно обеспечить перпендикулярность оси, т.к. базирование приходится осуществлять по внешней поверхности обшивки отсека. 2. Применение специальных подкладных колец, компенсирующих зазоры. Недостаток - существенное увеличение трудоемкости стыковки и потеря герметичности в зоне стыка. 3. Применение полимерных анаэробных материалов. Ими заполняют зазор меду отсеками, где они на воздухе полимеризуются, несколько разжимаясь. Недостаток - ядовиты. Монтаж ПГС Монтаж трубопроводов проводят в цеху ГС, а не в цеху агрегатной по причине высокой чистоты помещений главной сборки. Высокие требования к точности расположения стыковочных поверхностей и сложная конфигурация обусловили существенные трудности при обеспечении взаимозаменяемости трубопроводов. Параметры, подлежащие нормированию и контролю: недотяг, несоосность, изгиб оси. Увязка трубопроводов проводится в два этапа: 1. Плазовая. Увязка расположения трубопроводов проводится на ШКК по самым нагруженным сечениям отсека. 2. Объемная проводится на технологическом макете отсека, который представляет собой геометрический “имитатор” отсека. На макете по трассе прохождения трубопровода прокладывают гибкую проволоку, уточняя конфигурацию трубопровода. По проволоке изготавливают эталон трубопровода, окрашивают его в красный цвет. По эталону трубопровода изготавливают технологическую оснастку для его изготовления. Трубопроводы изготавливают из нержавейки Х18Н10Т (для работы под высоким давлением, повышенной температуре и агрессивных средах) и АМг6. Для компенсации монтажных неточностей, температурных и иных деформаций трубопроводы делают с изгибами или используются сильфоны. Типы соединений трубопроводов: 1. Неразъемные. Соединение выполняется, в основном, сваркой. Трубопроводы свариваются как неповоротные стыки специальными навесными сварочными головками (ГНС) (см. л.1. рис.4). Сварка аргонодуговая в импульсном режиме. За время импульса происходит плавления. В промежутке горит маломощная “дежурная” дуга, поддерживая напряженность разрядного промежутка, и металл застывает. Недостаток - ухудшение плотности компоновки. Для поворота ГНС необходим зазор (от 50мм и более - в зависимости от диаметра трубопровода), поэтому трубопроводы не могут проходить вплотную к обшивке. 2. Разъемные: фланцевое (для >35мм) и ниппельное. Ниппельное для больших диаметров трудно применять, так как большой момент затяжки сложно точно обеспечить. Однако ниппельное технологичнее, так как допускает некоторый перекос осей. Этапы монтажа ПГС: 1. Контроль трубопроводов (в специальном обмерочном приспособлении), очистка, контроль герметичности и прочности. 2. Контроль мест установки трубопроводов (правильность монтажа приборов, контроль трассы прохождения трубопроводов - наличие крепежа и отсутствие помех). 3. Предварительная установка трубопроводов - контроль несоосности, недотяга и изгиба оси (погрешности будут обусловлены неточностью монтажа агрегатов ПГС). Если погрешности не в допуске, то возможна подгибка трубопровода. 4. Контроль прилегания трубопроводов к крепежным элементам (для компенсации погрешностей - установка шайб или подгибка). 5. Соединение трубопроводов. Ниппельное: гайку затягивают до упора и еще на 1...2.5 грани (если не регламентировано). Если при контроле на герметичность обнаружена утечка, то дотягивают еще на 0,5 грани. Если опять негерметично, то разбирают и осматривают уплотняющую поверхность на наличие дефектов. Снова собирают и снова контролируют на герметичность. Если опять нашли течь, то забраковывают. Фланцевое - затяжка в три приема диаметрально противоположных гаек. Если при контроле на герметичность обнаруживается течь, то дотяжка на 0,5 грани. При разборке - замена уплотнения. 6. Крепление трубопроводов. Крепление трубопроводов осуществляется с помощью скоб, хомутов и колодок (см. л.1. рис.6). 7. Контроль качества соединения трубопроводов ультразвуковым и рентгенографическим методами. На герметичность - щупом. Монтаж ЭРС Особенности ЭРС: 1. Приборы дорогие и легко уязвимые. 2. Коммуникации ЭРС (провода, жгуты), обладая гибкостью позволяют скомпенсировать некоторые погрешности установки приборов и крепежа. Поэтому монтаж ЭРС проводят после монтажа ПГС. Провода (из меди) одножильные и многожильные (если подвижные), изолированные и экранированные (для защита от внешних электрических полей). Экраны заземляют на корпус. В процессе монтажа производится соединение токонесущих проводов. Требования к соединениям: 1. Малое переходное сопротивление. 2. Высокая механическая прочность. 3. Простота и малая длительность выполнения соединения. Разъемные - клеммное и штепсельное (для быстрого разъема и соединения группы проводов) (см. л.1. рис.7, 8). Неразъемные (удовлетворяют всем трем требованиям) - сварные, паяные (пайка лучше, т.к. нагрев меньше), обжатые (для соединения клемм). Два и более провода длиной более 50 мм укладывают жгуты. Этапы изготовление жгута: обрезка проводов, маркировка, раскладка на плазе, соединение в жгут, подготовка к пайке, пайка с клеммами и штепселями. Этапы монтаж ЭРС: 1. Установка приборов (для защиты от статического электричества монтаж в проводят в заземленных антистатических браслетах). 2. Подготовка к монтажу - контроль правильности установки приборов, визуальный контроль кабелей и жгутов. 3. Предварительный монтаж кабелей и жгутов - контроль возможности его монтажа. 4. Соединение с приборами и крепление кабелей. 5. Испытания ЭРС (проверка эл. цепи - прозвонка проводов на специальном стенде по заданной программе). 6. Контровка штепсельных разъемов - предотвращение от раскручивания (проволокой, шпатлевкой). 7. Пломбирование разъемов. Нивелировка Нивелировка - процесс контроля взаимного расположения частей и агрегатов ЛА. На этапе главной сборки у ракет контролю подлежат следующие параметры: 1. Закрутка отдельных сечений ЛА. 2. Изгиб продольной оси ЛА. 3. Неперпендикулярность привалочных плоскостей продольной оси (см. л.1. рис.9). Контролируемые параметры характеризуют взаимное расположение виртуальных (не существующих) элементов базовых систем координат (БСК) агрегатов ЛА (осей, плоскостей, начал координат). Тогда для реализации процесса нивелировки сначала необходимо увязать (на чертеже или плазе) положение БСК относительно реально существующих конструктивных элементов агрегатов ЛА или точек на их поверхностях. Эти точки называются реперными, они переносятся на агрегат после его сборки. Затем после окончательной сборки при нивелировке контроль взаимного расположения элементов БСК будет осуществляться путем определения взаимного расположения увязанных с ними конструктивных элементов и реперных точек (далее “конструктивные элементы” по тексту будут опускаться). Работы по реализации процесса нивелировки: 1. Задание БСК агрегатов ЛА. При этом на чертеже или плазе расположение элементов БСК увязывается относительно реперных точек на поверхностях агрегатов. Поскольку после окончательной сборки агрегатов ЛА для контроля будет доступна только внешняя поверхность агрегата, поэтому реперных точки выбирают именно на внешней поверхности. После этого составляется нивелировочный чертеж, где показано расположение реперных точек, и нивелировочная карта - таблица с информацией об их взаимном расположении. Обычно в ней задаются превышения точек относительно некоторой измерительной базы, например плоскости заданной тремя (или более) реперными точками (или в направлении какой-либо оси). И тогда в процессе контроля сначала необходимо материализовать эту плоскость, т.е. определить ее положение относительно средств измерения (операция выставки изделия в горизонт). 2. Перенесение расположения реперных точек на сборочную оснастку. На сборочном стапеле агрегата в местах расположения реперных точек устанавливают направляющие втулки. Они увязываются относительно базовых элементов стапеля (стапельных плит, рубильников). 3. Копирование расположения реперных точек со стапеля на собранный агрегат. Реперные точки наносятся на агрегат путем кернения (по направляющим втулкам). Кернение может осуществляться по предварительно приклеенной к поверхности агрегата фольге. Керненная точка обычно окрашивается в яркий цвет и помечается номером. Нанесение реперных точек может осуществляться также с использованием лазерных средств или бесконтактной информационной измерительной системы. 4. Нивелировка. Измерение взаимного расположения реперных точек после стыковки агрегатов для определение взаимного положения виртуальных элементов систем координат, это называется материализацией систем координат. Процесс нивелировки может осуществляться тремя способами: 1. С помощью теодолита и линейки (традиционный способ). Применяется для нивелировки крупногабаритных ЛА. 2. В жестком нивелировочном стенде. Стенд состоит из регулируемых ложементов для установки ЛА и контрольных реперов (игл). Репера задают номинальное расположение реперных точек. Изделие устанавливается на ложементы стенда и измеряется отклонение реперных точек от соответствующих реперов. 3. Бесконтактными информационно-измерительными системами. Реализация типового процесса нивелировки с помощью теодолита и линейки на примере герметичного отсека орбитальной станции (см. л.1. рис.10) 1. Определение угла закрутки и изгиба оси. В местах расположения реперных точек в сечениях C1, C2, C3, навешиваются бандажные кольца. На торцах бандажных колец имеются риски следов плоскостей стабилизации и рядом с ними увязаны классные отверстия. Риска бандажного кольца совмещается с соответствующей реперной точкой. На классное отверстие навешивается нивелировочная линейка. Далее изделие помещается на регулируемые ложементы стенда. Рядом со стендом устанавливается нивелир. Нивелиром визируются отсчеты по нивелировочным линейкам, и таким образом определяются превышения реперных над плоскостью горизонта. Сначала изделие “выставляют в горизонт” - совмещение горизонтальной плоскости изделия (плоскости строительной горизонтали) с плоскостью горизонта. Эта операция аналогична совмещению нулевого отсчета на линейке с измерительной базой на контролируемом объекте, например с торцом стола при измерении длины стола. Превышения реперных точек теперь будут измеряться относительно плоскости строительной горизонтали. Сама плоскость строительной горизонтали задается тремя точками: реперными точками 1 и 2, а также центром отрезка, соединяющего точки 5 и 6. У изделия эти реперные точки 1,2,5,6 не буду лежать в одной плоскости, вследствие закрутки сечения 3 относительно сечения 1. Выставка в горизонт обеспечивается регулируемыми по повороту и высоте ложементами стенда. После выставки в горизонт можно определить закрутку сечений и изгиб оси в плоскости симметрии изделия (см. л.1. рис.10,11). Для определения изгиба оси в плоскости строительной горизонтали изделие поворачивается на 90 снова выставляется в горизонт и проводятся аналогичные измерения. Для контроля неперпендикулярности привалочных плоскостей на торцевые шпангоуты по рискам плоскостей стабилизации навешиваются горизонтальные линейки. Изделие устанавливается на ложементы стенда параллельно линии базы измерения, заданной линиями визирования теодолитов. Теодолиты выставляются по двум линейкам, установленным в базовые отверстия пола цеха (отверстия находятся по вершинам прямоугольника) (см. л.1 рис.12). Теодолиты разворачивают на 90 и визируют отсчеты по двум линейкам с каждого торца. Разность в отсчетах характеризует неперпендикулярность привалочной плоскости торцевого шпангоута, если продольная ось изделия параллельна базе измерения. Выставить продольную ось изделия параллельно линии визирования теодолитов точно выполнить очень сложно. Кроме того, прогиб изделия под воздействием собственного веса будет вносить дополнительную составляющую погрешности определения контролируемых параметров. Поэтому для компенсации влияния упругого прогиба и погрешности совмещения оси изделия и базы измерения определение действительных значений контролируемых параметров производят путем усреднения результатов их измерения в двух диаметрально противоположных положениях изделия относительно базы измерения. |