Повышение производительности монтажа авиационных агрегатов с использованием их виртуальных компьютерных моделей

• Автор: Чотчаева, Самира Камаловна
• Шифр специальности: 05.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 126 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
Глава 1 Метод регулирования трехмерных связанных размерных
цепей при достижении точности сборки авиационных агрегатов. Примеры применения, проблемы обеспечения заданной точности и трудоемкости, методы математического описания
1.1. Типичные узлы и агрегаты авиационной техники, собираемые с использованием метода регулирования подвижными компенсаторами. Основные технические требования, и характеристика действующих технологий
1.2. Математический аппарат описания и решения конструкторско-технологических задач для трехмерных связанных размерных цепей
1.3. Виртуализация сборочных процессов и технологий при мелкосерийном производстве как средство повышения производительности и качества сложных изделий авиационной техники
1.4. Выводы
1.5. Цель и задачи исследования
Глава 2. Математическая модель размерных связей агрегата и
методика обеспечения точности сборки
2.1. Анализ размерного описания конструкции, технических требований к точности монтажа агрегатов
2.2. Математическая модель 3D связанной размерной цепи монтажа силовой установки вертолета. Решение прямой задачи
2.3. Влияние размеров подвижных компенсаторов на показатели точности сборки агрегата. Решение обратной задачи
2.4. Исследование точности решения прямой и обратной задач для размерной цепи
2.5. Разработка алгоритма достижения точности монтажа с использование базы данных виртуальных сборок
2.6. Исследование влияния полей допусков составляющих звеньев на поле рассеяния компонентов замыкающих звеньев 3D связанной размерной цепи
2.7. Разработка метода анализа чувствительности замыкающих звеньев трехмерной связанной сборочной размерной цепи к погрешностям составляющих звеньев
2.8. Выводы
Глава 3. Методика экспериментального исследования процесса
сборки с регулируемыми компенсаторами и разработки программных средств оптимизации технологии сборки агрегата

3.1. Методика исследования процесса достижения точности 67 сборки в производственных условиях
3.2. Методика разработки программных средств
оптимизации процесса сборки
3.3. Методика исследования влияния точности
составляющих звеньев на точность замыкающего звена
3.4. Методика реализации процесса достижения точности 77 монтажа с использованием базы данных виртуальных сборок
3.5. Выводы
Глава 4. Исследование эффективности разработанных методов и
средств оптимизации процесса достижения точности на примере монтажа силовой установки вертолета
4.1. Компьютерное моделирование и статистический анализ 83 результатов регулирования с использованием базы данных виртуальных сборок
4.2. Исследование эффективности и производительности 85 метода оптимизации процесса регулирования в производственных условиях
4.3. Исследование чувствительности замыкающих звеньев 91 связанной размерной цепи к точности размеров элементов силовой установки, фюзеляжа и размеров, формируемых при монтаже редуктора
4.4. Выводы
Глава 5. Рекомендации по промышленному использованию
разработанных методов и средств оптимизации процесса достижения точности трехмерных связанных размерных цепей при сборке сложных агрегатов
Заключение и основные выводы по работе

Список использованной литературы

Приложения

Введение
Вертолетостроение является одной из отраслей Российской авиационной промышленности, расширяющей объем выпуска своей продукции [1], внедрение новых технологий и современного оборудования, номенклатуру выпускаемых вертолетов и их модификаций [2,3]. Исключительно высокая сложность технологий производства авиационной техники и относительно небольшой объем выпуска обусловливают то, что авиационное производство, как правило, является мелкосерийным [89]. Это относится ко всем видам авиационного производства, особенно к агрегатной и окончательной сборке. Среди операций окончательной сборки особое место занимают операции монтажа силовых установок, трансмиссий, систем управления, отличающиеся наличием пространственных многозвенных размерных цепей. Достижение точности замыкающих звеньев таких размерных цепей, выполняется, как правило, методом регулирования и связано с большими трудностями из-за сложности и больших габаритов собираемых изделий. Сравнительно небольшой размер партий выпускаемых самолетов и вертолетов не позволяет произвести статистический анализ точности сборки и полей рассеяния составляющих и замыкающих звеньев, как это регламентируется в руководящих технологических документах [139-142]. Поэтому методы моделирования с использованием ЭВМ и расчета процессов достижения точности при сборке сложных технических объектов получают все большее распространение в отечественной и зарубежной технической литературе. Виртуальные компьютерные модели сложных размерных цепей позволяют путем массированных симуляций выполнить статистический анализ влияния составляющих звеньев и компенсаторов на результирующую точность замыкающего звена. Такие модели и методы их анализа могут быть эффективно использованы для снижения трудоемкости сборочных работ, которые, в основном, осуществляются ручным способом, а также для повышения точности сборки, в конечном итоге оказывающей на надежность и ресурс летательного аппарата. Использоваться виртуальные
№ = 6п - 5ф5 - 4-р4 - 3-рз-2'р2_Р1= 6-7 — 5-3 — 4-6 — 3*1 =0, что подтверждает факт достаточности трех регулируемых подкосов для однозначного задания положения передней части двигателя.
Рассмотрение размеров, формирующих размерную связь и показатели точности сборки, делает очевидным наличие группы размеров, выполненных на предшествующих технологических операциях механической обработки и сборки, и не доступных для изменения на этапе монтажа силовой установки. В этой группе можно выделить следующие пять подгрупп:
- размеры редуктора (готового изделия);
- размеры двигателя (готового изделия);
- размеры фюзеляжа (обеспечиваются на стадии агрегатной сборки и контролируются лазерными оптическими средствами привязки к контрольным точкам);
- размеры, обеспеченные монтажом редуктора на фюзеляже;
- размеры кронштейнов крепления подкосов двигателя (обеспечены на стадии механической обработки).
Все эти размеры выполняются в пределах заданных допусков, но на стадии монтажа силовой установки, как правило, не подлежат измерению, и, следовательно, их значения не могут быть внесены в уточняющий расчет, который позволил бы определить требуемые размеры компенсаторов.
Ко второй группе относятся размеры компенсирующих звеньев, т.е. длины регулируемых подкосов. Эти размеры непосредственно измеримы. Однако реализуемый на практике метод проб и ошибок при регулировании весьма трудоемок. Анализ трудоемкости процесса монтажа, выполненный в условиях цеха окончательной сборки ОАО «Роствертол», показал, что продолжительность монтажа силовой установки варьирует от 12 до 20 часов, и в значительной степени зависит от опыта рабочих-сборщиков. Причем, многократные повторения регулировочных операций производятся именно методом последовательных приближений с замером зазоров на каждой регулировочной «итерации».