Обеспечение надежности на этапе компоновки

О технологических факторах

На рассматриваемом этапе конструктору приходится думать уже не столько об общей технологичности устройства, сколько о технологических возможностях того или иного конструктивного варианта. Конструктор решает вопросы сравнительной сложности изготовления применительно не ко всему устройству в целом, а к отдельным узлам и даже деталям. Общие соображения, касающиеся, например, возможностей производственной базы, уступают место более конкретным технологическим знаниям процессов изготовления деталей, сборки, регулировки, юстировки и т. п. К требованию уметь мысленно воспроизвести картину эксплуатации устройства присоединяется необходимость столь же наглядного представления прохождения устройства через заводские цеха. Пробелы в области технологии на этапе компоновки неизбежно ощущаются самим конструктором, как слабости, мешающие ему в полной мере использовать выгоды оригинальных с технологической точки зрения конструктивных вариантов.

Содержание подлежащих решению технологических вопросов, так же как и удельный вес технологических факторов, на этапе компоновки могут быть самыми разнообразными. Иногда принципиальная схема устройства строится на основе использования некоторых весьма трудных в изготовлении деталей. В этих случаях конструктору приходится прояснять производственные и технологические возможности в отношении таких деталей уже при первом знакомстве с принципиальной схемой.

Нередки случаи, когда компоновка устройства в целом основывается на необычном технологическом решении, на применении новых материалов, новых способов обработки. Особенно это касается новых видов литья, открывающих широкие возможности формообразования деталей. В этих случаях технологическая подготовка конструктора решает успех компоновки.

Расположение основных частей устройства, установленное при компоновке, в дальнейшем уже не может подвергаться существенным изменениям. В соответствии с этим трудно устранимы и причины ненадежности устройства, связанные с расположением частей.

Существенным недостатком компоновки является ее "рыхлость", неплотное заполнение деталями всего располагаемого объема. Если даже "рыхлость" и не является непосредственной причиной снижения надежности данного устройства, то косвенно она может способствовать снижению надежности той сложной системы, в которую данное устройство входит как составное. Неоправданное увеличение габаритов одного из устройств данной системы может вызвать необходимость появления чрезмерно жестких габаритных ограничений для другого устройства.

"Рыхлость" — наиболее просто обнаруживаемый дефект компоновки, связанный так или иначе с надежностью. Но существуют вызывающие ненадежность факторы, источники которых хотя и связаны с расположением частей, однако таятся глубоко и нелегко обнаруживаются. Вспомним, что компоновка устройства создавалась на основе технических требований, которые давали возможность отвлечься, абстрагироваться от повторного рассмотрения породивших эти требования конкретных обстоятельств. Наличие технических требований позволяет конструктору создать систему опорных точек для компоновки. Однако проверка компоновки по техническим требованиям не может служить проверкой ее на надежность. Чтобы осуществить такую проверку, нужно вновь обратиться к анализу взаимосвязей устройства с окружением, но уже на иной, уточненной, основе.

Раньше при рассмотрении картины взаимосвязей мы относили их к еще не реализованной конструктивно принципиальной схеме устройства, теперь ее место должен занимать тот или иной вариант эскизной компоновки. В таком рассмотрении анализируемые связи приобретают существенно иное содержание. Если, например, прежде мы могли рассматривать тепловое воздействие среды на устройство лишь с общих позиций (так как знали лишь принципиальную схему будущего устройства), то теперь появляются возможности более полного и глубокого рассмотрения тех же воздействий. В частности, может оказаться необходимым произвести учет тепловыделения элементов, находящихся внутри устройства и уже предусмотренных компоновкой.

Точно так же следует рассмотреть условия работы предусмотренных компоновкой элементов, особо чувствительных к температурным воздействиям, т. е. элементов, нуждающихся в обогреве, охлаждении или в стабилизации температурного режима. Необходимо далее выяснить, к каким последствиям может привести временное отсутствие обогрева, охлаждения, стабилизации температуры этих элементов при различных условиях эксплуатации и на различных режимах. О тепловых воздействиях при компоновке в свете требований надежности можно было бы написать очень много, но и сказанного достаточно, чтобы дать понятие о сложности их учета.

Вопросы герметизации и связь их с надежностью также принадлежат к числу тех, которые должны рассматриваться на этапе компоновки. Помещая аппаратуру в герметичные кожухи, можно, казалось бы, наилучшим способом защититься от вредных внешних воздействий, но при этом нельзя забывать о целом ряде вызываемых герметизацией отрицательных факторов.

При тех или иных сочетаниях условий могут иметь место следующие отрицательные факторы герметизации:

· ухудшение условий охлаждения;

· усложнение защиты от вредных веществ, выделяющихся внутри самой аппаратуры;

· усложнение и удорожание конструкции;

· увеличение веса и габаритов;

· трудности герметизации выводов (например, штепсельных разъемов).