Глава 5.2. Основные методы сборки конструктивных элементов ЛА

Надёжность и долговечность работы изделия в значительной степени зависит от качества сборки. Процесс сборки, в зависимости от конструктивных особенностей, составляет 20 … 50% от общей трудоёмкости изготовления изделия. Точность сборки зависит от точности изготовления входящих в неё деталей и технологических методов сборки. При этом все детали, входящие в собираемый узел или изделие, рассматриваются как жёсткие тела. На практике все детали являются упругими телами. Упругие деформации в деталях возникают вследствие действия на них сил и моментов порождаемых:

1)силой тяжести самой детали;

2)силой тяжести других деталей и сборочных единиц;

3)рабочими и монтажными нагрузками; созданием силовых замыканий, фиксирующих требуемое положение детали при сборке.

Если величина упругих деформаций мала, в сравнении с величиной допуска, то считаю деталь жёсткой. В случае если деталь имеет недостаточную жёсткость, она легко деформируется в процессе сборки, что может вызывать трудности с достижением требуемой точности относительного положения деталей или сборочных единиц. В этом случае увеличивают количество опорных (базовых) поверхностей и осуществляется силовое замыкание, т.е. прикладывается фиксирующая сила.

Достижение требуемой точности собираемого изделия осуществляется на всех этапах создания конструкции. Проводится расчёт и установление допусков на детали, собираемые узлы и агрегаты, а так же анализ точности сборки с помощью размерных цепей, разрабатываются технологические процессы сборки и технологические процессы обработки деталей и т.д. Правильное применение различных методов сборки позволяет обеспечить требуемую точность замыкающего звена с минимальными затратами труда. Наиболее часто, при изготовлении изделий оснащения ЛА, применяются следующие методы сборки:

1)сборка с полной взаимозаменяемостью;

2)селективная сборка (групповая сборка);

3)сборка с компенсацией;

4)сборка в приспособлении;

5)сборка по разметке.

 

Сборка с полной взаимозаменяемостью – применяется в массовом и серийном производстве и сводится к соединению деталей друг с другом в определённой последовательности без пригонки. Точность сборки определяется допусками на сопрягаемые размеры. Детали имеют высокую жесткость, т.е. не изменяют свою форму под действием рабочих и монтажных нагрузок. Сборка проста и не требует использования высоко квалифицированных рабочих. Собираемый таким методом узел должен содержать не более 5 деталей. Точность замыкающего звена не выходит за требуемые пределы и при замене любой детали на другую деталь. Так как поле допуска представляет собой допустимую величину поля рассеивания размеров, то для расчёта допусков звеньев размерной цепи можно использовать следующую формулу

где - допуск i – го звена размерной цепи

- допуск на замыкающее звено.

Селективная сборка (метод групповой взаимозаменяемости). Сущность метода заключается в том, что требуемая точность замыкающего звена достигается за счёт включения в размерную цепь составляющих звеньев, принадлежащих к одной из групп, на которые они предварительно рассортированы. Если сравнить селективную сборку и сборку с полной взаимозаменяемостью, при обеспечении одинаковых значений замыкающего звена, то селективная сборка окажется более экономичной. Достигается экономия за счёт расширения допусков на звенья размерной цепи. Это значит, что среднюю величину допуска увеличивают в n раз и получают так называемый производственный допуск

При этом точность изготовления деталей в n раз меньше чем деталей для сборки с полной взаимозаменяемостью. После изготовления деталей их сортируют на n групп, в каждой группе величина допуска на размер находится в пределах .Собирая изделие из деталей, принадлежащих к

Рис.5.12. соответствующим группам, получают требуемую точность замыкающего звена у всех изделий. Количество деталей, входящих в сборку, не должно быть более трёх. Примером может служить сборка шариковых колец (подшипников) подвижных установок Рис.5.12.

Шарики сортируют на группы и в зависимости от точности изготовления шариковых дорожек, внешней и внутренней обойм, берут шарики из нужной группы и производят сборку. Таким образом, с минимальными затратами труда осуществляется сборка, при этом обеспечивается требуемая точность радиального зазора между шариками и обоймой шарикового кольца

 

Сборка с компенсацией - предполагает достижение заданной точности за счет изменения размера одного из заранее выбранного компенсирующего звена. Сборка с компенсацией предполагает различные способы достижения заданной точности замыкающего звена. Наиболее часто применяются следующие способы сборки с компенсацией: сборка с пригонкой и сборка с регулировкой.

 

Сборка с пригонкой предполагает изменение размера одного, заранее выбранного, звена (детали). При сборке с пригонкой изменение размера может производиться механической обработкой сопрягаемой поверхности одной из

деталей. Обычно под механической обработкой подразумевается процесс

Рис. 5.13.

припиловки, шабрения, притирки или любой другой способ снятие слоя материала Рис.5.13. (в). Заданный зазор получают пригонкой детали 1, которая заранее изготавливается с припуском Z. Как правило, этот процесс достаточно трудоёмкий и требует высокой квалификации рабочих. Применяется в том случае, когда другие методы компенсации неприменимы.

 

Сборка с регулировкой применяется в случае, когда величина замыкающего размера обеспечивается за счет плавного или ступенчатого изменения положения одной из деталей размерной цепи. В качестве компенсатора могут использоваться регулировочные винты или винтовые соединения, прокладки, эксцентрики, клинья и т.д. Метод сборки с компенсацией применяется независимо от количества звеньев размерной цепи, т.е. количества деталей и их размеров. Наиболее простым из этих методов является компенсация с помощью прокладок или ступенчатая регулировка, когда положение детали изменяется на требуемую величину, равную толщине прокладки Рис. 5.13.(б). Обеспечение требуемого зазора достигается установкой кольцевой прокладки определённой толщины А2. Прокладку подбирает сборщик в процессе сборки изделия.

Сборка с плавной регулировкой предполагает плавное изменение размера замыкающего звена. На рис.5.13 (а) приведён один из возможных вариантов такой регулировки. Величина замыкающего размера (зазора) достигается регулировкой положения втулки 2 относительно корпуса собираемого изделия. После регулирования положения втулки, которая является компенсатором, производится её контровка винтом 1. Сборка с регулировкой имеет ряд преимуществ перед другими методами: универсальность (может применяться независимо от числа звеньев и точности их изготовления); простота сборки и высокая точность изготовления; отсутствие пригоночных работ; возможность регулирования в процессе эксплуатации.

Применение сборки с регулировкой позволяет сократить трудоемкость изготовления и сборки изделия.

 

Сборка по разметке – применяется в опытном или единичном производстве и требует использования высококвалифицированного труда. Точность сборки невысокая. Сборка по разметке производится с помощью универсальных слесарных инструментов (струбцин, чертилки, керна, ручных тисков) и приспособлений Детали, поступающие на сборку, отформованы и обрезаны с припуском по длине. Установка деталей в требуемое положение по разметке, т.е. по размерам чертежа – операция трудоемкая. Взаимозаменяемость узлов и деталей при сборке по разметке обеспечить практически невозможно.

Процесс сборки начинается с разметки и кернения в деталях собираемого узла центров отверстий под заклёпки. Производится установка деталей в сборочное положение в соответствии с требованиями чертежа и закрепление их струбцинами. По накерненым центрам сверлятся отверстия и в некоторые из них вставляются болты или штифты, для временной фиксации положения собираемых деталей.

В таком виде узел передаётся на клёпку. После клёпки собранные детали обрезаются в размер, в соответствии с требованиями чертежа, т. е. снимается лишний припуск.

В случае, если соединение деталей производится контактной точечной сваркой, сварка производится в нескольких точках, после чего струбцины снимаются и окончательно свариваются все детали.

 

Сборка в приспособлении – применяется для сборки изделий имеющих в своей конструкции относительно нежесткие детали, изменяющие свою форму под действием собственного веса или монтажных усилий, а также жёстких деталей. Ложементы или установочные поверхности приспособления выполняют функции базовых поверхностей обеспечивающих требуемую форму не жёстким деталям, координацию взаимного положения и фиксацию как жёстких, так и не жёстких деталей при сборке.

Приспособления, предназначенные для сборки крупно габаритных изделий - называют стапелями. Сборочные приспособления обеспечивают:

- требуемое взаимное положение собираемых деталей и узлов;

- придают определённую форму недостаточно жёстким деталям;

- обеспечивают удобство подходов обрабатывающего или другого инструмента к собираемым деталям.

Применение приспособлений создаёт следующие преимущества в сравнении со сборкой по разметке:

- исключают разметку и пригонку собираемых деталей;

- ускоряют процесс сборки;

- обеспечивают взаимозаменяемость собираемых узлов, панелей и изделия в целом;

- облегчают сборку, создавая необходимые удобства для сборщика.

Сборочные приспособления широко используют как в серийном, так и в опытном производстве. Обеспечить требуемую точность выходных параметров собираемого узла, агрегата или изделия без применения приспособлений в ряде случаев практически невозможно или требует больших трудозатрат.