Анализ технологического процесса внестапельной сборки стабилизатора самолета Ан-148

Содержание Введение

1. Конструктивно-технологический анализ

2. Анализ технологического процесса внестапельной сборки стабилизатора

2.1 Технические условия на поставку деталей, узлов и панелей на сборку

2.2 Выбор сборочных баз

2.3 Формирование модели увязки

2.4 Расчёт точности сборки

2.5 Последовательность сборки деталей на стабилизатор

2.6 Технологический процесс внестапельной сборки стабилизатора

3. Организационные формы сборки и контроля

4. Предложения по усовершенствованию технологического процесса

5. Маршрутный технологический процесс внестапельной сборки стабилизатора Заключение Список литературы

Введение

Целью курсового проекта является анализ технологического процесса внестапельной сборки стабилизатора самолёта Ан-148. Для достижения цели курсового проекта предусмотрено решение следующих задач: проведение конструктивно-технологического анализа стабилизатора, выбор сборочных баз, расчёт точности сборки, формирование модели увязки, построение циклового графика.

В перечне графического материала представлены: схема технологического членения, схема базирования и схема сборки.

Внестапельная сборка предусматривает установку по чертежам жёстких узлов, съёмных панелей и деталей, которые для сохранения своей формы и положения не требуют сборочного приспособления. На внестапельной сборке, кроме того, производится доработка соединений, то есть постановка заклёпок и болтов к которым затруднены подходы, монтаж и установка механизмов, приборов, оборудования и коммуникаций, электрических, гидравлических и пневматических систем.

Сборочные работы вместе с механической обработкой занимают особое место в самолетостроении. Повышение качества сборочных работ и механической обработки существенно влияет на эффективность всего производства.

1. Конструктивно-технологический анализ стабилизатора Стабилизатор представляет собой цельнособранный агрегат из двух консолей, каждая из которых состоит из кессонной, носовой и хвостовой частей и законцовки. Схема технологического членения стабилизатора представлена в графической части. Положение стабилизатора на самолете изображено на рисунке 1.

Рисунок 1- Хвостовое оперение самолета Ан-148

Кессонная часть стабилизатора — металлической конструкции и состоит из продольного и поперечного силовых наборов .

Продольный силовой набор состоит из переднего и заднего лонжеронов, верхней и нижней панелей, подкрепленных стрингерами. На заднем лонжероне установлены кронштейны навески руля высоты. Верхняя панель кессонной части стабилизатора состоит из трех панелей: центральной и двух консольных. Нижняя панель кессонной части состоит из трех панелей: центральной и двух консольных. Каждая нижняя консольная панель включает в себя съемную панель.

Поперечный силовой набор состоит из пятнадцати нервюр балочного типа К переднему лонжерону стабилизатора крепится носовая часть, которая представляет собой съемный носок с воздушно-тепловой противообледенительной системой. К заднему лонжерону крепится хвостовая часть стабилизатора, выполненная из диафрагм и панелей.

Панели хвостовой части стабилизатора выполнены из ПКМ трубчатой конструкции. Часть панелей — металлические. На нижней поверхности хвостовой части стабилизатора имеются съемные и откидные панели, расположенные в месте крепления рулевых приводов.

Законцовка стабилизатора — металлической конструкции и состоит из носка, нервюр, обшивки, диафрагм, шины и кронштейнов для крепления разрядников статического электричества. Основные элементы стабилизатора представлены на рисунке 2.

Где: 1 — центральная часть стабилизатора ;2 — кессон стабилизатора;3 — носовая часть стабилизатора ;4 — законцовка ;5 — хвостовая часть стабилизатора; 6 — руль высоты Рисунок 2- Схема горизонтального оперения

2. Анализ технологического процесса внестапельной сборки Сборка стабилизатора включает в себя два вида работ: сборка в стапеле и сборка-монтаж вне стапеля (внестапельная сборка).

В курсовой работе рассматривается последний этап сборки стабилизаторавнестапельная сборка.

Внестапельная сборка — сборка агрегатов, отсеков, секций и узлов без применения стационарной сборочной оснастки. Внестапельная сборка является продолжением стапельной сборки. Для установки деталей и подсборок на внестапельную сборку используются базовые поверхности деталей. Внестапельная сборка широко применяется для установки подвижных частей (створки, двери, крышки люков, рули, шасси и др.) на агрегаты летательного аппарата, а также для стыковки крыла, киля и стабилизатора с фюзеляжем. На внестапельной сборке для выполнения соединений применяют: стационарное и переносное оборудование.

Внестапельная сборка позволяет уменьшить количество стационарной сборочной оснастки на стапелях и создать наилучшие условия для доступа в рабочую зону сборки и монтажа бортового оборудования.

Внестапельная сборка стабилизатора на Воронежском акционерном самолётостроительном обществе (ВАСО) самолёта АН-148 включает в себя параллельно производимые три этапа: установка уголков под электромонтаж на горизонтальное оперение, навеска рулей на хвостовое оперение и установка гидравлической системы стабилизатора.

2.1Технические условия на поставку деталей, узлов и панелей на сборку

1) Стабилизатор подать в собранном виде с координатнофиксирующими отверстиями и сборочными отверстиями, поверхности контакта с рулями высоты и с технологической панелью зачистить.

2) Рули высоты подать в собранном виде с выполненными сборочными отверстиями.

3) Технологическую панель подать с крепежными отверстиями.

4) Уголки и кронштейны подать со сборочными отверстиям, по стыку со стойками лонжерона.

5) Макетные имитаторы и трубопроводы поступают на сборку в комплекте со сборочными отверстиями для крепления на второй лонжерон.

2.2 Выбор сборочных баз Чаще всего применяются такие виды базирования:

1) По сборочным отверстиям.

2) По координатно-фиксирующим отверстиям.

3) По отверстиям под стыковые болты.

4) По внешней поверхности.

5) По внутренней поверхности.

6) По опорным лазерным лучам.

7) По каркасу.

8) По сопрягаемым поверхностям.

Для удобства внестапельной сборки стабилизатора применяют ложементы. Сборка деталей стабилизатора осуществляется по сборочным отверстиям. Схема базирования и схема сборки представлены в графической части.

2.3 Формирование модели увязки Для расчета точности сборки-монтажа стабилизатора была составлена модель сборки деталей, представленная на рисунке 3.

Рисунок 3 — Модель увязки

2.4 Расчет точности сборки Так как при сборке применяются несколько баз, основным методом базирования считаем тот, при котором устанавливается трубопровод и рули высоты.

Расчёт точности по сборочным отверстиям Для расчёта точности сборки по сборочным отверстиям применяется метод min-max.

Расчёт точности установки трубопровода с помощью колодки к заднему лонжерону, рисунок 4.

Рисунок 4 — Размерная цепь для установки колодок Точность сборки трубопровода рассчитывается по формуле (1):

(1)

где — погрешность сборочных отверстий колодки, мм;

— погрешность сборочных отверстий лонжерона, мм;

— погрешность увязки лонжерона и колодки, мм;

— погрешность сборки, мм.

Рассчитываем максимальную точность сборки по формуле (1):

= мм.

Рассчитываем минимальную точность сборки по формуле (1):

= мм.

Расчёт точности установки руля высоты на стабилизатор с помощью узлов навески, рисунок 5.

Рисунок 5 — Схема образования размеров при навеске рулей высоты Точность сборки руля высоты на узлы навески стабилизатора рассчитывается по формуле (2):

=, (2)

где погрешность приспособления, мм;

погрешность увязки, мм.

=мм.

Таким образом точность сборки руля высоты на узлы навески равна 0,9 мм, а трубопровода ± 0,236 мм.

2.5 Последовательность установки деталей на стабилизатор Последовательность установки гидросистемы, рулей высоты, уголков под электромонтаж в процессе внестапельной сборки самолёта АН-148 включает:

1) установку уголков, кронштейнов, угольников под электромонтаж и гидросистему;

2) установка трубопровода, макетных датчиков, имитаторов, фары и маяка;

3) навеска технологической панели;

4) навеска рулей на хвостовое оперение;

5) герметизация;

6) транспортировка стабилизатора в цех 27

2.6 Технологический процесс внестапельной сборки стабилизатора Технологический процесс «Установка уголков под электромонтаж на горизонтальное оперение» 148.00.7260.200.000 заключается в:

— сборки и установка колодки 1 ОСТ 1.13 350−78;

— сборка и установка кронштейна 7274.711.000;

— сборка кронштейнов с анкерными гайками 148.000.7202.076.000−148.00.7202.085.000, установка на: носовой части 3103.030.000, диафрагмах носка 3103.000.000, на втором лонжероне 3102.000.000;

— установка уголков на: кронштейнах 3104.105.000, 3104.107.000 бустера отсека 3104.109.000, кронштейне 3102.040.000 узла навески руля высоты, кронштейне 3104.010.000 хвостовой диафрагмы; панели 3106.200.000; переднюю и хвостовую часть стекателя; узлы навески руля высоты 3102.090.003; на диафрагмах носков;

— сборка кронштейнов 7203.216.000, 7203.016.000,7203.217.000 и установка под: минус устройства на панели, на стекатель, на второй лонжерон; соединители для 20−10Б в горизонтальном оперении на кронштейнах; на переднем стекателе; на диафрагмах;

— установка переходников под фару подсвета киля на нижней панели 3106.000.000;

— клепка анкерных гаек под антенну АШС-УД изделия ОРЛАН-85 на стекатель;

— клепка заклепок на консухах защитных на ДАУ -72−1 на противне для сбора гидросмеси 7260.711.0003,004

Технологический процесс «Навеска рулей на хвостовое оперение» 148.00.30.20.000.000, 148.00.30.10.000.000:

— нивелировка: киля для навески руля направления на киль, маршрутизатора для навески руля высоты на стабилизатор;

— установка: макетных имитаторов АРП-20, РА 100−01, Р.Н. и Р, В. в нейтральное положение, макетного датчика ДС-10Б, установка перемычек металлизации;

— демонтаж: крышек по узлам навески руля направления, макетных РП-67А АРП-22, макетного датчика ДИС-10Б с киля и руля направления, крышек по узлам навески руля высоты, руля направления с киля, макетных имитаторов АРП-20, РА 100−01, датчика ДС-20, руля высоты со стабилизатора;

— окончательная установка узлов навески: киля 148.00.3402.060.000. 070,080,110 с обеспечением соосности; 148.000.3102.040, 115, 090, 130 стабилизатора;

— сборка и установка кронштейнов 148.004.924.407.000 и по чертежам 148.000.4924.100.000;

— вписываемость: руля направления в киль и руля высоты в стабилизатор;

— тарировка болтов крепления руля высоты и руля направления;

— транспортировка: киля с рулём направления в цех 27, стабилизатора с рулём высоты в цех 27.

Технологический процесс «Гидравлическая система в стабилизаторе» 148.00.51.56.000.000:

— сборка: кронштейнов позиция 1−3, колодок крепления трубопроводов гидросистемы в стабилизаторе;

— приклейка трафаретов позиция 6, 7 на панель позиция10;

— установка: кронштейнов позиция 1−3 панели позиция 10 на технологические болты, колодок на кронштейны крепления трубопроводов гидросистемы, угольников позиция 26;

— клёпка кронштейнов позиция 1−3 панели позиция 10;

— очистка хвостовой части стабилизатора к монтажу трубопровода гидросистемы;

— монтаж трубопроводов гидросистемы в стабилизаторе;

— подготовка зоны монтажа гидросистемы стабилизатора к сдаче бюро технического контроля чертёж 56.51.000.000;

— транспортировка стабилизатора для установки гидросистемы;

— устранение замечаний по негерметичности в хвостовом соединении трубопровода, выявление при проверке герметичности чертёж 56.51.000.000.

Технологический процесс и трудоемкость внестапельной сборки стабилизатора были составлены цикловые графики .

На графиках представлены процессы: установка уголков под электромонтаж на горизонтальное оперение, навеска рулей на хвостовое оперение, установка гидравлической системы стабилизатора, которые совершаются параллельно (одновременно).

На каждом цикловом графике показаны длительность операции, её начало и окончание, название трудовых ресурсов (слесарь сборщик, слесарь клепальщик).

Проект внестапельной сборки стабилизатора начинается со 2.04.2012 и заканчивается 19.04.2012. Используемые чертежи: «Установка уголков под электромонтаж на горизонтальное оперение» 148.00.7260.200.000, «Навеска рулей на хвостовое оперение» 148.00.30.20.000.000, 148.00.30.10.000.000, «Гидравлическая система в стабилизаторе» 148.00.56.51.000.000.

Самыми продолжительными операциями являются:

— монтаж трубопровода гидросистемы в стабилизаторе;

— установка макетных имитаторов, установка рулей направления в нейтральное положение;

— вписываемость руля направления в киль;

— навеска рулей высоты на узлы хвостовой части стабилизатора;

— установка кронштейнов на носовой части и диафрагмах носка.

Изучив технологический процесс и проанализировав цикловой график были выявлены плюсы и минусы существующей сборки вне стапеля.

Основными достоинствами технологического процесса являются:

— возможность обеспечить сдачу стабилизатора в срок, для дальнейшего осуществления сборки самолета Ан-148;

— с требуемой точностью, для приема бюро технического контроля;

— способность осуществлять одновременно три этапа сборки-монтажа стабилизатора.

Основными недоработками являются:

— неудобный подход для выполнения операций (внестапельная сборка осуществляется только через съёмную панель);

— приспособления для сборки устаревшего типа;

— преобладание ручной сборки;

— тяжёлые условия труда (навеска рулей высоты большой массы, что приводит к привлечению дополнительных трудовых ресурсов);

— высокая квалификация рабочих (монтаж электрогидросистем стабилизатора).

Недоработки возникают в виду следующих причин:

— влияние человеческого фактора (большая вероятность ошибки рабочего);

— преобладание визуального контроля (возможность возникновения негерметичности в хвостовом отсеке трубопровода);

— незаинтересованность рабочего в процессе сборки.

Для устранения выявленных недоработок в ходе курсового проекта будут предложены усовершенствования сборки-монтажа стабилизатора, с учетом которых составлен новый технологический процесс.

3. Организационные формы сборки и контроля сборка внестапельный стабилизатор деталь По виду производственного процесса сборка может быть поточной и непоточной, каждую из которых разделяют на подвижную и стационарную. Выбор организации сборочного процесса зависит от его трудоемкости, производственной программы, типа производства и конструктивных особенностей собираемого изделия. Так же форма сборки осуществляется: последовательно, параллельно, последовательно-параллельно.

Поточную подвижную сборку осуществляют с периодическим и непрерывным движением собираемого объекта. При большом числе подлежащих изготовлению изделий или их сборочных единиц необходимо выяснить экономичность использования поточной сборки. Подвижную сборку с непрерывным перемещением собираемого изделия применяют при достаточной жесткости и сравнительно небольшой массы базирующей детали.

При непоточной стационарной сборке все сборочные операции выполняются на одном рабочем месте, называемом рабочим постом. В зависимости от конструкции машины сборку можно производить на необорудованной площадке, на специальных сборочных стендах, на фундаментах и пр. Стационарная сборка может быть осуществлена без расчленения сборочных работ (по принципу концентрации) и с расчленением (по принципу дифференциации). В первом случае изделие полностью от начала и до конца собирается на одном рабочем месте, одним рабочим. По принципу расчленения операций изделия собирают параллельно на нескольких рабочих местах бригадой рабочих, при этом отдельные члены бригады специализируются на выполнении определенных сборочных операций.

Стационарная сборка машины характеризуется тем, что она выполняется одним рабочим или группой рабочих (бригадой) на одном неподвижном рабочем месте, к которому подаются все детали и сборочные единицы собираемой машины. При стационарной сборке без расчленения процесса цикл сборки при значительной трудоемкости чрезвычайно продолжителен, и при большой программе выпуска изделий требуется большое количество сборочных площадей, инструмента, оборудования. Эту форму используют иногда в индивидуальном или опытном производстве при сборке специальных или уникальных машин и приборов, а также в мелкосерийном производстве, когда весь процесс сборки изделия состоит из небольшого числа несложных операций. Широкого распространения в настоящее время эта форма сборки не имеет.

Стационарная сборка с расчленением процесса сборки на узловую и общую более экономична. На узловой сборке одновременно заняты несколько рабочих или бригад.

Сборка стабилизатора самолета Ан-148 осуществляется последовательно-параллельно. Три этапа внестапельной сборки производятся параллельно, а операции каждого из них выполняются последовательно.

Под организационной формой контроля понимается такая организация контроля на производстве, которая обеспечивает получение максимальной эффективности управления процессом. Основными проблемами контроля являются: сокращение время контроля и повышение достоверности результатов контроля.

Основные направления контроля:

1) Быстрота контроля: разработка методов и средств контроля; выбор оптимального количества точек контроля; разработка оптимальных программ контроля.

2) Полнота контроля: анализ методов выбора контролируемых параметров; выбор оптимального качества параметров; разработка оптимальных методов поиска неисправностей.

3) Точность измерений: выбор оптимальных точностных характеристик средств контроля; определение оптимальных межповерочных интервалов;

4) Регистрация результатов: анализ способов предоставления информации; разработка наглядных способов представления информации; автоматизация регистрации результатов.

4. Предложения по усовершенствованию технологического процесса Ввиду выявленных недостатков нами сформулированы следующие предложения:

1) Механизация навески рулей высоты, с помощью применения крана балки.

Кран мостовой — это разновидность подъемного крана. В самом понятии «кран мостовой» (другое название кран-балка) отображена особенность конструктивного строения крана — наличие моста.

На сегодняшний день мостовой кран (кран-балка) является наиболее распространенным грузоподъемным средством для перегрузочных, подъемно-транспортных, монтажных и ремонтных работ.

В зависимости от конструкции, кран мостовой (кран-балка) бывает подвесным (рисунок 6) или опорным (рисунок 7), однобалочным или двухбалочным.

В качестве грузоподъемного механизма на кран мостовой (кран-балка) устанавливается таль электрическая (тельфер) или электрическая лебедка установленная на специальную крановую тележку. Кран мостовой может управляться из кабины или с пола. Кран мостовой может оснащаться различными видами захватных устройств: грейфером, магнитом, штабелером и т. д. Кран мостовой изготавливается для работы в различных климатических зонах (холодный климат и т. д.) и окружающих средах (взрывоопасная, пожароопасная и т. д.).

Кран мостовой (кран-балка) изготавливается только по техническому заданию заказчика, описывающему особенности производства, архитектуру здания, необходимость дополнительных опций, которыми может быть оснащен кран мостовой, и другие условия эксплуатации крана.

Рисунок 6- Кран мостовой опорный (кран-балка опорная) Рисунок 7- Кран мостовой подвесной (кран-балка подвесная)

2) Снятие припусков с кронштейнов, уголков, угольников, колодок.

Использование для выполнения соединений усовершенствованного оборудования.

В качестве усовершенствованного оборудования для крепления кронштейнов, уголков будем использовать пневмоскобу, представленную на рисунке 8.

Рисунок 8 -Пневмоскоба Пневмоскоба типа работает на той же самой основе: два пневматических поршневых цилиндра с пневматическим отводом.

Регулировка фиксатора обжимки — ход до пяти миллиметров позволяет оператору использовать данный клепальный пресс для разной толщины слоя без смены обжимки.

Эта легкая, прочная, компактная и быстродейственная пневмоскоба применяется: для алюминиевых заклепок максимального диаметра и шести бар воздушного давления (в зависимости от толщины заклепочного соединения) и для титановых заклепок максимального диаметра и шести бар воздушного давления (в зависимости от толщины заклепочного соединения). Оборудована безопасной нажимно-поворотной управляющей рукояткой.

Плавное управление управляющей рукояткой обеспечивает медленный подвод.

Для приложения максимальной силы скоба должна сжать заклепку практически в конце хода сжатия. Поэтому суммарная длина двух обжимок должна быть правильно учтена.

Оператор может точно отрегулировать положение заклепки, установив держатель заклепки, что позволяет оператору использовать одну обжимку заклепки при разной толщине пакета.

4.1 Маршрутный техпроцесс внестапельной сборки стабилизатора Технологический процесс «Установка уголков под электромонтаж на горизонтальное оперение» 148.00.7260.200.000 заключается в:

— сборки и установка колодки ОСТ 1.13 350−78;

— сборка и установка кронштейна 7274.711.000;

— сборка кронштейнов с анкерными гайками 148.000.7202.076.000−148.00.7202.085.000, установка на: носовой части 3103.030.000, диафрагмах носка 3103.000.000, на втором лонжероне 3102.000.000;

— установка уголков на: кронштейнах 3104.105.000, 3104.107.000 бустера отсека 3104.109.000, кронштейне 3102.040.000 узла навески руля высоты, кронштейне 3104.010.000 хвостовой диафрагмы; панели 3106.200.000; переднюю и хвостовую часть стекателя; узлы навески руля высоты 3102.090.003; на диафрагмах носков;

— сборка кронштейнов 7203.216.000, 7203.016.000,7203.217.000 и установка под: минус устройства на панели, на стекатель, на второй лонжерон; соединители для 20−10Б в горизонтальное оперение на кронштейнах; на переднем стекателе; на диафрагмах;

— установка переходников под фару подсвета киля на нижней панели 3106.000.000;

— клепка анкерных гаек под антенну АШС-УД изделия ОРЛАН-85 на стекатель, с помощью пневмоскобы;

— клепка заклепок на консухах защитных на ДАУ -72−1 на противне для сбора гидросмеси 7260.711.0003,004 при помощи пневмоскобы.

Технологический процесс «Навеска рулей на хвостовое оперение» 148.00.30.20.000.000, 148.00.30.10.000.000:

— нивелировка: киля для навески рулей направления на киль, маршрутизатора для навески руля высоты на стабилизатор;

— установка: макетных имитаторов АРП-20, РА 100−01, руля направления и руля высоты в нейтральное положение, макетного датчика ДС-10Б, установка перемычек металлизации;

— демонтаж: крышек по узлам навески руля направления, макетных РП-67А АРП-22, макетного датчика ДИС-10Б с киля и руля направления, крышек по узлам навески руля высоты и руля направления с киля, макетных имитаторов АРП-20, РА 100−01, датчика ДС-20, руля высоты со стабилизатора при помощи крана — балки;

— окончательная установка узлов навески: киля 148.00.3402.060.000. 070,080,110 с обеспечением соосности; 148.000.3102.040, 115, 090, 130 стабилизатора;

— сборка и установка кронштейнов 148.004.924.407.000 и по чертежам 148.000.4924.100.000;

— вписываемость: руля направления в киль и руля высоты в стабилизатор;

— тарировка болтов крепления руля высоты и руля направления;

— транспортировка стабилизатора с рулём высоты в цех 27 при помощи крана-балки.

Технологический процесс «Гидравлическая система в стабилизаторе» 148.00.51.56.000.000:

— сборка: кронштейнов позиция 1−3, колодок крепления трубопроводов гидросистемы в стабилизаторе;

— приклейка трафаретов позиция шесть, семь на панель позиция10;

— установка: кронштейнов позиция 1−3 панели позиция 10 на технологические болты, колодок на кронштейны крепления трубопроводов гидросистемы, угольников позиция 26;

— клёпка кронштейнов позиция 1−3 панели позиция 10, при помощи пневмоскобы ;

— очистка хвостовой части стабилизатора к монтажу трубопровода гидросистемы;

— монтаж трубопроводов гидросистемы в стабилизаторе;

— подготовка зоны монтажа гидросистемы стабилизатора к сдаче бюро технического контроля чертёж 56.51.000.000;

Заключение

При проведении конструктивно-технологического анализа выявлены достоинства и недостатки, учитывая которые был спроектирован маршрутный технологический процесс внестапельной сборки. По итогам анализа построен цикловой график, где показаны наиболее трудоёмкие операции. В виду выявленных недостатков сформулированы следующие предложения: механизация навески рулей высоты, с помощью применения крана балки, снятие припусков с кронштейнов, уголков, угольников, колодок, использование для выполнения соединений усовершенствованного оборудования В ходе разработки технологического процесса из применимых сборочных баз выбрана наиболее подходящая для внестапельной сборки стабилизатора — по сборочным отверстиям. Для выбранной схемы базирования составлена схема увязки, по которой произведён расчёт точности сборки. Погрешность сборки руля высоты равна 0,9 мм, а погрешность установки колодок для трубопровода ± 0,236 мм. Найденная погрешность удовлетворяет выбранной схеме базирования.

В графической части представлены: схема технологического членения, схема базирования и схема сборки.

1 Абибов А. Л., Бирюков Н. М. Технология самолётостроения: учебник для авиационных вузов/ Абибов А. Л. — 2-ое издание, перераб. И доп. — М.: Машиностроение, 1982. — 551 с.

2 Григорьев В. П., Ганиханов Ш. Ф. Приспособления для сборки узлов и агрегатов самолётов и вертолётов: учебное пособие для авиационных вузов. М., Машиностроение, 1977 — 140с.