Общие принципы конструктивно-технологического расчленения технических систем

РАКЕТНО- КОСМИЧЕСКАЯ СИСТЕМА КАК ОБЪЕКТ ПРОИЗВОДСТВА

Сегодня образовательная структура в области безопасности выглядит следующим образом.

Первый – общеобразовательный уровень, которым должен владеть каждый, обязан обеспечить подготовку на уровне знания и понимания проблем БЖД, он должен вооружить человека навыками и приемами личной и коллективной безопасности. Реализуется этот уровень подготовки введением в школе дисциплины «Основы БЖД».

Второй уровень образования по БЖД – подготовка инженерно-технических работников всех специальностей, поскольку создаваемая и эксплуатируемая техника и технология являются основными источниками травмирующих и вредных факторов, действующих в среде обитания.

Третий уровень образования необходим для подготовки инженеров по безопасности жизнедеятельности – специалистов, профессионально работающих в области защиты человека и природной среды. Например, в академии начинается подготовка по новой специальности 330600 «Защита в чрезвычайных ситуациях». Требования к подготовке специалистов данного уровня определены в государственных стандартах.

Четвертый уровень образования – внедрение как общего курса БЖД, так и специализированных курсов по безопасности и экологичности в системе ФПК.

Ракетно-космическая система имеет сложную, иерархическую структуру, обладает определенной гаммой свойств и отвечает запросам потребителя. Она состоит из конструктивных элементов, имеющих определенное функциональное назначение, независимых и законченных. Элементы конструкции должны обладать заданной кинематикой движения, иметь необходимые геометрию и физико-механические свойства (прочность, жесткость, теплопроводность и т.д.). С учетом этих условий выбираются материалы и тип соединения элементов конструкции, а также регламентируются требования к их свойствам. Основой для выбора параметров конструкции ракетно-космической системы являются модели функционирования системы в целом и всех ее элементов. При этом степень совершенства создаваемой конструкции во многом определяется адекватностью применяемых моделей.

Рис. 1. Взаимосвязь структуры технической системы с внешними факторами

На облик конструкции ракетно-космической системы влияют три группы факторов (рис.1):

– требования к свойствам конструкции;

– требования к уровню технико-экономических показателей;

– технический уровень средств производства в промышленности.

В Единой системе конструкторской документации (ЕСКД ГОСТ 2. 101–68) установлены следующие виды элементов конструкции технической системы: детали, сборочные единицы, комплекты, комплексы.

Деталью называют неделимый элемент конструкции технической системы, который изготовлен из одного материала, имеет необходимые для функционирования детали геометрию и жесткость в различных точках поверхности. Для повышения эксплуатационных характеристик деталей на их поверхности могут быть нанесены покрытия из других материалов (эрозионностойких, износостойких, теплоизоляционных и т.д.). Толщина наносимых покрытий может колебаться от 1 до 1000 мкм. Детали могут, содержат сварные соединения (например, труба с продольным, или спиральным швом).

Сборочная единица – изделие, состоящее из нескольких составных частей, которые соединены между собой разными методами (запрессовкой, развальцовкой, клепкой, сваркой, пайкой, склеиванием, с помощью болтовых и резьбовых соединений).

Комплект – несколько изделий, имеющих общее функциональное назначение, но не соединенных между собой. Сборочные единицы больших габаритов для удобства транспортировки, упаковки и хранения могут отправлять в место назначения в разобранном виде, где и осуществляется общая сборка (например, комплект электрооборудования и т.п.). При организации сборки сборочной единицы детали на рабочее место подают сборочными комплектами. Наконец, для центров эксплуатации и обслуживания могут создаваться комплекты запасных частей, инструмента и принадлежностей, контрольной и измерительной аппаратуры.

Комплекс - несколько изделий, не соединяемых на предприятии-изготовителе и предназначенных для выполнения взаимосвязанных эксплуатационных функций (ракетно-космический комплекс - ракетно-космическая система со стартовой системой и средствами управления полетом).

Схема соподчинения перечисленных изделий представлена на рис. 2.

Рис. 2. Виды изделий и их соподчинение по ГОСТ 2.101-74

Из этой схемы следует, что, например, в состав сборочной единицы входят детали, сборочные единицы, комплекты. Аналогично прослеживается состав понятий комплект и комплекс. Все детали и сборочные единицы документируются в соответствии с ЕСКД. На них разрабатываются комплекты технической документации: рабочие и сборочные чертежи с техническими требованиями и технические условия на приемку этих изделий.

Предусмотренное ЕСКД понятие сборочной единицы является чрезвычайно широким. Оно отражает все виды и комбинации возможных объединений изделий, входящих в сборочную единицу. Поэтому термин «сборочная единица» может применяться, с одной стороны, к элементам конструкций, состоящих из двух деталей, а с другой - к агрегатам и блокам технической системы, включающим тысячи деталей (например, к двигательной установке).

Сборочные единицы технической системы принято разделять по их уровню сложности (рис.3).

Рис. 3. Уровни сложности сборочных единиц

Исходным (нулевым) уровнем S₀ сборочных единиц являются детали. В состав сборочной единицы первого уровня S₁ входят только детали. К второму и последующим уровням сложности относятся сборочные единицы всех предшествующих уровней, включая детали. С этих позиций понятия «комплект» и «сборочная единица» становятся равноценными, поскольку и те и другие состоят из деталей и сборочных единиц разных уровней сложности.

В Единой система технологической документации (ЕСТД ГОСТ 3.1109-83) терминология, принятая в ЕСКД, дополнена и расширена.

В терминологии ЕСТД прослеживается постепенное превращение основного материала - исходного предмета труда, потребляемого для изготовления объекта производства, в исходную заготовку, из которой изменением формы, размеров, свойств материала и поверхности формируется деталь.

Исходными заготовками могут быть: отливки; поковки; штампованные заготовки; заготовки,полученные прокаткой или прессованием (прессованные профили); заготовки, полученные методом порошковой металлургии.

Вместе с заготовками, изготовленными на конкретном предприятии, могут использоваться полуфабрикаты – изделия, поставляемые смежными предприятиями.

Объекты производства, предназначенные для выполнения над ними технологических операций формирования поверхностей деталей, называются заготовками. Помимо основных материалов, из которых состоят исходные заготовки и полуфабрикаты (в том числе материалы, входящие в массу исходной заготовки или изделия, - материалы сварочной проволоки, припоев и т.п.), используют вспомогательные материалы, не входящие в состав изделия, но необходимые для ведения технологических процессов (например, флюсы, защитные и восстановительные газовые смеси).

Заготовки одного наименования и типоразмера запускают в обработку группами - производственными партиями - одновременно или непрерывно. Производственную партию заготовок или ее часть, поступающую на рабочее место для выполнения технологической операции, называют операционной партией. Для обеспечения бесперебойного выполнения технологического процесса создают задел - производственный запас заготовок или составных частей изделия.

Группу составных частей изделия, которые необходимо подать на рабочее место для сборки изделия или его составной части, называют сборочным комплектом, который определяется спецификацией документированной сборочной единицы. В состав сборочного комплекта входят как изделия, изготовленные на данном предприятии, так и комплектующие изделия предприятия - поставщика, связанного с предприятием - изготовителем договорными отношениями.

Соотношение терминов ЕСКД и ЕСТД, для обозначения состояния материала объекта производства применительно к производству ракетной техники, представлено на рис.4.

В ЕСТД вводится понятие недокументированной технологической сборочной единицы с наименованием «узел ». Он может собираться отдельно от других составных частей изделия или изделия в целом. Но определить его функцию можно только в совокупности с другими частями изделия. Сборочные единицы с четко выраженным функциональным назначением называют агрегатами. Агрегаты, в свою очередь, объединяют более крупные конструктивные структуры, которые в различных отраслях машиностроения называют секциями, блоками, модулями и т.д. Из них в результате общей сборки формируется техническая система. Общая сборка может осуществляться как на заводе, так и на месте эксплуатации (например, сборка крупногабаритной ракеты осуществляется на космодроме).

Рис.4. Виды объектов производства и их соподчинение по ГОСТ 2.101-68 и ГОСТ 3.1109-83

2. КОНСТРУКТИВН0-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЭЛЕМЕНТОВ РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКИХ СИСТЕМ