Контрольный блок разводки

(6.1);

где К1 - приведенный коэффициент пропорциональности момента затяжки и осевого усилия затяжки резьбового соединения, вычисляемый по формуле (6.2):

(6.2);

PT - усилие текучести на растяжение, для болта, кН, вычисляемый по формуле (6.3):

(6.3);

- коэффициент запаса прочности по пределу текучести;

- коэффициенты трения в резьбе и на опорной поверхности, согласно ОСТ В95 1823-76 для седьмой группы сочетаний материалов болта и рамы (элемент конструкции к которому крепится КБР):

;;

- предел текучести, для стали 20ХН3А МПа;

- шаг, наружный и внутренний диаметр резьбы;

d = 8 мм;

d3 = 6,466 мм;

P = 1,25 мм;

Осевое усилие затяжки резьбового соединения QЗ кН, определяют по формуле (6.4):

(6.4),

где K2 - коэффициент пропорциональности момента затяжки и осевого усилия затяжки, м, вычисляемый по формуле

м;

м;

кН;

Н•м;

кН.

После приложения внешней нагрузки РСТ болт получит дополнительное удлинение на величину Дl, и дополнительное усилие будет равно:

(6.5).

Сила, действующая на стягиваемую деталь (плита) уменьшится на величину:

(6.6);

где - коэффициенты податливости болта и стягиваемой детали (индексы 0 - для болта, а 1 - для детали).

Согласно [3, стр. 28]:

(6.7).

- расстояние от торца гайки (посадочной поверхности под КБР) до торца головки болта.

- модуль упругости и площадь поперечного сечения болта,

Н/мм2; мм2.

мм/Н = 1,2•10-9 м/Н.

Согласно [3, стр. 31],

а = 14 - наружный диаметр кольцевой опорной поверхности;

d = 8 мм - диаметр стержня болта;

= 69651 Н/мм2 - модуль упругости материала стягиваемой детали;

l1 = 12 мм - толщина стягиваемой детали;

мм/Н.

л1 = 1,05•10-9 м/Н.

Так как

(6.8);

(6.9);

то:

(6.10).

где - коэффициент основной нагрузки:

Полное усилие на болт вычисляется по формуле (6.11):

(6.11);

Н.

Равенство (6.11) справедливо до начала раскрытия стыка. Необходимо проверить нераскрытие стыка из условия (6.12):

(6.12);

Н;

.

Значит раскрытие стыка при данных значениях усилия статической нагрузки и осевого усилия затяжки не произойдет.

Расчет влияния температуры на величину напряжения разрыва.

Температурный диапазон работы изделия от -400С до +500С. Подобные условия работы могут привести к температурной деформации деталей КБР при его эксплуатации. Следовательно, нужно проверить влияние температуры на полное усилие в болте. Согласно ОСТ В95 2606-90 температура при нормальных климатических условиях должна соответствовать значению в пределах от 150С до 250С. В данном расчете примем это значение равным 200С.

Величина температурной деформации Дt вычисляется по формуле (6.13):

(6.14)

где - коэффициент линейного расширения болта, согласно [6, стр. 373] для Сталь 20ХН3А ;

l0 - длина болта, равна толщине стягиваемой детали;

- соответствующие величины для промежуточной детали (крепежная лапка корпуса);

Согласно [4, стр. 706] для АМг6 .

- изменение температуры;

По формуле (6.15) определяем температурное усилие Qt:

(6.15).

Полное усилие на болт Qп в этом случае определяется по формуле (6.16):

(6.16).

Так как, коэффициент линейного расширения для материала болта меньше чем для материала гайки, то при температуре ниже 200С болт будет разгружаться, а при температуре выше 200С - догружаться, то есть худший случай будет реализован при температуре 500С. Поэтому определяем значение температурного усилия Qп50 (при 500С), и уже для него считаем возникающее в болте напряжение и сравниваем его с пределом текучести для материала болта, и делаем вывод о правильности его выбора.

При температуре +500С:

мм;

Н.

Определяем напряжение, создаваемое в болте по формуле (6.17) и сравниваем его с пределом текучести для сталь 20ХН3А.

(6.17);

где - напряжение, создаваемое в болте при действии полной осевой нагрузки;

- предел текучести, для сталь 20ХН3А МПа;

d2 - средний диаметр резьбы болта.

МПа.

72 < 736, значит, при действии полной статической нагрузки разрыва болта не произойдет.

5.2 Расчет прочности болта при действии ударной нагрузки

Проводим расчет на разрыв болта под действием ударной нагрузки 700 ед. длительностью 0,6 мс, действующей в осевом направлении. После удара нагрузка представляет из себя затухающие синусоидальные колебания с периодом 1,2 мс и амплитудой 700 ед. в первом полупериоде, в котором нагрузка является максимальной, и поэтому именно для этого случая будем проводить расчет. Схема нагружения болта представлена на рисунке 6.2:

Рисунок 6.2.

кН.

Н.

На один болт будет приходиться Н.

Н.

МПа.

Так как нагрузка ударная, то необходимо ввести ударный коэффициент равный 1,75. Тогда:

МПа

189 < 736, значит, при действии ударной нагрузки разрыва болта не произойдет.

3. Расчет на срез резьбы.

Для реализации расчета сначала необходимо рассчитать напряжение в витках резьбы болта и гайки, а затем сравнить их с пределом текучести. Для болта напряжение в витках резьбы рассчитывается по формуле (6.18), для гайки - (6.19):

(6.18)

(6.19)

где: - напряжение от внешней нагрузки на один болт;

d1 - средний диаметр резьбы, d1 = 7,19 мм;

k0 = k1 = 0,87 - коэффициент полноты резьбы;

l2 - длина резьбовой части;

kT - коэффициент, учитывающий характер изменения деформации витков по высоте гайки, выбираемый в зависимости от отношения по таблице 6.1 (где - предел прочности материала болта; - предел прочности материала гайки).

Таблица 6.1.

МПа;

,

следовательно, согласно таблице 6.1 kT = 0,55.

Возникающие напряжения и будут одинаковыми, однако в связи с тем, что материалы болта и гайки (ответной детали) разные, расчет проведем для болта, т.к. .

МПа;

11,4 МПа < 736 МПа, следовательно, срыва резьбы не произойдет.

Таким образом, при действии полной статической нагрузки 175g, динамической нагрузки 700g, разрыва болта и среза его резьбы не произойдет, то есть выбранный болт удовлетворяет требованиям условий эксплуатации КБР по рабочей температуре и стойкости к воздействию линейного ускорения.

6. Размерный расчет

Задачей расчета является проверка собираемости корпуса с крышкой по размерам Х1, Х2 и Х3 (рисунки 4, 6, 8).

Данные для расчета приведены в таблице 1. Размеры в мм.

Таблица 1. - Данные для расчета

Примечание:

Позиционный допуск осей отверстий с размером А2 0,3 мм (б2) (допуск зависимый).

Номинальный размер замыкающего звена (Х) определяется по формуле

где - сумма размеров увеличивающих звеньев;

- сумма размеров уменьшающих звеньев;

i - порядковый номер звена;

m - число уменьшающих звеньев;

n - число увеличивающих звеньев.

Верхнее предельное отклонение размера замыкающего звена (Вх) определяют по формуле

где - сумма верхних предельных отклонений размеров увеличивающих звеньев;

- сумма нижних предельных отклонений размеров уменьшающих звеньев.

Нижнее предельное отклонение размера замыкающего звена (Нх) определяют по формуле

где - сумма нижних предельных отклонений размеров увеличивающих звеньев;

- сумма верхних предельных отклонений размеров уменьшающих звеньев.

1) Условием, обеспечивающим собираемость крышки и корпуса по размеру Х1 является Х1min ? 0 (рисунок 4, см. рисунок 5).

Рисунок 4. - Определение размера Х1

Для проведения расчетов необходимо составить схему размерной цепи (см. рисунок 5).

Рисунок 5. - Схема размерной цепи

Запишем общее выражение для нахождения максимального и минимального значения размера замыкающего звена:

(3)

Определяем Х1min, которое будет реализовываться при минимальных значениях увеличивающих звеньев и максимальных значениях уменьшающих. Таким образом

Т.к. размеры 148 и 158+1 для корпуса заданы симметрично, а величина этой симметрии не задана, то по ОСТ В95 2606-90 значения неуказанных допусков симметричности равны 1,20. Величина симметрии будет влиять на значение Х1min. Найдем значение величины симметрии:

а = (1,2+1,2) / 2 = 1,2

Следовательно, Х1min с учетом симметричности размеров 148 и 158+1 будет равен:

Х1min = 0,85 - а = 0,85 - 1,2 = - 0,35 < 0, что не удовлетворяет условию собираемости крышки и корпуса, поэтому зададим значение симметричности размеров 148 и 158+1 равное 0,5. Тогда

Х1min = 0,85 - 0,5 = 0,35 > 0.

Следовательно собираемость крышки и корпуса по размеру Х1 обеспечена.

2) Условием, обеспечивающим собираемость крышки и корпуса по размеру Х2 является Х2min ? 0 (рисунок 6, см. рисунок 7).

Рисунок 6. - Определение размера Х2

Для проведения расчетов необходимо составить схему размерной цепи (см. рисунок 7).

Рисунок 7. - Схема размерной цепи

Запишем общее выражение для нахождения максимального и минимального значения размера замыкающего звена:

(4)

Определяем Х2min, которое будет реализовываться при минимальных значениях увеличивающих звеньев и максимальных значениях уменьшающих. Таким образом

Т.к. размеры 148 и 158+1 для корпуса заданы симметрично, а величина этой симметрии не задана, то по ОСТ В95 2606-90 значения неуказанных допусков симметричности равны 1,20. Величина симметрии будет влиять на значение Х2min. Найдем значение величины симметрии:

а = (1,2+1,2) / 2 = 1,2

Следовательно, Х2min с учетом симметричности размеров 148 и 158+1 будет равен:

Х2min = 0,85 - а = 0,85 - 1,2 = - 0,35 < 0, что не удовлетворяет условию собираемости крышки и корпуса, поэтому зададим значение симметричности размеров 148 и 158+1 равное 0,5. Тогда

Х2min = 0,85 - 0,5 = 0,35 > 0.

Следовательно собираемость крышки и корпуса по размеру Х2 обеспечена.

3) Условием, обеспечивающим собираемость крышки и корпуса по размеру Х3 является Х3min ? 0 (рисунок 8, см. рисунок 9).

Рисунок 8. - Определение размера Х3

Для проведения расчетов необходимо составить схему размерной цепи (см. рисунок 9).

Рисунок 9. - Схема размерной цепи

Запишем общее выражение для нахождения максимального и минимального значения размера замыкающего звена:

(5)

Определяем Х3min, которое будет реализовываться при минимальных значениях увеличивающих звеньев и максимальных значениях уменьшающих. Таким образом

Т.к. размеры 70 и 83-0,87 для корпуса заданы симметрично, а величина этой симметрии не задана, то по ОСТ В95 2606-90 значения неуказанных допусков симметричности равны 1,00. Величина симметрии будет влиять на значение Х3min. Найдем значение величины симметрии:

а = (1,0+1,0) / 2 = 1,0

Т.к. размеры 70 и 79-0,74 для крышки заданы симметрично, а величина этой симметрии не задана, то по ОСТ В95 2606-90 значения неуказанных допусков симметричности равны 1,00. Величина симметрии будет влиять на значение Х3min. Найдем значение величины симметрии:

b = (1,0+1,0) / 2 = 1,0

Следовательно, Х3min с учетом симметричности размеров 70 и 83-0,87 для корпуса и размеров 70 и 79-0,74 для крышки будет равен:

Х3min = 2,065 - а - b = 2,065 - 1,0 - 1,0 = 0,065 > 0.

Следовательно, собираемость крышки и корпуса по размеру Х3 обеспечена.

Таким образом, в ходе проведения расчета были получены значения зазоров Х1, Х2, Х3 между крышкой и корпусом. Их величины составили следующие значения:

Х1 = 0,35

Х2 = 0,35

Х3 = 0,065.

Полученные значения больше нуля, следовательно, собираемость крышки и корпуса обеспечена.

7. Передняя часть

7.1 Описание

Передняя часть является частью обшивки и предназначена для крепления различных датчиков и аппаратуры.

Передняя часть состоит из шпангоута переднего, оживальной части обшивки, шпангоута заднего и втулки, соединенных между собой аргонно-дуговой сваркой. Шпангоут передний, шпангоут задний и оживальная часть изготовлены из стали 10 ГОСТ 1050-88.

Оживальная часть, с большим ш506h13, меньшим ш406h13, шириной 260-1,55 и толщиной 3мм, является элементом обшивки и воспринимает основную нагрузку. Изготавливается из листа с помощью аргонно-дуговой сварки. Шов зачищается заподлицо с внешней поверхностью. После присоединения шпангоутов, в верхней части (противоположной шву) вырезается отверстие ш110+0,87 под втулку. Втулка крепится посредством аргонно-дуговой сварки. Обтекаемая форма выполнена с учетом аэродинамики ЛА.

Шпангоут передний с внешним ш400-1,55, внутренним ш290+1,3 и шириной 55-0,62 служит для крепления к сферической части, а также для улучшения прочностных характеристик. Помимо этого имеет 6 отверстий М6-7Н, 12 отверстий М4-7Н и 6 групп по 2 отверстия М4-7Н для крепления датчиков. Для герметичного соединения со сферической частью в конструкции шпангоута предусмотрена канавка 5x5мм под уплотнительное кольцо. Имеется конструктивный элемент - проточка шириной 5 мм для центрирования деталей при сварке. В верхней части шпангоута имеется два отверстия: ш8Н8 глубиной 15мм и ш10Н7 длиной 5мм под втулки для центровки и крепления сферической части.

Шпангоут задний с внешним ш506-1,55, внутренним ш476 и шириной 42 мм служит для крепления к цилиндрической части, а также исполняет роль ребра жесткости. Для герметичного крепления предусмотрена канавка 5x7мм под уплотнительное кольцо. Имеется конструктивный элемент - проточка шириной 2±0,215 для центрирования детали при сварке.

Втулка ш100-0,87 и шириной служит для крепления отрывного разъема.

7.2 Технологическая часть

7.2.1 Порядок сборки

1) Выполняется сварка оживальной части аргонно-дуговой сваркой. Так как деталь эксплуатируется в тяжелых условиях под действием переменных давления и вибрационных нагрузок, то применяются швы 1-ой группы (табл.).

2) На следующем этапе сборки выполняется сварка шпангоута переднего и шпангоута заднего с оживальной частью. Так как передняя часть эксплуатируется в тяжелых условиях под действием переменных давления и вибрационных нагрузок, то применяются швы 1-ой группы (табл.).

3) После сборки шпангоутов и оживальной части, согласно чертежу вырезают отверстие 100 под втулку. Втулка крепится с помощью аргонно-дуговой сварки. Так как деталь не испытывает переменных нагрузок то целесообразно применять швы 3-ей группы (табл.).

Общие требования

1.1 Группа сварных швов устанавливается в зависимости от вида нагрузки, условий эксплуатации, дополнительных указаний и требований.

Примечание: под нормальными условиями понимаются такие условия, когда температура, агрессивность среды, и другие снижающие работоспособность конструкции факторы отсутствуют или соответствуют параметрам характеристик примененных материалов и учитываются в расчетах конструкции изделия, а также когда допустимость таких факторов подтверждена предшествующим опытом эксплуатации подобных изделий в аналогичных условиях. Под "тяжелыми" считать все остальные случаи.

Для швов первой группы необходимо проводить экспериментально - исследовательскую работу по отработке принципиальной схемы технологии сварки и контроля качества швов. Такую работу целесообразно проводить на ранних стадиях проектирования сварных конструкций. Результаты работы оформляют отчетом, который с конструкторской документацией (КД) направляют предприятию изготовителю.

Сварные конструкции со швами групп 1, 2 и 3 должны изготавливаться по операционным технологическим процессам или по маршрутным картам с маршрутно-операционным (операционным) описанием на операции: сборка под сварку, сварка и контроль качества, со ссылками, при необходимости, на конструкции и типовые технологические процессы (ТТП). Сварные конструкции со швами группы 3 допускается изготавливать по маршрутным картам.

1.1.4 Подготовка производства сварных конструкций включает обязательную экспериментальную отработку технологии сварки и контроля качества швов с включением необходимых событий в сетевой график подготовки производства

1.1.5 В случаях применения в сварных конструкциях ранее освоенных материалов, способов сварки и контроля качества швов допускается по разрешению главного сварщика (начальника отдела, бюро, лаборатории сварки или главного технолога) экспериментальную отработку швов группы 1, 2 и 3не проводить, если она уже ранее проводилась для аналогичных конструкций и имеются отчеты с положительными результатами.

Требования к изготовлению

Выполнение сварочных работ проводится в специализированных помещениях без сквозняков при относительной влажности не более 75% и температуре окружающей среды и металла:

- не менее 15 С - для сварки сталей, воспринимающих закалку в условиях термического цикла сварки;

- не менее 16 С - для сварки титана и его сплавов;

- не менее 10 С - для остальных металлов и сплавов.

К выполнению сварочных работ по КД, в которых установлены требования к сварным швам групп 1, 2 и 3, и исправлению дефектов подваркой допускаются сварщики, аттестованные в соответствии с требованиями, установленными "Правила аттестации сварщиков и специалистов сварочного производства" ПБ 03-273, утвержденными постановлением Гостехнадзора России от 30.10.98 №63. К выполнению работ по КД, в которых отсутствуют требования к сварным швам групп 1, 2 и 3, аттестованные в соответствии с требованиями стандартов предприятий, разработанных на основе указанных правил.

Аттестованный сварщик ставит личное клеймо рядом со сварным швом в соответствии с указаниями КД и (или) технологических документов (ТД). Способ клеймения - ударный или нанесением краской. Допускается вместо клеймения приводить запись в сопроводительной документации.

Контроль качества швов сварных соединений проводят контролеры ОТК и дефектоскописты, аттестованные на право контроля качества швов сварных соединений.

Не допускается вносить операции по исправлению дефектов сварки в карты технологических процессов.

Исправления дефектов сварки выполняют по отдельным для каждого случая указаниям (сопроводительным паспортам и т.п.), согласованным со службой сварки и ОТК. В таком документе для каждого конкретного случая указывают необходимые операции: разборку, разделку дефектных мест, подготовку кромок, контроль разделки подготовки кромок, предварительный и сопутствующий подогрев, заварку дефектных мест, механическую и термическую обработку сварных соединений, контроль по утвержденной технологии и дополнительный контроль, а также указывают параметры сварки (присадочный материал, способ сварки и т.д.), если они отличаются от заданных в технологическом процессе.

Страницы: 1, 2, 3