Документ представляет собой методическое руководство по выполнению практических работ по конструкциям систем вооружения. Включает теоретические сведения по исследованию точности технологических процессов, комплексной технологической классификации деталей летательных аппаратов, технологии изготовления деталей авиационных двигателей, сборке авиационных конструкций, регулировке автомата перекоса вертолета. Содержит задания, расчетные методики, контрольные вопросы и тесты.
1. Цели и задачи дисциплины
В результате выполнения практических работ студент должен:
✓ Знать: основы производства авиационной техники, технологичность авиационной техники, точность и взаимозаменяемость при изготовлении ЛА; технологические процессы изготовления деталей АТ (литье, горячее и холодное деформирование, разделение полуфабриката, термическая и термохимическая обработка, образование покрытий); комплексную технологическую классификацию процессов изготовления деталей ЛА; методы сборки, базирования, балансировки, испытаний авиационных двигателей; способы герметизации и контроля качества.
✓ Уметь: использовать справочную и исходную документацию; заполнять формы сопроводительных документов; применять нормативно-правовую базу; разрабатывать планы обработки деталей; выбирать технологические базы; исследовать точность технологических процессов; разрабатывать технологические процессы сборки; производить расчеты погрешностей.
2. Содержание дисциплины
Общие вопросы производства авиационной техники:
✓ Производственный процесс. Техническая подготовка производства (ТПП). Технологичность авиационной техники. Точность и взаимозаменяемость при изготовлении ЛА.
Изготовление деталей АТ:
✓ Заготовительно-обработочные процессы. Подклассы: формообразование, придание физико-механических свойств. Группы процессов: литье, горячее деформирование, разделение полуфабриката и удаление излишнего материала, холодное деформирование, термическая и термохимическая обработка, образование покрытий. Подгруппа процессов и частные технологические процессы: гибка, обтяжка, вытяжка и т.д.
✓ Изготовление деталей ЛА. Комплексная технологическая классификация (КТК) процессов изготовления деталей ЛА.
✓ Изготовление деталей АД: лопатки компрессора и турбины, диски, вал, камеры сгорания, корпусные детали, детали агрегатов.
✓ Контроль деталей АТ и АД после изготовления.
Сборка, монтаж и испытание АТ:
✓ Схемы сборки. Методы сборки. Способы базирования. Методы сборки, обеспечивающие заданную точность.
✓ Сборка компрессора, турбины, общая сборка. Статическая и динамическая балансировка. Испытание авиационных двигателей.
✓ Сборка клепаных конструкций. Контроль заклепочных соединений. Способы герметизации и контроль ее качества.
✓ Сборка сварных узлов. Характерные дефекты процессов сварки и их контроль.
✓ Сборка конструкций с использованием комбинированных соединений. Узловая сборка. Агрегатная сборка. Изготовление клееных обшивок, трехслойных конструкций и конструкций из неметаллов. Общая сборка. Монтажные работы. Контрольно-испытательные работы. Наземные и летные испытания.
3. Практическая работа. Исследование точности технологического процесса
Цель: выработка практических навыков по применению инженерного анализа точности технологического процесса.
Протокол выполнения работы:
✓ Характеристика применяемого измерительного инструмента и схема обмера.
✓ Определение поля рассеивания (ω = X_max — X_min).
✓ Выбор числа разрядов (k): при N=50…100, K=5…7; при N>100, K=7…11.
✓ Определение цены разряда (c).
✓ Определение числа измерений в каждом разряде (n_ki).
✓ Определение среднего арифметического для каждого разряда (X_kiср).
✓ Построение практической кривой.
✓ Определение среднего арифметического (X_ср) и среднего квадратического отклонения (σ) для всех исходных данных: σ = √(Σ(Xi — Xср)²·ni / N).
✓ Определение масштаба для кривой нормального распределения (M_н).
✓ Определение координат точек для построения кривой нормального распределения.
✓ Построение теоретической кривой.
✓ Определение расчетного поля (ω_p = 6σ).
✓ Определение систематической погрешности (ω_п = 2|X_cр — X_бср|).
✓ Определение суммарной погрешности (ω_Σ = ω_п + ω_p).
✓ Определение процента брака. При W>δ часть площади под кривой выходит за пределы поля допуска — это процент брака. Процент годных деталей: P%_год.дет. = 2·Φ'(z)·100.
✓ Анализ и выводы.
✓ Определение коэффициентов: K_т = W_p/δ (коэффициент точности); K_р(t) = W(t)/δ (коэффициент мгновенного рассеяния); K_с = Δ(t)/δ (коэффициент смешения); K_з(t) = 0,5 — K_с(t) — 0,5·K_р(t) (коэффициент запаса точности).
Контрольные вопросы (тесты): 20 вопросов по определению погрешностей, коэффициентов, применению толщиномеров, этапам статистического метода, координатам кривых распределения.
4. Практическая работа. Проектирование технологических процессов изготовления деталей АТ
Цель: ознакомиться с вопросами проектирования технологических процессов изготовления деталей авиационной техники.
Протокол выполнения: составить схемы изготовления деталей АТ и указать класс по КТК для деталей ЛА или типовую деталь по методу групповой обработки для деталей АД. Разработать план контроля. Произвести выбор технологических баз. Разработать план обработки заданной детали.
Комплексная технологическая классификация (КТК) деталей ЛА (таблицы 1-5):
✓ 1 класс: детали из стандартного сортамента (нервюры, стрингеры, фермы). Полуфабрикат: листы, профили, профилированные плиты, тонкостенные трубы. Соответствие геометрических параметров: по форме — не соответствуют; по сечениям — частично соответствуют; по чистоте поверхностей — соответствуют. Основной процесс формообразования — деформирование (гибка, вытяжка, обтяжка).
✓ 2 класс: детали из стандартного сортамента и неточных заготовок (валы, шкивы, рычаги). Полуфабрикат: прутки, толстостенные трубы, поковки и неточные штамповки и отливки. Основной процесс — удаление излишнего материала со всех поверхностей.
✓ 3 класс: детали из стандартного полуфабриката (монолитные панели, обшивки, полки лонжеронов). Полуфабрикат: плоские плиты и полосы, катаные и прессованные. Процессы: раскрой полуфабриката на заготовки; детали не вписываются по контуру, но вписываются по сечениям.
✓ 4 класс: детали из точных заготовок (силовые узлы, монолитные отсеки, полки лонжеронов, панели). Полуфабрикат: точные штамповки, отливки и прессованные заготовки. Соответствуют по размерам контура и сечений. Процесс формообразования отсутствует (входит в процесс изготовления заготовки). Остается доводка по размерам контура и некоторым сечениям.
✓ 5 класс: детали из композиционных материалов (диффузоры, конусы, законцовки крыльев). Полуфабрикат: заготовки из композиционных материалов, пластмасс, керамики и металлокерамики. Процессы формообразования устраняют последующую обработку.
Планы обработки деталей АД:
✓ Рабочая лопатка компрессора: термообработка → обработка баз → обработка хвостовика → обработка пера → отрезка технологического выплыка → обработка торца пера → упрочнение → нанесение покрытий → окончательный контроль.
✓ Сопловая лопатка: наружная обработка хвостовика → получение внутренних каналов → доводка пера → промывка → нанесение покрытий → сборка с дефлектором → окончательный контроль.
✓ Рабочая лопатка турбины: обработка базовых поверхностей → предварительная обработка пера → окончательная обработка пера → правка пера → выявление дефектов → доводка пера → обработка хвостовика → отрезка технологического выплыка → обработка торца пера → нанесение покрытий → окончательный контроль.
✓ Обработка дисков: подрезка торца заготовки → ультразвуковой контроль → обдирка заготовки → термообработка → отрезка образцов → получистовая и чистовая обработка диска → доводка торцов → правка, промывка → сверление отверстий → протравливание и контроль пазов → слесарная обработка пазов → чистовая обработка пазов → нарезка и контроль качества торцевых шлицев → срезание одного торцевого шлица → отделка торцов и внутренних поверхностей → статическая балансировка → анодирование или оксидирование → окончательный контроль.
✓ Обработка вала: термообработка → подрезка торцов и зацентровка → обтачивание под люнет → черновая обработка → защита нецементируемых поверхностей меднением → цементация → закалка и отпуск → восстановление баз → шлифование под люнет → чистовая обработка → окончательная обработка → балансировка вала → окончательный контроль.
✓ Камера сгорания: раскрой заготовки → подготовка материала → вырубка/вырезка → подготовка к вытяжке/гибке → формообразование → механическая обработка перед сваркой → обработка отверстий → сборка под сварку → прихватка → сварка → механическая обработка после сварки → нанесение покрытий → окончательный контроль.
✓ Детали золотниковых и плунжерных пар: черновая обработка → чистовая обработка → термообработка → окончательная обработка → контроль → промывка → термообработка → доводка рабочих поверхностей → промывка → пассивирование → окончательный контроль.
Контроль деталей АД:
✓ Камера сгорания: внешний осмотр, проверка размеров, измерение толщины стенки ультразвуком, определение качества сварного шва (рентгеновский, химический, магнитный анализ).
✓ Вал: диаметры шеек — скобками и микрометрами; отверстия — пробками и индикаторами; наружная резьба — скобами, кольцами, микрометрами; внутренняя резьба — резьбовыми пробками.
✓ Лопатки: выявление внутренних и внешних дефектов; проверка чистоты обработки, размеров, формы профилей (спинка и корыто), расположения пера относительно замка; проверка массы и частоты собственных колебаний.
✓ Плунжерные пары: контроль отверстий гильз; проверка диаметров калибрами; проверка глубины отверстия, перекосов осей, биений; измерение доведенных поверхностей головками с пружинной передачей; измерение шероховатости интерферометрами; проверка биения и перпендикулярности торцов на призматическом приспособлении.
✓ Диски: контроль механическими, оптико-механическими и пневматическими средствами; елочные пазы — на проекторе и инструментальном микроскопе; углы и радиусы — на большом инструментальном микроскопе; ширина паза — роликами и калибрами; шаг между зубьями — индикаторным прибором.
Контрольные вопросы (тесты): 7 вопросов по КТК (определение класса деталей: нервюры из листовой заготовки — класс А; нервюры из неточных штамповок — класс В; монолитные панели — класс С; обшивки из катанных плит — класс В; законцовки крыльев из композитов — класс Е; полки лонжеронов из точных штамповок — класс Д).
5. Практическая работа. Сборка турбины ГТД
Цель: изучение и закрепление практических навыков по вопросам сборки авиационных конструкций.
Протокол: определение суммарной погрешности при сборке по соответствующему методу (базовой детали, по разметке, по сборочным отверстиям, в приспособлении); разработка структурной схемы сборки агрегата; разработка процесса сборки; проведение расчетов.
Сборка ротора турбины ГТД (трехдисковой с групповым болтовым соединением):
Внешний осмотр деталей.
Подбор лопаток по тангенциальным люфтам.
Шлифование торцов лопаток.
Определение весового момента лопаток.
Распределение лопаток по пазам диска.
Запрессовка дисков первой и второй ступени на вал с установкой между ними втулок для передачи крутящего момента.
Стягивание дисков и вала болтовым соединением.
Монтаж на вал лабиринтных колец, внутреннего кольца РК и их крепление. Контроль биения.
Динамическая балансировка (предварительная).
Установка третьей ступени.
Динамическая балансировка.
Статическое и динамическое уравновешивание:
✓ Статически уравновешенное: центр тяжести лежит на оси вращения.
✓ Динамически уравновешенное: центр тяжести лежит на оси вращения и моменты относительно оси вращения равны нулю.
Способы уравновешивания: установка балансировочного груза в легкое место, снятие металла с тяжелого места, учет перестановки лопаток, комбинированный.
Условие перестановки лопаток: разность весовых моментов переставляемых лопаток должна быть равна величине неуравновешенности деления на 2 и синус половины угла между переставляемыми лопатками. Переставляемые лопатки выбираются симметрично относительно перпендикуляра к вектору неуравновешенности. Лопатка с большим весовым моментом должна располагаться ближе к вектору неуравновешенности.
Исследование возможности замены лопаток без динамической балансировки:
✓ Максимально возможная неуравновешенность: Δ = Δ₁ + Δ₂ + Δ₀, где Δ₁ — разброс величины весового момента; Δ₂ — максимально возможная неуравновешенность за счет неточного подбора лопаток по весу; Δ₀ — допустимая неуравновешенность при динамической балансировке.
✓ Максимально возможная центробежная сила: F_оп = Δ·(2π·n)²/g, где n — число оборотов ротора в секунду.
✓ Условие возможности замены лопаток: F_оп ≤ 0,35·P_оп (P_оп — составляющая силы веса ротора на опору).
✓ Допуск на подбор лопаток по весовому моменту: ±(Δ' — Δ₀)/2, где Δ' = 0,35·P_оп·g/(2π·n)².
Методы сборки:
✓ По базовой детали: одна из деталей принимается за базовую, к ней в определенной последовательности присоединяются остальные.
✓ По разметке: взаимное положение деталей определяется непосредственным измерением расстояний между ними и по рискам, нанесенным при разметке.
✓ По сборочным отверстиям (СО): взаимное положение определяется положением имеющихся на деталях сборочных отверстий.
✓ В сборочных приспособлениях: базирование по каркасу, по внутренней стороне обшивки, по наружной стороне обшивки, по координатно-фиксирующим отверстиям (КФО), по отверстиям под стыковые болты (ОСБ).
Формулы погрешностей при сборке:
✓ По СО: ΔHΣ = Δδ₁ + ΔH₁ + ΔH₂ + ΔH₃ + Δδ₂ + 4ΔZ + C₁.
✓ По каркасу: ΔHΣ = ΔHк + Δδ₁ + Δδ₂ + C₁.
✓ При соединении обшивки к каркасу клеем/пайкой: ΔHΣ = ΔHк + Δδк + Δδ₁ + Δδ'к + Δδ₂ + C₁.
✓ По внутренней поверхности обшивки: ΔHΣ = ΔHп + Δδ₁ + Δδ₂ + (ΔHα' + ΔHα'') + C₁.
✓ По наружной поверхности обшивки: ΔHΣ = ΔHп — ΔHо + C₁.
✓ По КФО: ΔHΣ = Δδ₁ + ΔH₁ + ΔHкфо,п + ΔH₂ + Δδ₂ + 4ΔZ + C₁.
Контрольные вопросы (тесты): 20 вопросов по методам сборки, схемам, формулам погрешностей, подбору лопаток (по тангенциальным люфтам, по весовому моменту), влиянию тангенциального люфта на неуравновешенность, допустимости замены лопаток без балансировки.
6. Практическая работа. Регулировка автомата перекоса вертолета
Цель: приобретение практических навыков по регулировке, монтажу узлов и контролю последовательности, полноты и качества выполнения заключительного этапа технологического процесса.
Протокол: определение точности квадранта и отклонения от горизонтальной плоскости установочной плиты; регулировка автомата перекоса в соответствии с технологическим процессом; заполнение технологической карты; анализ полученных результатов и выводы.
Квадрант оптический КИ-30: для измерения углов и установки поверхностей изделий. Проверка квадранта: показания должны быть равны по абсолютным значениям и различны по знакам. Неравенство указывает на неточность квадранта.
✓ Неточность квадранта: λ = (1-й отсчет + 2-й отсчет)/2.
✓ Отклонение от горизонтальной плоскости: γ = (1-й отсчет — 2-й отсчет)/2.
Контрольные вопросы (тесты): 15 вопросов по автомату перекоса:
✓ Основная задача автомата перекоса: изменение величины и направления равнодействующей аэродинамических сил НВ путем изменения углов установки лопастей.
✓ Изменение величины: одновременное изменение углов установки всех лопастей на одну величину (общий шаг).
✓ Изменение направления: циклическое (периодическое) изменение углов установки (циклический шаг).
✓ Рычаг «шаг-газ» — изменяет общий шаг лопастей.
✓ Ручка управления вертолетом — изменяет циклический шаг.
✓ Разработчик автомата перекоса — Б.Н. Юрьев.
✓ Способ управления — механический, ручкой управления.
✓ Управление взлетом и посадкой — изменение общего шага рычагом шаг-газ.
✓ Изменение направления горизонтального полета — воздействие на ручку управления.
✓ Смазка — ЦИАТИМ-201.
✓ Точность установки плиты: ± 0,5 градуса.
✓ Контровка — предотвращение развинчивания.
7. Методологические особенности
✓ Комплексный подход: работы охватывают полный цикл производства авиационной техники — от исследования точности ТП и классификации деталей до сборки, балансировки и регулировки.
✓ Расчетный характер: работы содержат большое количество расчетных формул для определения погрешностей, полей рассеивания, коэффициентов точности, неуравновешенности, центробежных сил.
✓ Профессиональная направленность: все задания ориентированы на специфику авиационного производства (детали ЛА и АД, сборка ГТД, автомат перекоса вертолета).
✓ Использование тестового контроля: каждая работа включает вопросы для самопроверки и тесты, позволяющие оценить усвоение материала.
✓ Графическое представление: предусмотрено построение практических и теоретических кривых распределения, схем обмера, структурных схем сборки.
2. Содержание дисциплины
Общие вопросы производства авиационной техники:
✓ Производственный процесс. Техническая подготовка производства (ТПП). Технологичность авиационной техники. Точность и взаимозаменяемость при изготовлении ЛА.
Изготовление деталей АТ:
✓ Заготовительно-обработочные процессы. Подклассы: формообразование, придание физико-механических свойств. Группы процессов: литье, горячее деформирование, разделение полуфабриката и удаление излишнего материала, холодное деформирование, термическая и термохимическая обработка, образование покрытий. Подгруппа процессов и частные технологические процессы: гибка, обтяжка, вытяжка и т.д.
✓ Изготовление деталей ЛА. Комплексная технологическая классификация (КТК) процессов изготовления деталей ЛА.
✓ Изготовление деталей АД: лопатки компрессора и турбины, диски, вал, камеры сгорания, корпусные детали, детали агрегатов.
✓ Контроль деталей АТ и АД после изготовления.
Сборка, монтаж и испытание АТ:
✓ Схемы сборки. Методы сборки. Способы базирования. Методы сборки, обеспечивающие заданную точность.
✓ Сборка компрессора, турбины, общая сборка. Статическая и динамическая балансировка. Испытание авиационных двигателей.
✓ Сборка клепаных конструкций. Контроль заклепочных соединений. Способы герметизации и контроль ее качества.
✓ Сборка сварных узлов. Характерные дефекты процессов сварки и их контроль.
✓ Сборка конструкций с использованием комбинированных соединений. Узловая сборка. Агрегатная сборка. Изготовление клееных обшивок, трехслойных конструкций и конструкций из неметаллов. Общая сборка. Монтажные работы. Контрольно-испытательные работы. Наземные и летные испытания.
3. Практическая работа. Исследование точности технологического процесса
Цель: выработка практических навыков по применению инженерного анализа точности технологического процесса.
Протокол выполнения работы:
✓ Характеристика применяемого измерительного инструмента и схема обмера.
✓ Определение поля рассеивания (ω = X_max — X_min).
✓ Выбор числа разрядов (k): при N=50…100, K=5…7; при N>100, K=7…11.
✓ Определение цены разряда (c).
✓ Определение числа измерений в каждом разряде (n_ki).
✓ Определение среднего арифметического для каждого разряда (X_kiср).
✓ Построение практической кривой.
✓ Определение среднего арифметического (X_ср) и среднего квадратического отклонения (σ) для всех исходных данных: σ = √(Σ(Xi — Xср)²·ni / N).
✓ Определение масштаба для кривой нормального распределения (M_н).
✓ Определение координат точек для построения кривой нормального распределения.
✓ Построение теоретической кривой.
✓ Определение расчетного поля (ω_p = 6σ).
✓ Определение систематической погрешности (ω_п = 2|X_cр — X_бср|).
✓ Определение суммарной погрешности (ω_Σ = ω_п + ω_p).
✓ Определение процента брака. При W>δ часть площади под кривой выходит за пределы поля допуска — это процент брака. Процент годных деталей: P%_год.дет. = 2·Φ'(z)·100.
✓ Анализ и выводы.
✓ Определение коэффициентов: K_т = W_p/δ (коэффициент точности); K_р(t) = W(t)/δ (коэффициент мгновенного рассеяния); K_с = Δ(t)/δ (коэффициент смешения); K_з(t) = 0,5 — K_с(t) — 0,5·K_р(t) (коэффициент запаса точности).
Контрольные вопросы (тесты): 20 вопросов по определению погрешностей, коэффициентов, применению толщиномеров, этапам статистического метода, координатам кривых распределения.
4. Практическая работа. Проектирование технологических процессов изготовления деталей АТ
Цель: ознакомиться с вопросами проектирования технологических процессов изготовления деталей авиационной техники.
Протокол выполнения: составить схемы изготовления деталей АТ и указать класс по КТК для деталей ЛА или типовую деталь по методу групповой обработки для деталей АД. Разработать план контроля. Произвести выбор технологических баз. Разработать план обработки заданной детали.
Комплексная технологическая классификация (КТК) деталей ЛА (таблицы 1-5):
✓ 1 класс: детали из стандартного сортамента (нервюры, стрингеры, фермы). Полуфабрикат: листы, профили, профилированные плиты, тонкостенные трубы. Соответствие геометрических параметров: по форме — не соответствуют; по сечениям — частично соответствуют; по чистоте поверхностей — соответствуют. Основной процесс формообразования — деформирование (гибка, вытяжка, обтяжка).
✓ 2 класс: детали из стандартного сортамента и неточных заготовок (валы, шкивы, рычаги). Полуфабрикат: прутки, толстостенные трубы, поковки и неточные штамповки и отливки. Основной процесс — удаление излишнего материала со всех поверхностей.
✓ 3 класс: детали из стандартного полуфабриката (монолитные панели, обшивки, полки лонжеронов). Полуфабрикат: плоские плиты и полосы, катаные и прессованные. Процессы: раскрой полуфабриката на заготовки; детали не вписываются по контуру, но вписываются по сечениям.
✓ 4 класс: детали из точных заготовок (силовые узлы, монолитные отсеки, полки лонжеронов, панели). Полуфабрикат: точные штамповки, отливки и прессованные заготовки. Соответствуют по размерам контура и сечений. Процесс формообразования отсутствует (входит в процесс изготовления заготовки). Остается доводка по размерам контура и некоторым сечениям.
✓ 5 класс: детали из композиционных материалов (диффузоры, конусы, законцовки крыльев). Полуфабрикат: заготовки из композиционных материалов, пластмасс, керамики и металлокерамики. Процессы формообразования устраняют последующую обработку.
Планы обработки деталей АД:
✓ Рабочая лопатка компрессора: термообработка → обработка баз → обработка хвостовика → обработка пера → отрезка технологического выплыка → обработка торца пера → упрочнение → нанесение покрытий → окончательный контроль.
✓ Сопловая лопатка: наружная обработка хвостовика → получение внутренних каналов → доводка пера → промывка → нанесение покрытий → сборка с дефлектором → окончательный контроль.
✓ Рабочая лопатка турбины: обработка базовых поверхностей → предварительная обработка пера → окончательная обработка пера → правка пера → выявление дефектов → доводка пера → обработка хвостовика → отрезка технологического выплыка → обработка торца пера → нанесение покрытий → окончательный контроль.
✓ Обработка дисков: подрезка торца заготовки → ультразвуковой контроль → обдирка заготовки → термообработка → отрезка образцов → получистовая и чистовая обработка диска → доводка торцов → правка, промывка → сверление отверстий → протравливание и контроль пазов → слесарная обработка пазов → чистовая обработка пазов → нарезка и контроль качества торцевых шлицев → срезание одного торцевого шлица → отделка торцов и внутренних поверхностей → статическая балансировка → анодирование или оксидирование → окончательный контроль.
✓ Обработка вала: термообработка → подрезка торцов и зацентровка → обтачивание под люнет → черновая обработка → защита нецементируемых поверхностей меднением → цементация → закалка и отпуск → восстановление баз → шлифование под люнет → чистовая обработка → окончательная обработка → балансировка вала → окончательный контроль.
✓ Камера сгорания: раскрой заготовки → подготовка материала → вырубка/вырезка → подготовка к вытяжке/гибке → формообразование → механическая обработка перед сваркой → обработка отверстий → сборка под сварку → прихватка → сварка → механическая обработка после сварки → нанесение покрытий → окончательный контроль.
✓ Детали золотниковых и плунжерных пар: черновая обработка → чистовая обработка → термообработка → окончательная обработка → контроль → промывка → термообработка → доводка рабочих поверхностей → промывка → пассивирование → окончательный контроль.
Контроль деталей АД:
✓ Камера сгорания: внешний осмотр, проверка размеров, измерение толщины стенки ультразвуком, определение качества сварного шва (рентгеновский, химический, магнитный анализ).
✓ Вал: диаметры шеек — скобками и микрометрами; отверстия — пробками и индикаторами; наружная резьба — скобами, кольцами, микрометрами; внутренняя резьба — резьбовыми пробками.
✓ Лопатки: выявление внутренних и внешних дефектов; проверка чистоты обработки, размеров, формы профилей (спинка и корыто), расположения пера относительно замка; проверка массы и частоты собственных колебаний.
✓ Плунжерные пары: контроль отверстий гильз; проверка диаметров калибрами; проверка глубины отверстия, перекосов осей, биений; измерение доведенных поверхностей головками с пружинной передачей; измерение шероховатости интерферометрами; проверка биения и перпендикулярности торцов на призматическом приспособлении.
✓ Диски: контроль механическими, оптико-механическими и пневматическими средствами; елочные пазы — на проекторе и инструментальном микроскопе; углы и радиусы — на большом инструментальном микроскопе; ширина паза — роликами и калибрами; шаг между зубьями — индикаторным прибором.
Контрольные вопросы (тесты): 7 вопросов по КТК (определение класса деталей: нервюры из листовой заготовки — класс А; нервюры из неточных штамповок — класс В; монолитные панели — класс С; обшивки из катанных плит — класс В; законцовки крыльев из композитов — класс Е; полки лонжеронов из точных штамповок — класс Д).
5. Практическая работа. Сборка турбины ГТД
Цель: изучение и закрепление практических навыков по вопросам сборки авиационных конструкций.
Протокол: определение суммарной погрешности при сборке по соответствующему методу (базовой детали, по разметке, по сборочным отверстиям, в приспособлении); разработка структурной схемы сборки агрегата; разработка процесса сборки; проведение расчетов.
Сборка ротора турбины ГТД (трехдисковой с групповым болтовым соединением):
Внешний осмотр деталей.
Подбор лопаток по тангенциальным люфтам.
Шлифование торцов лопаток.
Определение весового момента лопаток.
Распределение лопаток по пазам диска.
Запрессовка дисков первой и второй ступени на вал с установкой между ними втулок для передачи крутящего момента.
Стягивание дисков и вала болтовым соединением.
Монтаж на вал лабиринтных колец, внутреннего кольца РК и их крепление. Контроль биения.
Динамическая балансировка (предварительная).
Установка третьей ступени.
Динамическая балансировка.
Статическое и динамическое уравновешивание:
✓ Статически уравновешенное: центр тяжести лежит на оси вращения.
✓ Динамически уравновешенное: центр тяжести лежит на оси вращения и моменты относительно оси вращения равны нулю.
Способы уравновешивания: установка балансировочного груза в легкое место, снятие металла с тяжелого места, учет перестановки лопаток, комбинированный.
Условие перестановки лопаток: разность весовых моментов переставляемых лопаток должна быть равна величине неуравновешенности деления на 2 и синус половины угла между переставляемыми лопатками. Переставляемые лопатки выбираются симметрично относительно перпендикуляра к вектору неуравновешенности. Лопатка с большим весовым моментом должна располагаться ближе к вектору неуравновешенности.
Исследование возможности замены лопаток без динамической балансировки:
✓ Максимально возможная неуравновешенность: Δ = Δ₁ + Δ₂ + Δ₀, где Δ₁ — разброс величины весового момента; Δ₂ — максимально возможная неуравновешенность за счет неточного подбора лопаток по весу; Δ₀ — допустимая неуравновешенность при динамической балансировке.
✓ Максимально возможная центробежная сила: F_оп = Δ·(2π·n)²/g, где n — число оборотов ротора в секунду.
✓ Условие возможности замены лопаток: F_оп ≤ 0,35·P_оп (P_оп — составляющая силы веса ротора на опору).
✓ Допуск на подбор лопаток по весовому моменту: ±(Δ' — Δ₀)/2, где Δ' = 0,35·P_оп·g/(2π·n)².
Методы сборки:
✓ По базовой детали: одна из деталей принимается за базовую, к ней в определенной последовательности присоединяются остальные.
✓ По разметке: взаимное положение деталей определяется непосредственным измерением расстояний между ними и по рискам, нанесенным при разметке.
✓ По сборочным отверстиям (СО): взаимное положение определяется положением имеющихся на деталях сборочных отверстий.
✓ В сборочных приспособлениях: базирование по каркасу, по внутренней стороне обшивки, по наружной стороне обшивки, по координатно-фиксирующим отверстиям (КФО), по отверстиям под стыковые болты (ОСБ).
Формулы погрешностей при сборке:
✓ По СО: ΔHΣ = Δδ₁ + ΔH₁ + ΔH₂ + ΔH₃ + Δδ₂ + 4ΔZ + C₁.
✓ По каркасу: ΔHΣ = ΔHк + Δδ₁ + Δδ₂ + C₁.
✓ При соединении обшивки к каркасу клеем/пайкой: ΔHΣ = ΔHк + Δδк + Δδ₁ + Δδ'к + Δδ₂ + C₁.
✓ По внутренней поверхности обшивки: ΔHΣ = ΔHп + Δδ₁ + Δδ₂ + (ΔHα' + ΔHα'') + C₁.
✓ По наружной поверхности обшивки: ΔHΣ = ΔHп — ΔHо + C₁.
✓ По КФО: ΔHΣ = Δδ₁ + ΔH₁ + ΔHкфо,п + ΔH₂ + Δδ₂ + 4ΔZ + C₁.
Контрольные вопросы (тесты): 20 вопросов по методам сборки, схемам, формулам погрешностей, подбору лопаток (по тангенциальным люфтам, по весовому моменту), влиянию тангенциального люфта на неуравновешенность, допустимости замены лопаток без балансировки.
6. Практическая работа. Регулировка автомата перекоса вертолета
Цель: приобретение практических навыков по регулировке, монтажу узлов и контролю последовательности, полноты и качества выполнения заключительного этапа технологического процесса.
Протокол: определение точности квадранта и отклонения от горизонтальной плоскости установочной плиты; регулировка автомата перекоса в соответствии с технологическим процессом; заполнение технологической карты; анализ полученных результатов и выводы.
Квадрант оптический КИ-30: для измерения углов и установки поверхностей изделий. Проверка квадранта: показания должны быть равны по абсолютным значениям и различны по знакам. Неравенство указывает на неточность квадранта.
✓ Неточность квадранта: λ = (1-й отсчет + 2-й отсчет)/2.
✓ Отклонение от горизонтальной плоскости: γ = (1-й отсчет — 2-й отсчет)/2.
Контрольные вопросы (тесты): 15 вопросов по автомату перекоса:
✓ Основная задача автомата перекоса: изменение величины и направления равнодействующей аэродинамических сил НВ путем изменения углов установки лопастей.
✓ Изменение величины: одновременное изменение углов установки всех лопастей на одну величину (общий шаг).
✓ Изменение направления: циклическое (периодическое) изменение углов установки (циклический шаг).
✓ Рычаг «шаг-газ» — изменяет общий шаг лопастей.
✓ Ручка управления вертолетом — изменяет циклический шаг.
✓ Разработчик автомата перекоса — Б.Н. Юрьев.
✓ Способ управления — механический, ручкой управления.
✓ Управление взлетом и посадкой — изменение общего шага рычагом шаг-газ.
✓ Изменение направления горизонтального полета — воздействие на ручку управления.
✓ Смазка — ЦИАТИМ-201.
✓ Точность установки плиты: ± 0,5 градуса.
✓ Контровка — предотвращение развинчивания.
7. Методологические особенности
✓ Комплексный подход: работы охватывают полный цикл производства авиационной техники — от исследования точности ТП и классификации деталей до сборки, балансировки и регулировки.
✓ Расчетный характер: работы содержат большое количество расчетных формул для определения погрешностей, полей рассеивания, коэффициентов точности, неуравновешенности, центробежных сил.
✓ Профессиональная направленность: все задания ориентированы на специфику авиационного производства (детали ЛА и АД, сборка ГТД, автомат перекоса вертолета).
✓ Использование тестового контроля: каждая работа включает вопросы для самопроверки и тесты, позволяющие оценить усвоение материала.
✓ Графическое представление: предусмотрено построение практических и теоретических кривых распределения, схем обмера, структурных схем сборки.
✅