6. Внедрение разработанной методики

Разработанная методика выбора оптимального способа задания и материализации нивелировочных плоскостей была положена в основу методических материалов утвержденных в "Национальном институте авиационных технологий" (ОАО НИАТ). Методические материалы называются "Методика выбора оптимального количества и расположения реперных точек для достижения заданной точности и достоверности определения действительного взаимного расположения нивелировочных плоскостей ЛА".

В методических материалах представлено следующее:

• математическая модель размерных связей процесса нивелировки, описывающая взаимное расположение нивелировочных плоскостей агрегатов;
• состав входных и выходных параметров модели;
• определены способы воспроизведения входных параметров;
• приведена и подробно описана схема проведения имитационного эксперимента по проектированию оптимального технологического процесса нивелировки;
• рассмотрен пример проектирования процесса контроля взаимного расположения отсеков спускаемого аппарата.

Рис. 2. Резьбовой стык отсеков изделия 9М96.

В рамках договора между ОАО НИАТ и МКБ "Факел" ╧ 3371 от 30.06.93 "Технологическое сопровождение разработки и постановки изделия 9М96" разработанное приложение "MSI" было применено для оценки влияния точности базирования отсеков в стыковочном стенде на собираемость резьбового стыка (см. рис. 2).

Базирование отсеков осуществляется по центрирующему бурту, привалочной плоскости и центрирующим пальцам на отсеке А и центрирующим пазам на отсеке Б.

Рис. 3. Базирование отсеков по реперным точкам в стыковочном стенде.

Сборка отсеков производится в стыковочном стенде путем навинчивания гайки на правостороннюю резьбу отсека А с последующим свинчиванием гайки на левостороннюю резьбу отсека Б. Базирование отсека в стенде осуществляется по четырем реперным точкам (см. рис. 3 и таблицу 6).

Базовая система координат для двух отсеков в сборе задана следующим образом. Точка "О" начала координат - центр поперечного сечения по привалочной плоскости. Ось X направлена вдоль отсеков в направление от отсека Б к А, перпендикулярна привалочной плоскости и проходит от через точку "О". Оси Y и Z направлены вдоль полуосей (O - III) и (O - II) в плоскости стыка соответственно. Координаты реперных точек в таблице 6 даны при окончательно состыкованном положении отсеков.

Таблица 6

Координаты реперных точек отсеков А и Б

По договору, в частности, было выполнено следующее:

1. Проведен расчет на прочность стыка с целью определения оптимального количества и расположения центрирующих пальцев и пазов.
2. Спрогнозирована точность обеспечения взаимного расположения плоскостей стабилизации отсеков при их базировании в стыковочном стенде.
3. Рассчитаны оптимальные допуски на геометрические параметры и взаимное расположение центрирующих пальцев и пазов.

Расчет на прочность узлов стыка показал, что при известных случаях нагружения двух пальцев и, соответственно, двух пазов достаточно для обеспечения работоспособности стыка.

При прогнозировании точности обеспечения взаимного расположения нивелировочных плоскостей отсеков при их базировании в стенде с помощью программы "MSI" было исследовано влияние погрешности обеспечения и измерения взаимного расположения реперных точек на точность определения взаимного расположения одноименных плоскостей стабилизации отсеков (см. таблицу 7). Доверительный интервал для точечной оценки дисперсии составил 0,001 при достоверности 95%.

Таблица 7

Таблица результатов имитационного эксперимента

╧	, (мм)	, (град)
1	0,25	0, 004566
2	0,5	0,009132
3	0,75	0,013698
4	1	0,018264
5	1,25	0,025409
6	1,5	0,030492
7	1,75	0,034287
8	2	0,039142

В таблице есть суммарный интервал возможных отклонений координат реперных точек:

= _совм + _стенда + _{обеспеч},

где _совм - часть суммарного интервала, обусловленная неточностью совмещения репера с реперной точкой;

_стенда - часть суммарного интервала, обусловленная неточностью взаимной увязки реперов стенда;

_{обеспеч} - часть суммарного интервала, обусловленная неточностью обеспечения взаимного расположения реперных точек и плоскостей стабилизации отсеков.

- среднеквадратическое отклонение угла между одноименными плоскостями стабилизации .

Для выполнения условия собираемости отсеков зазор между пазом и пальцем должен скомпенсировать следующие погрешности:

• погрешность базирования отсеков в стенде;
• погрешность увязки расположения пальцев и соответствующих пазов относительно реперных точек отсека.

Тогда условие собираемости стыка (без учета погрешности увязки реперных точек относительно плоскостей стабилизации) следующее (см. рис. 4.):

z_min D(sin_пал + sin_паз)/2 + _баз ,

где z_min = (b^min_паз - b^max_пал ) - минимально необходимый зазор между пальцем и пазом;

b^max_пал - максимальная ширина пальца;

b^min_паз - минимальная ширина паза;

_пал - угол отклонения пальца отсека А от полуоси (O - II);

_паз - угол отклонения паза отсека В от полуоси (O - II);

D = 101 мм - диаметр отсека в месте расположения пальцев;

_баз = (+,) - погрешность базирования отсеков в стенде;

= - часть погрешности базирования _баз, обусловленная несовпадением осей;

- часть погрешности базирования _баз, обусловленная искривлением осей.

Рис. 4. Расположение пальца отсека А в пазе отсека Б.

Угол есть угол между продольными осями отсеков. Для определения угла достаточно было определить угол между одноименными плоскостями стабилизации отсеков .

В предположении о нормальном законе распределения угла , можно принять = 6. 

Из условия собираемости были определены b^max_пал и b^min_паз.

Для обеспечения заданного угла закрутки должно выполняться следующее:

^max_{закр закр1} + _закр2 + z_max = _пал + _паз + 2_завал + z_max (см. рис. 5),

где z_max = (b^max_паз - b^min_пал) - максимально допустимый зазор между пальцем и пазом (при = 0);

b^max_паз - максимальная ширина паза;

b^min_пал - минимальная ширина пальца;

_завал - угол, характеризующий "завал" пальца (паза) 2 относительно пальца 1, номинально _завал = 0;

_закр1 - угол закрутки прямой, проходящей через середину пальцев, относительно следа плоскости стабилизации (II - IV) в плоскости стыка отсека А;

_закр2 - угол закрутки прямой, проходящей через середину пазов, относительно следа плоскости стабилизации (II - IV) в плоскости стыка отсека B, номинально _закр1 = _закр2 = 0.

Рис. 5. Плоскость стыка отсека А.

Из условия обеспечения угла закрутки были определены b^max_паз и b^min_пал.

На основе результатов расчета были предложены технологически обоснованные требования к точности геометрических параметров стыка отсеков и стыковочного стенда, что позволило существенно упростить конструкцию стыка и технологический процесс стыковки отсеков.