У вас вопросы?
У нас ответы:) SamZan.net

Реферат Дипломный проект содержит 108 страниц 19 рисунков 16 таблиц

Работа добавлена на сайт samzan.net:

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Выберите тип работы:

Скидка 25% при заказе до 26.12.2024

Реферат

Дипломный проект содержит 108 страниц, 19 рисунков, 16 таблиц.

Объектом проектирования является аппарат для доставки грунта с поверхности Марса.

В общей части приведены технические требования к проектируемому аппарату, его массовые и геометрические характеристики, определен элементный состав космического аппарата.

Специальная часть совмещена с конструкторской. В этой части произведен расчет отсека из композитного материала.

В разделе баллистика рассчитывается оптимальная схема спуска аппарата и взлета с поверхности планеты

В технологической части рассматривается процесс сборки сферического бака.

В части посвященной охране труда анализируются вредные и опасные факторы, воздействующие на людей при проведении сварки бака наддува, а так же комплекс мероприятий для защиты от этих факторов.

В экономической части производится технико-экономическое обоснование проектируемого КА.

Содержание

Введение………………………………………………………………………….10

  1.  Общая часть……………………………………………………………...11
  2.  Выбор компонентов топлива и двигательной установки………..11
  3.  Расчет топлива и баков…………………………………………….12
  4.  Расчет главных моментов инерции на этапах полета……………13
  5.  Описание основных систем аппарата……………………………..17
    1.  Система терморегулирования………………………………17
    2.  Бортовой радиокомплекс…………………………………....18
    3.  Система энергообеспечения...……………………………....19
  6.  Массовая сводка……………………………………………………20

  1.  Специальная часть………………………………………………...……22
  2.  Расчет отсека……………………………………………………..…22
  3.  Вывод……………………………………………………………..…35

  1.  Баллистическая часть……………………………………………….….36
  2.  Баллистический спуск…………………………………………...…37
    1.  Внеатмосферный участок…………………………………...37
    2.  Атмосферный участок………………………………………41
    3.  Графики участка спуска…………………………………….47
    4.  Маневр………………………………………………………..50
  3.  Подъем с поверхности Марса……………………………………..51
    1.  Графики участка выведения………………………………...52

  1.  Технологическая часть…………………………………………………54
  2.  Оценка технологичности конструкции………………………………54
  3.  Описание схемы членения……………………..……………………..55
  4.  Выбор материалов……………………………………………………..59
  5.  Метод обеспечения взаимозаменяемости……………………………61
  6.  Технологическая проработка стыков конструкции…………………64
  7.  Типы стыков…………………………………………………………...65
  8.  Принципиальная схема сборки……………………………………….65
  9.  Технологический процесс сборки бака…………………………...….67
    1.  Укрупненный технологический процесс сборки бака…………..…..71
    2.  Технологический процесс установки и сварки в сварочном приспособлении двух половинок сферического бака…………..…..73

  1.  Экономическая часть……………………………………………….…..79
  2.  Разработка сетевого графика…………………………………………79
  3.  Определение стоимости разработки изделия……………………..…89
  4.  Вывод…………………………………………………………………..94

  1.  Охрана труда……………………………………………………………..95
  2.  Краткая характеристика технологического процесса сварки………95
  3.  Условия труда рабочего при проведении процесса сварки………...96
  4.  Методы борьбы с вредными факторами………………………….….98
  5.  Расчет вентиляции…………………………………………………...100
  6.  Выводы………………………………………………………………..104

Список использованной литературы……………………………………...…..106

Введение

Изучение Марса занимает важное место в исследовании Солнечной системы, так как эта планета больше остальных подходит для создания первых внеземных колоний. Сейчас готовятся масштабные проекты по освоению Марса человеком, такие как Mars Direct, Mars One и другие, но до сих пор для таких миссий планета мало изучена. Самые современные межпланетные станции и роверы не могут дать всестороннего изучения и анализа марсианского грунта.

В данном дипломном проекте было предложено создание аппарата, который спустится на поверхность планеты и доставит капсулу с образцами грунта на орбиту искусственного спутника Марса для стыковки с перелетным модулем.

  1.  Общая часть
  2.  Выбор компонентов топлива и двигательной установки

В качестве компонентов топлива выбрана пара АТ-НДМГ.

Выбор криогенных компонентов не рассматривался из-за их свойства активно испаряться. Точка кипения кислорода – -183°С, водорода – -253°С, метана – -162°С; для сохранения необходимого количества компонента при достаточно большой длительности полета возникает необходимость термостатирования, как следствие большая масса баков. Помимо этого компонент все равно будет испаряться, следовательно, его необходимо брать большее количество.

В качестве газа наддува выбран азот, т.к. он не испаряется в больших количествах при длительном перелете.

Двигательная установка выбиралась из уже разработанных на данный момент. Выбор осуществлялся по компонентам топлива, удельному импульсу и необходимой (посчитанной в предварительном расчете аппарата) тяги. Для обеспечения максимальной эффективности было решено использовать одну маршевую двигательную установку ДМТ-2200, а также четыре двигательных установок ДМТ-1000 для управления и подъема. Характеристики выбранных двигательных установок приведены ниже и взяты с Интернет-сайта http://kbhmisaeva.ru/main.php?id=33.

Таблица 1.1. Характеристики двигателей ДМТ-1000 и ДМТ-2200

Параметры

ДМТ-1000

ДМТ-2200

Номинальная тяга, Н

1000

2250

       Компоненты топлива:

- окислитель

АТ

- горючее

НДМГ

Коэффициент соотношения компонентов

1,85

1,95

Удельный импульс м/с

2756

2992

Геометрическая степень расширения сопла

5,75

50

Давление компонентов на входе, МПа

7,0

2,45

Давление в камере сгорания, МПа

4,0

1,8

         Продолжительность включения, с

- минимальная

0,035

0,05

- максимальная

1500

230

Суммарное время работы, с

5000

230

Количество включений

1000

500

Потребление электроклапанов, Вт, не более

24,3

10,8

Масса, кг

2,0

6,5

  1.  Расчет топлива и баков

Масса топлива 1000 кг;

Возьмем среднее соотношение компонентов 1,9;

Плотность окислителя 1443 ;

Плотность горючего 790 ;

Масса окислителя 655 кг;

Масса горючего 345 кг;

Объем окислителя 0,45 ;

Объем горючего 0,44 .

Баки сферические. На аппарате два бака горючего и два бака окислителя.

Объем одного бака горючего 0,22 ;

Объем одного бака окислителя 0,225 ;

Диаметр бака горючего 0,75 ;

Диаметр бака окислителя 0,754 .

  1.  Расчет главных моментов инерции на этапах полета

1 этап: Спуск с раскрытым надувным тормозным устройством.

X

Y

Z

Масса = 2000 кг

Основные моменты инерции:

2 этап: Спуск с раскрытым надувным посадочным устройством.

Центр масс аппарата с раскрытым НПУ смещен на 105 мм по оси Х по сравнению с центром масс аппарата с раскрытым НТУ.

Координаты центра масс аппарата с раскрытым НПУ: О(105;0;0)

X

Z

Y

Масса = 1800 кг

Основные моменты инерции:

3 этап: Взлет возвращаемого аппарата.

Центр масс возвращаемого аппарата смещен на 320 мм по оси Х по сравнению с центром масс аппарата с раскрытым НПУ.

Координаты центра масс возвращаемого аппарата: О(320;0;0)

X

Y

Z

Масса = 1150 кг

Основные моменты инерции:

Вывод: На протяжении всех этапов полёта аппарата центр масс меняется в положительном направлении оси Х. Следовательно двигатели ориентации и подъема нужно разместить симметрично относительно оси X.

  1.  Описание основных систем аппарата
    1.  Система терморегулирования

Теплотехнические требования к приборным и специальным отсекам чрезвычайно разнообразны. Это объясняется различием нестандартной аппаратуры, ее назначением, особенностями функционирования, расположением в отсеках и т.п. Диапазон рабочих температур в различных отсеках КА:

- Приборный отсек: T=273-313K

- Баковый отсек: T=278-318K

- Элементы внешней конструкции: T=253-393K

Для поддержания указанных температур, влажности, давления используются активная и пассивная системы терморегулирования. Приборный отсек снаружи окружен экранновакуумной теплоизоляцией. Тепловой режим в приборном отсеке поддерживается с помощью специальной электрической грелки. В составе СОТР имеется также радиатор-охладитель для сброса излишков тепла.

В качестве теплоограждающей подсистемы теплоизоляции выбирается ЭВТИ в силу следующих положительных свойств: высокое термическое сопротивление при относительно малой плотности, надежность, сравнительная простота установки на поверхности сложной конфигурации и т.д.

  1.  Бортовой радиокомплекс

Аппарат работает частично в автоматическом режиме, частично принимает команды с Земли через орбитальный модуль, который используется как спутник-ретранслятор. Также связь аппарата с орбитальным модулем нужна для  их стыковки. Для этого на аппарате предусмотрена малонаправленная антенна.

Антенна представляет собой резонансную, четырёхзаходную, полувитковую спираль, излучатели которой последовательно запитаны с фазовым сдвигом 90°, что обеспечивает излучение антенной поля с поляризацией близкой к круговой. Направление намотки излучателей обеспечивает правостороннюю поляризацию. Излучающие части спирали выполнены в виде изогнутых медных трубок. Длины витков близки к λ/2. Питание витков спирали происходит с помощью коаксиальных кабелей,

проходящих внутри двух соседних витков спирали и обеспечивающих питание двух пар противоположных витков спирали, что позволяет получить широкополосное симметрирование токов, питающих витки спирали.

  1.  Система энергообеспечения

Основная функция системы энергообеспечения распределять энергию, необходимую для работы  агрегатов КА. В качестве источника энергии используются химические аккумуляторы.

В таблице приведены некоторые характеристики различных типов химических батарей:

Таблица 1.2. Характеристики батарей.

Технология

SLA

Ni-Cd

Ni-MH

Li-ion

Li-Pol

Удельная емкость

40-60 Вт*ч/кг

60-80 Вт*ч/кг до 100

100 Вт*ч/кг

125-200 Вт*ч/кг

Плотность энергии

67-82 Вт*ч/дм3

150-200 Вт*ч/дм3 до 400

220-300 Вт*ч/дм3

Номинальное напряжение1

1.2 В

1.2 В

3.6 В

4.1 В

Напряжение отсечки1

1 В

1 В

2.7 В

3.6 В

Максимальный ток разряда

15-20 с

25-30 с

10-15 с

6-10с

4-10с

Саморазряд

3-5% в месяц

25-30% в месяц

при t=+40ºС  - 85%

t=+20ºС  - 30%

t=0ºС  - 10%      в месяц

0.2-3% в месяц при tхранения=+15ºС

0.2-3% в месяц при tхранения=+15ºС

Диапазон эксплуатационных температур

–40+60 ºС

–40+60 ºС

–20+60 ºС

–20+60 ºС

tmin>–55ºС

tmax<85ºС

0+60 ºС

tmin>–73ºС

tmax<85ºС

Ресурс

600-800 циклов

1000-1500 циклов

500-1000 циклов

300-500 циклов

150-200 циклов

Эффекты старения и деградация аккумулятора

Деградация 40% через 500 циклов заряд-разряд

Длительность зарядки

8-16 ч

12-14 ч

12-16 ч

2 ч

2 ч

КПД зарядки

40-60%

65-80%

60-80%

70-80%

65-80%

Возможность «быстрой» зарядки

4 ч

1 ч

15 мин

нет

нет

Эффект памяти

нет

сильно выражен

слабо выражен

нет

нет

Потребность тренировки элемента питания

один раз в 5-6 месяцев

ежемесячно

один раз в 2-3 месяца

нет

нет

Т.к. проектируемый аппарат на поверхности будет работать только от батарей, то химические батареи должны иметь минимальный саморазряд. Из приведенной таблицы получим никель-водородные и литий-ионные  химические аккумуляторы, удовлетворяющие данным требованиям. Сравнивая удельные энергоемкости этих батарей, останавливаемся на никель-водородных химических батареях, вследствие большей удельной энергоемкости. Для обеспечения максимально длительной работы аппарата последовательно используются четыре аккумулятора.

  1.  Массовая сводка

Задачей аппарата, разрабатываемого в дипломном проекте, является спуск на поверхность Марса, доставка на его поверхность в качестве полезной нагрузки марсохода, взлет на орбиту Марса с капсулой с образцами грунта.

Таблица 1.3. Укрупненная массовая сводка

Компоненты КА

Масса, кг

Возвращаемый аппарат, в т.ч.:

1150

Заправка

1000

Капсула с грунтом

10

Стыковочное устройство

7

Манипулятор

20

Маршевая ДУ

6,5

ДУ ориентации и подъема (4)

8

Бортовая аппаратура и антенны

40

Конструкция

50

Прочее

8,5

Спускаемый аппарат (кроме возвращаемого аппарата), в т.ч.:

850

Марсоход

500

Надувное тормозное устройство

100

Надувное посадочное устройство

60

Бортовая аппаратура

40

Конструкция

140

Прочее

10

Всего

2000

  1.  Специальная часть

В космической технике все чаще используются материалы на базе композитных материалов, механические свойства которого существенно отличаются от металлов своей прочностью, выносливостью и массой. В данном дипломном проекте рассмотрен отсек, представляющий из себя тонкую цилиндрическую оболочку. На нее действуют осесимметричные нагрузке на участке выведения ракетой-носителем и на участке спуска на поверхность планеты.

  1.  Расчет отсека

Рассмотрим оболочку.

Рисунок 2.1. Нагрузки, действующие на оболочку.

Исходными данными являются:

Для расчетов проектируемого отсека воспользуемся безмоментной теорией.

Продольные усилия будут определяться следующим образом:

Сдвигающие усилия:

где R – радиус срединной поверхности проектируемого отсека;  - угловая координата точек поперечного сечения срединной поверхности отсека;  - заданные величины ( - продольная (сжимающая) сила,  - перерезывающая сила и  - изгибающий момент), действующие на торцах отсека. , так как нет .

Известно, что , подставляя эти данные в (1), (2), получим:

Очевидно максимальное (по абсолютной величине) продольное усилие  действует в точках поперечного сечения отсека с координатами , где

Максимальные усилия сдвига действуют в точках поперечного сечения отсека с координатами , где

Точное значение усилия  определяется характером приложения изгибающих моментов  к торцам отсека.

Зададимся следующими соотношениями толщин и углов укладки :

В качестве материала будем использовать углепластик – КМУ-4 на связующем ЭНФБ.

Согласно закону парности:

Найдем приведенные модули:

Определяем модули жесткости слоев. В рассматриваемом случае используется симметричное армирование пакета. Поэтому:

Подставляя в (11) значения толщин , углов армирования  из (6) и механические характеристики  и т.д. из(7), (8) и (9), получим:

где

Усредненные модули упругости, усредненные коэффициенты Пуассона и коэффициенты влияния пакета вычисляются по формулам:

Напряжения  вычисляются по формулам:

С учетом условий нагружения и армирования  в слое получим:

1-й слой 

2-й слой 

3-й слой 

4-й слой 

Подставляя напряжения  из  в критерий прочности (22):

где с учетом (7):

получим условия, определяющие зависимость между толщинами отдельных слоев. Например, в наиболее нагруженных точках слоя ,  при , действуют max сжимающие напряжения, определенные усилием  (см. 4).

При этом согласно (18):

С учетом (6), (18) и (24) критерий (22) приводится к виду при :

где  - отношение толщин первого и второго слоев в пакете.

Неравенство (25) выполняется, если

В предельном состоянии (т.е. когда (25) превращается в уравнение)

 

В сечении  согласно (5), (19) и (20) возникают max касательные напряжения, которые воспринимаются косыми слоями, армированными вдоль траекторий, наклоненных к образующей отсека под углами:

     

Предполагая, что при  и  вычисляются по формулам (5) и используя (6), (19), (23):

.

Приведем критерий (22) к виду:

Условие (28) выполняется при  и превращается в равенство при   (29).

Из условий (27), (29) выбираем более жесткое:

С учетом условий (6) и зависимости (30) получим:

Проектируемый отсек работает в условиях нагружения, при котором в стенках его корпуса возникает сжимающее усилие  достигающее наибольшего значения , при котором не исключена возможность потери устойчивости корпуса отсека. Отсек можно рассматривать как тонкостенную оболочку, т.к. ожидаемое значение суммарной толщины , где  - радиус внутренней  поверхности корпуса проектируемого отсека. Предполагая, что возможная форма потери устойчивости отсека является осесимметричной, и пренебрегая сдвиговыми напряжениями, действующими в пакете КМ, должно выполняться условие:

где

 

 Где с учетом (31) по формулам (11) получим:

Подставляя в (32) значения  из (33), (34) получим:

где

 - коэффициент запаса прочности

- безразмерная толщина стенки отсека   (38)

Неравенство (36) выполняется, если:

Из последнего неравенства следует:  или

Подставляя  из (41) в (31) получим:

Учитывая коэффициент запаса n=1,3, получим

Конструкция создается методом намотки по схеме:

  1.  Вывод

Потребная толщина стенки 4,1мм. Углепластик удовлетворяет всем физико-технологическим параметрам, а также имеет преимущество перед металлами и другими композитными материалами.

  1.  Баллистический расчет

В данном проекте рассматривается баллистический расчет, который позволяет дать предварительную проектировочную оценку необходимых данных для выполнения поставленной задачи.

Рассматривается посадка спускаемого аппарата на поверхность Марса и взлет возвращаемого аппарата.

Рис. 3.1. Схема входа СА в атмосферу с орбиты Марса

В данном СА используется аэродинамический экран с углом полураствора . Масса аппарата 2000 кг. Т.к. аппарат не пилотируемый, то нет жестких ограничений на максимальные перегрузки. Также нет жестких условий в выборе места приземления. Было решено использовать баллистический спуск, т.е. без использования подъемной силы и аэродинамическое качество равно нулю.

  1.  Баллистический спуск

Т.к. основной аппарат находится на высоте искусственного спутника Марса , а условная высота атмосферы Марса , то спуск целесообразно разделить на внеатмосферный и атмосферный участки.

  1.  Внеатмосферный участок

Начальные данные.

Высота орбиты  

Оптимальный угол входа в атмосферу  

Масса спускаемого аппарата   

Гравитационный параметр Марса  

Радиус Марса  

Удельный импульс двигательной установки  

Расчет.

Орбитальная скорость:

Параметр:

Оптимальный угол приложения тормозного импульса:

Величина тормозного импульса при заданном угле входа в атмосферу:

Изменение скорости:

Величина скорости входа КА в атмосферу:

Большая полуось:

Фокальный параметр:

Эксцентриситет:

Количество топлива:

Величина скорости схода КА с орбиты:

Угол наклона местного горизонта к вектору скорости схода с орбиты КЛА:

Необходимые параметры:

Время спуска:

Дальность спуска:

Истинная аномалия КА в точке спуска с орбиты:

Истинная аномалия КА точки входа в атмосферу:

Аргумент широты точки входа в атмосферу:

  1.  Атмосферный участок

Принимаются следующие допущения:

  1.  Планета – правильная сфера, атмосфера планеты не вращается;
  2.  Атмосфера планеты изотермическая;
  3.  Высота спуска мала по сравнению с радиусом планеты;
  4.  Проекция ускорения свободного падения на касательную к траектории мала по сравнению с ускорением от силы лобового сопротивления.

Угол входа в атмосферу по модулю сравнительно большой , поэтому до достижения пика перегрузки изменение угла наклона вектора текущей скорости СА к местному горизонту можно считать достаточно малым, т.е. .

Для первичного расчета баллистических характеристик использовалась программа «DEORBIT».

Коэффициент лобового сопротивления

Ускорение свободного падения

Коэффициент атмосферы Марса

В таблице приведена модель атмосферы Марса, которая использовалась при расчете движения СА на участке спуска.

Таблица 3.1. Модель атмосферы Марса

Высота

Плотность атмосферы

Температура атмосферы

Атмосферное давление

Вязкость

Скорость звука

0,0016

1,5710-2

203

6,10102

6,6510-4

228,489

0,0066

1,5610-2

204

6,10102

6,7210-4

228,999

0,015

1,5510-2

205

6,09102

6,7910-4

229,507

0,0275

1,5310-2

207

6,08102

6,9310-4

230,52

0,045

1,5210-2

208

6,07102

7,0010-4

231,024

0,0675

1,5110-2

210

6,06102

7,1410-4

232,028

0,095

1,5010-2

211

6,05102

7,2310-4

232,528

0,13

1,4810-2

212

6,03102

7,3110-4

233,027

0,175

1,4710-2

213

6,01102

7,4010-4

233,524

0,2375

1,4610-2

214

5,97102

7,5110-4

234,02

0,325

1,4410-2

215

5,93102

7,6410-4

234,514

0,45

1,4210-2

216

5,86102

7,7910-4

235,008

1

1,3310-2

216

5,52102

8,2710-4

235,008

2

1,2010-2

214

4,94102

9,0910-4

234,02

4

1,0110-2

213

4,13102

1,0810-3

233,524

6

8,5110-3

212

3,46102

1,2710-3

233,027

8

7,1310-3

211

2,88102

1,5210-3

232,528

10

6,2510-3

210

2,51102

1,7210-3

232,028

12

5,3110-3

206

2,09102

1,9910-3

230,014

14

4,5110-3

201

1,74102

2,2910-3

227,464

16

3,8010-3

197

1,44102

2,6710-3

225,398

18

3,2110-3

192

1,18102

3,1010-3

222,78

20

2,6910-3

188

9,6910

3,6210-3

220,656

22

2,2510-3

184

7,9210

4,2610-3

218,506

24

1,8810-3

179

6,4410

4,9710-3

215,78

26

1,5510-3

175

5,2010

5,8910-3

213,567

28

1,2910-3

170

4,1910

6,9410-3

210,759

30

1,0510-3

166

3,3510

8,3010-3

208,477

32

8,5810-4

162

2,6610

9,9710-3

206,163

34

6,9910-4

157

2,1010

1,1910-2

203,223

36

5,6510-4

153

1,6610

1,4410-2

200,832

38

4,5510-4

148

1,2910

1,7410-2

197,79

40

3,6110-4

144

1

2,1410-2

195,313

42

2,8610-4

140

1

2,6310-2

192,796

44

2,2710-4

135

1

3,2210-2

189,59

46

1,7610-4

131

1

4,0410-2

186,975

48

1,3410-4

130

1

5,3010-2

186,314

50

1,0110-4

130

1

7,0410-2

186,314

52

7,5610-5

130

1

9,3610-2

186,314

54

5,6910-5

130

1

1,2410-01

186,314

56

4,2610-5

130

1

1,6610-01

186,314

58

3,2210-5

130

8,0110-01

2,2010-01

186,314

60

2,4210-5

130

6,0410-01

2,9210-01

186,314

62

1,8310-5

130

4,5510-01

3,8810-01

186,314

64

1,3710-5

130

3,4210-01

5,1610-01

186,314

66

1,0410-5

130

2,5810-01

6,8410-01

186,314

68

7,8210-6

130

1,9510-01

9,0510-01

186,314

70

5,8810-6

130

1,4610-01

1

186,314

72

4,4410-6

130

1,1110-01

1

186,314

74

3,3510-6

130

8,3510-2

1

186,314

76

2,5310-6

130

6,3010-2

1

186,314

78

1,9110-6

130

4,7610-2

1

186,314

80

1,4410-6

130

3,5910-2

1

186,314

82

1,0910-6

130

2,7210-2

1

186,314

84

8,2610-7

130

2,0610-2

1

186,314

86

6,2410-7

130

1,5510-2

1,1310

186,314

88

4,7010-7

130

1,1710-2

1,5110

186,314

90

3,5710-7

130

8,8910-3

1,9810

186,314

92

2,7010-7

130

6,7310-3

2,6210

186,314

94

2,0510-7

130

5,0910-3

3,4610

186,314

96

1,5510-7

130

3,8610-3

4,5710

186,314

98

1,1810-7

130

2,9310-3

6,0310

186,314

100

8,8910-8

130

2,2110-3

7,9710

186,314

102

6,6510-8

132

1,6810-3

1,08102

187,633

104

4,9510-8

135

1,2810-3

1,48102

189,59

106

3,7410-8

138

9,8810-4

1,99102

191,522

108

2,8110-8

142

7,6410-4

2,72102

194,06

110

2,1410-8

145

5,9410-4

3,63102

195,936

Площадь миделевого сечения:

Скорость СА:

где  

Величина перегрузки:

Текущая скорость КА в момент достижения максимального значения перегрузки аппарата:

Величина самой максимальной перегрузки:

Величина теплового потока в критической точке:

где:

c, m, n – некоторые постоянные, зависящие от типа течения в пограничном слое и от кинетических свойств газа;  - радиус кривизны носка КА;  - значение первой космической скорости на поверхности планеты.

Полное количество тепла, поглощенного в процессе спуска:

где  - эквивалентный коэффициент поверхностного трения;  - площадь поверхности КА.

Скорость, при которой тепловой поток в критической точке достигает максимального значения:

  1.  Графики участка спуска

Рис. 3.2. Зависимость высоты от времени

Рис. 3.3. Зависимость дальности от времени

Рис. 3.4. Зависимость скорости от времени

Рис. 3.5. Зависимость перегрузки от времени

Рис. 3.6. Зависимость теплового потока от времени

  1.  Маневр

Аппарат сбрасывает НТУ и на высоте 80 метров и делает маневр, отлетая на 20 метров от места падения НТУ.

H=80 м

L=20 м

Так как СА у поверхности спускается вертикально вниз, то импульс скорости нужно приложить симметрично направлению скорости относительно вертикальной оси.

I

V

L

H

Рис. 3.7. Схема маневра

  1.  Подъем с поверхности Марса

Для расчета подъема в первом приближении использовалась программа «MARS-ASTRAL».  Подробные результаты расчетов даны в Приложении 2.

В программу вводятся данные:

- Масса рабочего топлива 1000 кг;

- Тяга двигателей 625 кгс и 400 кгс;

- Удельный пустотный импульс 300 с и 282 с;

- Координаты старта: долгота 250 град., широта 30 град., азимут 90 град. (координаты выбраны условно);

- Высота круговой орбиты 400 км.

Выведение возвращаемого аппарата осуществляется с помощью маршевого двигателя тягой 225 кгс и четырех двигателей ориентации и подъема, тяга каждого по 100 кгс. На 216-й секунде полета маршевый двигатель отключается и сбрасывается. Выведение продолжается двигателями ориентации и подъема. На орбиту выводится полезная нагрузка 150 кг.

  1.  Графики участка выведения

Рис. 3.8. Зависимость массы от времени

Рис. 3.9. Зависимость высоты от времени

Рис. 3.10. Зависимость перегрузки от времени

Рис. 3.11. Зависимость скорости от времени

  1.  Технологическая часть

Разработка технологического процесса и приспособлений для сварки шара-баллона.

  1.  Оценка технологичности конструкции

Под технологичностью конструкции изделия понимается комплекс свойств конструкции, закладываемых в нее при проектировании, который позволяет обеспечивать изготовление изделий с заданным уровнем качественных характеристик и высоким технико-экономическим показателем в производстве и эксплуатации.

Технологичность конструкции достигается за счет минимальных затрат труда и расхода материалов, коротких сроков освоения серийного производства и, следовательно, обеспечения низкой стоимости изготовления изделия.

В соответствии с директивными руководящими материалами отработка конструкции изделия на технологичность определяется на самых ранних стадиях проектирования, обычно, начиная со стадии эскизных проектов.

При проектировании ЛА были проведены следующие мероприятия:

  1.  Максимально обеспечен заданный уровень унификации и стандартизации деталей, сборочных единиц и других конструктивных элементов;
  2.  Проведен массовый и прочностной анализы, в результате которого были выбраны материалы и конструкция, обеспечивающие наименьший вес аппарата.

  1.  Обеспечена технологическая преемственность от производства изделий-аналогов (оборудование, техпроцессы, оснастка и т.д.);
  2.  Выбрана компоновочная схема, обеспечивающая удобный подход к ответственным узлам для контроля и проверки их в процессе эксплуатации;
  3.  Обеспечен рациональный выбор эксплуатационных и технологических разъемов;

Применения унифицированных и стандартных деталей, рационального выбора конструкционных материалов, сборочных единиц и других конструктивных элементов удовлетворяют всем требованиям технологичности конструкции.

  1.  Описание схемы членения

Конструкция ЛА должна быть расчленена на отдельные сборочные единицы, каждая из которых имеет собственное функциональное назначение.

Членение, т.е. разбивка конструкции изделия на агрегаты, отсеки, панели и узлы, вызывается конструктивными соображениями, а также требованиями

производства, транспортировки и эксплуатации.

Связь между отдельными частями летательного аппарата по конструктивным и эксплуатационным разъемам в процессе сборки производится, как правило, с помощью разъемных соединений (болтовых, винтовых и т.п.). Связь по технологическим разъемам осуществляется

обычно неразъемными (клепкой, сваркой и т.п.) и реже разъемными соединениями (винтовыми или болтовыми).

В соответствии со схемой членения производится разработка методов и средств обеспечения взаимозаменяемости и увязка оснастки. Рациональная схема членения позволяет снизить трудоемкость сборочных и монтажных работ за счет механизации, автоматизации сборки и контроля качества.

Каждый из агрегатов, отсеков, узлов можно изготавливать независимо друг от друга и собирать в изделие на специальных участках, что повышает производительность монтажных работ.


Рис. 4.1. Схема членения

Космический аппарат делится на следующие части:

  1.  Бак с азотом для тормозного устройства;
  2.  Корпус тормозного устройства;
  3.  Надувное тормозное устройство;
  4.  Надувное посадочное устройство;
  5.  Бак с азотом для посадочного устройства;
  6.  Корпус посадочного устройства;
  7.  Крышка отсека для марсохода;
  8.  Отсек для марсохода;
  9.  Шпангоут;
  10.   Двигательная установка;
  11.   Двигатели ориентации и подъема;
  12.   Возвращаемый аппарат;
  13.   Крышка приборного отсека;
  14.   Малонаправленная антенна;
  15.   Бак газа наддува;
  16.   Стыковочное устройство;
  17.   Манипулятор.

Требуемая точность взаимного расположения отверстий для болтов в стыкуемых отсеках и агрегатах достигается обработкой отверстий в специальных приспособлениях, которые тщательно отрабатываются.

Каждый из агрегатов, отсеков, узлов можно изготавливать независимо друг от друга и собирать в изделие на специальных участках, что повышает производительность монтажных работ.

  1.  Выбор материалов

Требования, предъявляемые к основным конструкционным материалам КА:

  1.  Высокая удельная прочность;
  2.  Достаточная пластичность и ударная вязкость во всем диапазоне

рабочих температур;

  1.  Неизменность механических свойств в условиях длительной работы в космосе;
  2.  Хорошая свариваемость;
  3.  Антикоррозионные свойства;
  4.  Низкая чувствительность к концентрации напряжений.

К материалам отдельных деталей и узлов могут предъявляться также специфические требования высокой коррозионной стойкости, твердости, износостойкости и т.д.

Для изготовления сварных топливных баков космического аппарата применяется сплав АМг-6. Этот материал отличается высоким коэффициентом сварного шва при полной его герметичности. Он хорошо варится при помощи аргонодуговой сварки ( = 0,9 - 0,95) при сохранении пластичности шва, близкой к основному материалу.

Для изготовления основных силовых элементов конструкции (дополнительные шпангоуты) применяется материал Д-16, обладающий хорошей прочностью и удовлетворительной коррозийной стойкостью в атмосфере. Для повышения этой стойкости применяется анодирование или окраска по грунту.

Силовые высоконагруженные конструкции и детали (торцовые шпангоуты) выполняются из сплава В-95. Применение этого сплава требует изготовление конструктивной формы деталей с минимальным числом концентратов напряжений, т.к. сплав имеет низкую пластичность.

Сплав ВТ-14 применяется для изготовления проставок и элементов крепления двигателей, т.к. здесь необходимы материал, имеющий высокую

удельную прочность при работе в области высоких температур (до 400°С), относительно низкую теплопроводность и высокую коррозийную стойкость. Кроме того, ВТ-14 удовлетворительно деформируется в горячем состоянии, термически не упрочняется, хорошо варится.

Отсек для марсохода является несущим, к нему предъявляется высокое требование по прочности и жесткости. Поэтому выполняться он будет в виде трехслойных оболочек с сотовым заполнителем. Отсек должен обладать достаточной прочностью и жесткостью, а также относительно малым весом конструкции. Он изготавливается из композиционного материала углепластик КМУ-4.

Для изготовления трубопроводов, сильфонных узлов, деталей арматуры применяется нержавеющая сталь 12Х18Н10Т.

Болты, шпильки и направляющие штифты, служащие для соединения отсеков и ферм, изготовляются из высокопрочной легированной стали 30ХГСА.

Таблица 4.1. Материал

Материал

Элементы КА

в, МПа

02, МПа

Е·103, МПа

, г/см3

АМг-6

Топливный бак

320

160

71

2,64

В95

Торцевые шпангоуты

490

410

67

2,85

ВТ-14

Проставки и элементы крепления ДУ

90

86

11

4,50

Д16АТ

Дополнительные шпангоуты

415

275

72

2,80

КМУ-4

Отсек для марсохода

700

-

64

1,45

12Х18Н10Т

Трубопроводы, арматура

550

200

21

7,64

30ХГСА

Болты, шпильки, направляющие штифты

1100

850

20

7,85

  1.  Метод обеспечения взаимозаменяемости

Взаимозаменяемость - это свойство деталей, узлов и агрегатов ЛА точно устанавливаться на место, соединяться по внутренним и внешним обводам и коммуникациям и при этом удовлетворять требованиям технической и технологической документации.

Для увязки фланцевых стыков используют плазо-шаблонный метод.

Рис. 4.2. Схема увязки фланцевых стыков

Расположение осей стыковых отверстий наносят на конструктивный плаз (КП) или контрольно-контурный шаблон (ШКК) по данным чертежа агрегата. Единой базой, по которой определяется положение КП или ШКК относительно теоретического плаза, являются базовые отверстия (БО). Эта

база сохраняется при всех последующих переносах положения стыковых отверстий на другие жесткие Носители форм и размеров, а также на плиты сборочных приспособлений и разделочных стендов. По КП или ШКК изготавливают шаблон приспособления (ШП), который является носителем внешнего контура сечения, а также содержит стыковые отверстия номинального диаметра. Положение их центров переносится тоже с КП или ШКК. Сверлят отверстия в шаблоне на станке с оптическим центроискателем.

Далее, используя ШП как кондуктор, сверлят стыковые отверстия в эталонной мастер-плите (ЭМП). После сверления отверстия рассверливают и развертывают до наружного диаметра устанавливаемых в них кондукторных втулок. По перенесенной с ШП линии контура сечения опиливают обводы ЭМП.

ЭМП изготавливают из стальной плиты толщиной 10 мм. Эталонная мастер-плита является хранителем геометрических параметров стыка. Ее используют только для изготовления и контроля рабочей мастер-плиты (РМП) или нескольких РМП, если стыкуемые агрегаты изготовляются на разных предприятиях.

В заготовке РМП на координатно-расточном станке сверлят и развертывают базовые отверстия. По этим отверстиям фиксируют заготовку РМП относительно ЭМП. Далее по кондукторным втулкам ЭМП сверлят отверстия в РМП. Оси отверстий в РМП должны строго соответствовать осям ЭМП, чтобы обеспечить увязку нескольких РМП, изготовляемых по одной ЭМП. Поэтому просверленные отверстия зенкеруют с направлением по втулкам ЭМП и затем развертывают. В обработанные стыковые отверстия РМП вставляют кондукторные втулки.

Внешние обводы РМП получают копированием контура с ЭМП и опиливанием.

Рабочую мастер-плиту используют:

  1.  Для изготовления кондукторных плит (ПК1 и ПК2), по которым сверлят отверстия в стыковых профилях с базированием по внешнему обводу;
  2.  Для изготовления стыковочных плит (ПС1 и ПС2), по которым стыковые профили 1и 2 устанавливаются в приспособления для сборки 1 и 2-го агрегатов, для изготовления плит разделочных стендов (ПРС1 и ПРС2), в которых производится разделка, стыковка отверстий собранных агрегатов.
  3.  Технологическая проработка стыков конструкции

  1.  Болтовое соединение.

Точность болтовых соединений обеспечивается совместной разделкой отверстий стыковых узлов под болт по квалитету Н8 (для болтов с нормальной точностью), что обеспечивает гарантированный зазор.

Перед установкой в отверстия болты смазывают тонким слоем смазки ЦИАТИМ-221. Сказка предохраняет соединение от коррозии и схватывания, а также уменьшает усилия запрессовки и предохраняет от задиров при посадке с натягом.

  1.  Винтовое соединение

  1.  Типы стыков

Таблица 4.2. Типы стыков

Тип соединения

Наименование стыка

Эскиз

Болтовое

Крепления проставок, соединение отсеков, крепление баков

Винтовое

Крепление крышек контейнеров, соединение отсеков

  1.  Принципиальная схема сборки

Агрегаты на сборку подаются с окончательно разделанными стыковыми поверхностями, (что диктуется требованиями взаимозаменяемости), с установленными агрегатами и коммуникациями.

Космический

аппарат

Баки с азотом

Корпус тормозного устройства

Тормозной надувной экран

Баки с азотом

Посадочный надувной экран

Корпус посадочного устройства

Крышка отсека для марсохода

Отсек для марсохода

Шпангоут

Двигатели ориентации и подъема

Двигательная установка

Возвращаемый аппарат

Крышка приборного отсека

Малонаправленные антенны

Стыковочное устройство

Баки газа наддува

Манипулятор

Рис. 4.3. Принципиальная схема сборки

  1.  Технологический процесс сборки бака

Бак состоит из двух половинок, на одной из которых имеется приварочный шпангоут и штуцер. Процесс сборки заключается в выполнении кольцевого сварного шва.

Кольцевые швы образуются кромками шпангоута и цилиндрической оболочки. Крепление корпуса выполняют по двухопорной схеме. Сварочным приспособлением в данном процессе является двухопорная установка для сварки кольцевых швов.

Двухопорная установка дня сварки кольцевых швов состоит из станины, на которой установлены передняя и задняя бабки. Шпиндели обеих бабок приводные и могут вращаться как синхронно, так и независимо друг от друга. Задняя бабка может перемещаться вдоль станины.

На станине установлена и может перемещаться вдоль нее сварочная колонна, на консоли которой размещена сварочная головка. На планшайбе передней бабки установлена корзина, в полости которой располагается сферическая оболочка днища. К правому торцу корзины с помощью системы взаимоувязанных отверстий крепится сменная плита, на которой имеются стыковочные отверстия для крепления днища, а для ориентации днища и плиты в угловом направлении на последней нанесены риски плоскостей стабилизации. Аналогичные корзина и плиты установлены на планшайбе задней бабки. В пиноли задней бабки установлено центрирующее приспособление, состоящее из кольца, в радиальных отверстиях которого могут синхронно перемещаться ползуны с установленными на них башмаками. Перемещение ползунов производится при вращении штурвала.

На станине установлены фрезерная головка и опорные ролики, которые могут перемещаться вдоль станины.

Рассмотрим подробно операцию выполнения кольцевого шва. Особенность сварки кольцевых швов оболочек из алюминиевых сплавов заключается в том, что из-за высокой теплопроводности последних зона разогрева достигает достаточно больших размеров, жесткость металла в этой

зоне значительно уменьшается по сравнению с холодным металлом. Из-за расширения металла в разогретой зоне, свободные, еще не сваренные кромки начинают отходить от поверхности подкладного кольца, образуя движущуюся вдоль шва волну, прогибы кромок зависят от их толщины и достигают двух-трех толщин свариваемых кромок. Указанные прогибы кромок фиксируются после сварки в виде локального изменения диаметра оболочки в месте расположения кольцевого шва. Смещение кромок свариваемых деталей можно уменьшить, используя наружные бандажные кольца. Они могут выполнять различные функции при сборке-сварке кольцевых швов. При сварке сравнительно тонких оболочек (толщина не более 3 мм) внутренняя поверхность этих колец играет роль сборочных баз, к которым прижимаются кромки оболочек. Деформация же сравнительно толстых оболочек (толщина 6...8 мм) требует значительных усилий, и в этих условиях сборочной базой служит поверхность подкладного кольца, а бандажные кольца несут клавишные прижимы, фиксирующие свариваемые кромки.

Эти кольца состоят из двух половин, соединенных между собой с помощью стыка «ухо—вилка» и свободно поворачивающихся друг относительно друга. После установки на корпус обе половины жестко фиксируются рычажными зажимами. На бандажных кольцах установлены клавишные прижимы, предохраняемые от выпадения из бандажа винтами. Усилие на прижим передается от нажимного винта через втулку. Расстояние от стыка до торца бандажного кольца должно быть равно 18 мм. После установки прижимов в рабочее положение собранный узел прокручивают для контроля правильности размещения электрода относительно стыка и

проверяют смещение рисок одноименных плоскостей стабилизации на свариваемых деталях (допустимое смещение ±0,5 мм). Далее прихватывают свариваемые детали в четырех - шести точках; длина прихватки - 40...50 мм.

Сварка кольцевого шва выполняется в два прохода неплавящимся электродом с присадочной проволокой.

Сваренную конструкцию извлекают из приспособления после полного остывания и окончания всех структурных превращений в металле шва, что позволяет уменьшить вредное влияние сварочных деформаций на точность герметичных корпусов. После этого производят зачистку сварного шва. На швах, полученных сваркой плавлением, зачищают грубые наплывы и проплав. Зачистку проплава производят пневматическими машинками, в шпиндель которых устанавливают фрезы (цилиндрические, конические, чечевицеобразные и др.). Врезание в основной металл не допускается, выступание остающегося проплава не должно превышать 1 мм. На швах, полученных электроконтактной сваркой, зачищают выплески и заусенцы в местах расположения отпечатков электродов.

Дефекты сварных швов, особо оговоренные в технических условиях, исправляют за счет разделки дефектных участков путем их фрезерования и последующей подварки. Подваренные участки швов обязательно подвергают повторному рентгеноконтролю.

Чтобы уменьшить длительность цикла изготовления корпусов, операции зачистки проплава, рентгеноконтроля и устранения дефектов выполняют одновременно для всех сварных швов по окончании сварки отдельной сборочной единицы.

Стабильность механических свойств сварных соединений в значительной степени предопределяется качеством исходных материалов, состоянием сварочного оборудования и приспособлений, а также уровнем технологической дисциплины исполнителей. Поэтому процесс сварки

сопровождается рядом контрольных операций, основное назначение которых — предупредить появление дефектов сварного соединения. Контрольные операции охватывают каждый из изготовляемых корпусов, и выполняют их по многоступенчатой схеме. Прежде всего, результаты выполнения каждого перехода технологического процесса контролируют исполнитель и мастер, а отдельные контрольные операции выполняют еще и работники ОТК.

Перед началом технологической операции сборки-сварки проверяют соответствие собираемых деталей требованиям конструкторской и технологической документации, отсутствие механических повреждений, загрязнений, следов коррозии. Также проверяют правильность разделки свариваемых кромок (если таковая предусмотрена технической документацией).

При контроле сборочно-сварочных приспособлений проверяют сроки их аттестации, исправность зажимных устройств, состояние базирующих и установочных поверхностей.

Качество сборки деталей под сварку проверяют визуальным осмотром и измерением зазоров в стыках, смещения кромок и рисок плоскостей стабилизации, ширины нахлестки деталей, а также местных зазоров в стыках. Качество подготовки свариваемых поверхностей оценивают сравнением с эталонами и измерением высоты микронеровностей. Здесь же контролируют размеры сборочных единиц, оговоренные в конструкторской и технологической документации.

Цель контроля состояния сварочного оборудования заключается в проверке его работоспособного состояния на всем протяжении сварочной операции. Оборудование должно обеспечивать требуемые

точность и правильность регулировки электрического режима сварки, скорость сварки и пр. Здесь же контролируют степень соответствия

сварочных материалов (электроды, присадочные материалы, защитные газы) требованиям сертификата.

При внешнем осмотре сварных швов контролируют форму шва, характер распределения металла по поперечному сечению шва, оценивают высоты мениска и проплава. Также проверяют наличие в шве и околошовной зоне трещин, подрезов, свищей, непроваров, пор и других поверхностных дефектов, оговоренных в технической документации. Необходимо отметить, что внешний осмотр обладает достаточной информативностью, характеризуется дешевизной и оперативностью.

  1.  Укрупненный технологический процесс сборки бака

При сборке сферического бака выполняются следующие операции:

  1.  Сборка полусфер. При сборке обеспечивают совпадение рисок по осям полусфер. Установка полусфер в приспособление для автоматической сварки.
  2.  Сварка замыкающего шва бака.
  3.  Установка бака на подставку. Зачистка усиления сварного шва снаружи и изнутри.
  4.  Рентгеноконтроль сварного шва.
  5.  Опрессовка бака.
  6.  Тарировка бака.
  7.  Обезжиривание и промывка бака.
  8.  Сушка бака в вакуумной камере.
  9.  Испытание бака на герметичность в вакуумной камере.
  10.   Виброиспытания.
  11.   Установка на бак технологических заглушек. Пломбировка заглушек.
  12.   Определение массы бака. Определение положения центра масс.

Операционные эскизы:

Рис. 4.4. Торцовка полусферы: 1—токарный станок;

2-приспособление; 3—горловина; 4—полусфера;

Рис. 4.5. Сварка замыкающего шва; 1 — приспособление;

2 — технологическое разжимное кольцо; 3 — электрод

сварочной головки; 4 — свариваемые полусферы;

Рис. 4.6. Промывка бака: 1—рама стенда; 2—бак;

3—моющая жидкость; 4—механизм колебания бака;

  1.  Технологический процесс установки и сварки в сварочном приспособлении двух половинок сферического бака

Таблица 4.3. Укрупненный технологический процесс

Операция

Наименование операции

Наименование оборудования

Инструменты

Кол-во рабочих

Время

1

2

3

005

Слесарная

1. Произвести входной контроль полусфер: проверить наличие заглушек на штуцере и защитного чехла на монтажах.

2. Застропить полусферы, снять с подставки и установить краном на подставки,

расстропить полусферы.

3. Зачистить свариваемые поверхности шпангоута днища под сварку.

Сварочная установка, сварочное приспособление, подставки, кран мостовой 1тс, емкость, кронштейн.

ключи гаечные, шабер.

010

Контроль

1. Контроль качества подготовки кромок.

2. Проверить правильность установки полусфер в станке по осям стабилизации и прилегание к плите корзины. Местное неприлегание не более 0.5 мм.

3. Контроль чистоты монтажей перед замыканием - на чистоту салфетки (визуально)

4. Перед контролем разворота узлов проверить установку корзин в «0» положение.

Сварочная установка, сварочное приспособление, подставки.

Набор щупов, линейка.

020

Слесарная

1. Обезжирить внутренние поверхности полусфер и монтажи салфеткой, смоченной в спиртобензиновой смеси.

2. Осмотреть внутренние поверхности полусфер на отсутствие заусенцев, острых кромок и посторонних предметов.

3. Подвести заднюю бабку со средним днищем к передней до совмещения торцов полусфер со средним, с зазором в стыке 0+1 мм.

4. Установить корзины сварной установки в «0»; стопорить. Допускается смещение осей стабилизации не более 1 мм.

5. Не поворачивая изделия, прихватить стык полусфер в 4-6 точках 1-50 мм - в удобном для прихватки месте.

6. Проверить смещение осей стабилизации по свариваемому стыку после прихватки; смещение не допускается.

7. Вывести корзины передней и задней бабки сварочной установки до нулевого положения.

8. Собрать попарно сектора бандажного кольца, поочередно  устанавливая  их  на корпусе  и закрепить между собой. Крепить кронштейны кольца к плите   корзины задней бабки станка болтами М16.

9. Прокрутить собранный узел и рихтовать сварные кромки перед сваркой (при смещении не более 0.5 мм).

Сварочная установка, сварочное приспособление, бандажное кольцо, источник питания ТИР-3151, ручная сварочная горелка.

Стремянка, емкость, пылесос, щетка-сметка, линейка, молоток, г/ключ, щиток, светофильтр.

030

Сварочная

1. Сварить в 2 прохода полусферы.

Сварочная горелка Ар-3 Ротометры РМ-2 Присадочная проволка св АМГ6 ГОСТ 7871-75 φ=2-2,5 мм Сила тока А= 100+/-10(Ампер) Аргонв/сорт ГОСТ 10157-73 10-12 л/мин.

035

Контроль

1. Контроль сварного шва.

2. Осмотреть бак на отсутствие механических повреждений

3. Зачистить сварной шов между нижней и верхней полусферами с плавным переходом к основному материалу.

4. Подвергнуть ренген-контролю сварной шов между нижней и верхней полусферами бака.

040

Слесарная

1. Расфиксировать и снять с корпуса бандажное кольцо.

2. Ослабить фиксирующие упоры.

3. Отвести заднюю бабку сварочной установки от корпуса на 1-2-З мм; подготовить станок к фрезерованию среднего днища.

4. Контроль мастера переходов 1-3.

Сварочная установка, сварочное приспособление.

050

Слесарная

1. Заготовить 4 пластины с материалом АМГ6м лист δ=3,0 мм 25*25 4 шт.

2. Подготовить под сварку кронштейны на баки и пластины технологические.

060

Сварочная

1. Прихватить и приварить технологические пластины к кронштейнам бака.

Сварочная горелка Ар-3 Ротометры РМ-2 Присадочная проволка св АМГ6 ГОСТ 7871-75 φ=2-2,5 мм Сила тока А= 100+/-10(Ампер) Аргонв/сорт ГОСТ 10157-73 10-12 л/мин.

  1.  Экономическая часть

Исследование планет и других тел Солнечной системы наиболее эффективно осуществляется при помощи автоматических межпланетных станций (АМС), позволяющих доставлять научную аппаратуру в непосредственную близость к исследуемому объекту, на его орбиту или поверхность. АМС представляет собой класс космических аппаратов (КА), характеризующийся уникальностью отдельных КА, более жесткими по сравнению с искусственными спутниками Земли (ИСЗ) условиями эксплуатации, высокими энергетическими требованиями к средствам выведения.

В данном дипломном проекте была разработана АМС, задача которой состоит в посадке и взлете с поверхности Марса.

  1.  Разработка сетевого графика

Сетевая модель – это план выполнения некоторого комплекса взаимосвязанных работ, заданного в форме сети, графическое изображение которой называется сетевым графиком. Сетевой график является носителем информации о последовательности, продолжительности и перечне всех работ, которые необходимо выполнить.

Главными элементами сетевой модели являются работы и события.

Термин работа в СПУ имеет несколько значений. Во-первых, это действительная работа – протяженный во времени процесс, требующий затрат ресурсов (например: сборка изделия, испытание приборов и т.п.). Каждая  действительная работа должна быть конкретной , четко описанной и иметь ответственного исполнителя .

Во-вторых, это ожидание – протяженный во времени процесс, не требующий затрат труда ( например : процесс сушки после покраски , старения метала и т.д.).

В-третьих, это зависимость, или фиктивная работа – логическая связь между двумя или несколькими работами (событиями), не требующими затрат труда, материальных ресурсов или времени. Она указывает, что возможность одной работы непосредственно зависит от результатов другой. Естественно, что продолжительность фиктивной работы принимается равной нулю.

Событие – это момент завершения какого-либо процесса, отражающий отдельный этап выполнения проекта. Событие может являться частным результатом отдельной работы или суммарным результатом нескольких работ. Событие может свершиться только тогда, когда закончатся все работы, ему предшествующие. Последующие работы могут начаться только тогда, когда событие свершится. Отсюда двойственный характер события: для всех непосредственно предшествующих ему работ оно является конечным, а для всех непосредственно следующих за ним – начальным. При этом предполагается, что событие не имеет продолжительности и свершается как бы мгновенно. Поэтому каждое событие, включаемое в сетевую модель, должно быть полно, точно и всесторонне определено, его формулировка должна включать в себя результат всех непосредственно предшествующих ему работ.

Составим перечень работ, которые нужно выполнить на этапе эскизного проектирования.

Таблица 5.1. Перечень работ

№ события

Событие

№ работ

Наименование работы

t(i,j)

дни

1

Получение ТЗ

1-2

Анализ ТЗ

8

2

Анализ ТЗ завершен

2-3

Составление плана работ

8

3

План работ составлен

3-4

Выбор исполнителей проекта

7

4

Исполнители проекта выбраны

4-5

Определение основных задач по баллистике

5

4-6

Определение основных задач по компоновке

6

4-7

Определение основных задач по конструкции

7

4-8

Определение основных задач по технологии

6

4-9

Определение основных задач по экономике

5

4-10

Определение основных задач по БЖД

4

5

Основные задачи по баллистике определены

5-11

Выбор проектно баллистических параметров

6

6

Основные задачи по компоновке определены

6-12

Выбор количества отсеков

8

6-13

Выбор количества ступеней

7

7

Основные задачи по конструкции определены

7-14

Анализ нагружений

12

8

Основные задачи по технологии определены

8-15

Предварительный выбор конструкционных материалов

10

9

Основные задачи по экономике определены

9-16

Экономический анализ проекта

10

10

Основные задачи по БЖД определены

10-17

Анализ технологического процесса с точки зрения  БЖД

5

11

Выбор проектно-баллистических параметров завершен

11-18

Выполнение баллистического анализа

12

12

Количество отсеков выбрано

12-19

Выбор компоновочной схемы

14

13

Количество ступеней выбрано

13-19

Выбор компоновочной схемы

10

14

Анализ нагружений завершен

14-20

Выбор конструктивно силовой схемы

20

15

Конструкционные материалы выбраны

15-21

Выбор оптимальных способов и режимов обработки.

12

16

Экономический анализ проекта завершен

16-22

Расчет себестоимости проекта

8

17

Анализ технологического процесса с точки зрения  БЖД

17-23

Коррекция техпроцесса

13

18

Баллистический анализ завершен

18-38

Подготовка отчета

5

19

Выбор компоновочной схемы завершен

19-24

Расчет масс, центров масс, моментов инерции

6

20

Выбор конструктивно-силовой схемы завершен

20-26

Распределение агрегатов для детализации

10

21

Оптимальные способы и режимы обработки выбраны

21-27

Написание техпроцесса

12

22

Себестоимость проекта рассчитана

22-28

Расчет эффективности проекта

10

23

Техпроцесс скорректирован

23-38

Подготовка отчета

5

24

Массы, центры масс, моменты инерции рассчитаны

24-25

Расчет аппарата на устойчивость

13

25

Расчет аппарата на устойчивость завершен

25-38

Подготовка отчета

5

26

Агрегаты для детализации распределены

26-29

Предварительный расчет на прочность рамы

10

26-30

Предварительный расчет на прочность баков

9

26-31

Предварительный расчет на прочность НТУ

20

26-32

Предварительный расчет на прочность манипулятора.

17

27

Техпроцесс написан

27-38

Подготовка отчета

5

28

Расчет эффективности проекта завершен

28-37

Выполнение эскиза общей компоновки

5

29

Расчет рамы на прочность завершен

29-33

Выполнение эскизов рамы

6

30

Расчет баков на прочность

30-34

Выполнение эскизов баков

4

31

Расчет НТУ на прочность завершен

31-35

Выполнение эскизов НТУ

18

32

Расчет манипулятора завершен.

32-36

Выполнение эскизов манипулятора

14

33

Эскизы рамы выполнены

33-37

Выполнение эскиза общей компоновки аппарата

7

34

Эскизы баков выполнены

34-37

Выполнение эскиза общей компоновки аппарата

10

35

Эскизы НТУ выполнены

35-37

Выполнение эскиза общей компоновки аппарата

15

36

Эскизы манипулятора выполнены

36-37

Выполнение эскиза общей компоновки

10

37

Эскиз общей компоновки выполнен

37-38

Подготовка отчета

5

38

Отчет подготовлен

Рис. 5.1. Сетевой график

К основным параметрам сетевого графика относится критический путь, представляющий собой полный путь максимальной продолжительности. Длина критического пути показывает время, за которое может быть выполнена вся разработка. По сетевому графику (рис. 1.) видно, что существует много различных путей выполнения работы. Найдем критический путь. Для этого составим таблицу из всех возможных путей и продолжительности каждого пути t.

Таблица 5.2. Возможные пути, через которые проходят события

№, п/п

Путь

t,

день

1

1-2-3-4-5-11-18-38

51

2

1-2-3-4-6-12-19-24-25-38

75

3

1-2-3-4-6-13-19-24-25-38

70

4

1-2-3-4-7-14-20-26-29-33-37-38

100

5

1-2-3-4-7-14-20-26-30-34-37-38

100

6

1-2-3-4-7-14-20-26-31-35-37-38

130

7

1-2-3-4-7-14-20-26-32-36-37-38

118

8

1-2-3-4-8-15-21-27-38

68

9

1-2-3-4-9-16-22-28-37-38

66

10

1-2-3-4-10-17-23-38

50

Критический путь 1-2-3-4-7-14-20-26-31-35-37-38.

Его продолжительность равна 130 дней.

На основании продолжительности работ определяются следующие параметры сетевого графика:

  1.  Ранний срок свершения события tр(i) равный суммарной продолжительности работ на максимальном из путей, ведущих к данному событию, от исходного события сети.

 

  1.  Поздний срок свершения события tп(i) равен разности между продолжительностью критического пути и суммарной продолжительностью работ, лежащих на максимальном из путей, ведущих от данного события к завершающему событию сети.

 

  1.  Резерв времени события R(i) определяется как разница между поздним и ранним сроками наступления данного события.

 

Таблица 5.3. Временные параметры событий

События

R(i)

1

0

0

0

2

8

8

0

3

16

16

0

4

23

23

0

5

28

107

79

6

29

84

55

7

30

30

0

8

29

91

62

9

28

92

64

10

27

107

80

11

34

113

79

12

37

92

55

13

36

96

60

14

42

42

0

15

39

101

62

16

38

102

64

17

32

112

80

18

46

125

79

19

79

106

27

20

62

62

0

21

51

113

62

22

46

110

64

23

45

125

80

24

52

112

60

25

65

125

60

26

72

72

0

27

63

125

62

28

56

120

64

29

82

112

30

30

81

111

30

31

92

92

0

32

89

101

12

33

88

118

30

34

85

115

30

35

110

110

0

36

103

115

12

37

125

125

0

38

130

130

0

  1.  Самый ранний из возможных сроков начала работ tрн(i,j).

 

  1.  Самый ранний срок окончания работ  tро(i,j).

 

  1.  Самый поздний срок начала работ tпн(i,j).

 

  1.  Самый поздний срок окончания работ tпо(i,j).

 

  1.  Полный резерв времени работы - это время, на которое может быть увеличена продолжительность работы без изменения продолжительности критического пути. Существует два случая расчета:

или  

Таблица 5.4. Временные параметры работ

Работы

1-2

0

8

0

8

0

2-3

8

16

8

16

0

3-4

16

23

16

23

0

4-5

23

28

102

107

79

4-6

23

29

78

84

55

4-7

23

30

23

30

0

4-8

23

29

85

91

62

4-9

23

28

87

92

64

4-10

23

27

103

107

80

5-11

28

34

107

113

79

6-12

29

37

84

92

55

6-13

29

36

84

91

55

7-14

30

42

30

42

0

8-15

29

39

91

101

62

9-16

28

38

92

102

64

10-17

27

32

107

112

80

11-18

34

46

113

125

79

12-19

37

51

92

106

55

13-19

36

46

91

101

55

14-20

42

62

42

62

0

15-21

39

51

101

113

62

16-22

38

46

102

110

64

17-23

32

45

112

125

80

18-38

46

51

125

130

79

19-24

46

52

106

112

60

20-26

62

72

62

72

0

21-27

51

63

113

125

62

22-28

46

56

110

120

64

23-38

45

50

125

130

80

24-25

52

65

112

125

60

25-38

65

70

125

130

60

26-29

72

82

102

112

30

26-30

72

81

102

111

30

26-31

72

92

72

92

0

26-32

72

89

84

101

12

27-38

63

68

125

130

62

28-37

56

61

120

125

64

29-33

82

88

112

118

30

30-34

81

85

111

115

30

31-35

92

110

92

110

0

32-36

89

103

101

115

12

33-37

88

95

118

125

30

34-37

85

95

115

125

30

35-37

110

125

110

125

0

36-37

103

113

115

125

12

37-38

125

130

125

130

0

  1.  Определение стоимости разработки изделия

Стоимость научно-технической продукции складываются из себестоимости и величины прибыли.

Себестоимость научно-технической продукции – выраженные в денежной форме текущие затраты предприятия на производство и реализацию продукции.

Себестоимость по элементам затрат включает:

  1.  материальные расходы;
  2.  расходы на оплату труда;
  3.  отчисления на социальные нужды;
  4.  прочие расходы;
  5.  затраты на амортизацию;
  6.  накладные расходы.

Материальные расходы включают в себя затраты на основные  и вспомогательные материалы, покупные полуфабрикаты, комплектующие, топливо и электроэнергию.

Расходы на оплату труда отражают основную заработную плату производственного персонала, рассчитанную с учетом тарифной ставки, и

дополнительную заработную плату. Дополнительная заработная плата составляет 20% от основной заработной платы.

К отчислениям на социальные нужды относятся необходимые отчисления в пенсионный фонд, фонд социального страхования и на

медицинское страхование. Эти отчисления рассчитываются в зависимости от затрат на оплату труда работников и составляют:

  1.  пенсионный фонд  -    22%;
  2.  медицинское страхование -   5,1%;
  3.  фонд социального страхования –  2,9%.

Прочие расходы включают в себя расходы необходимые для выполнения конкретного заказа, например, расходы на командировки, ремонт, арендную плату и т.д.

Затраты на амортизацию отражают износ используемого оборудования, зданий и сооружений. Данный элемент включается в накладные расходы, так как оборудование одновременно занято выполнением работ по нескольким заказам, и прямо отнести износ основных средств на себестоимость продукции невозможно.

Накладные расходы – это общепроизводственные расходы по обслуживанию основного и вспомогательного  производства научной организации, управленческие и общехозяйственные расходы, несвязанные непосредственно с производственным процессом, а также расходы вспомогательных хозяйств и опытных (экспериментальных) производств, не состоящих на самостоятельном балансе, услуги которых прямо отнести на конкретный договор (заказ) не представляется возможным. Для научно-исследовательских работ значение накладных расходов составляет 80120 % от затрат на оплату труда.

Таблица 5.5. Материальные расходы

п/п

Наименование

Цена за ед.,

в рублях

Количество

Стоимость,

в рублях

1

Алюминиевый сплав АМг6

100

1000 кг

100000

2

Композитный материал

350

200

70000

3

Надувное тормозное устройство (НТУ)

1500000

1

1500000

4

Надувное посадочное устройство (НПУ)

1000000

1

1000000

5

Бортовое оборудование

3000000

2

6000000

6

Маршевая ДУ

500000

1

500000

7

ДУ ориентации и подъема

450000

4

1800000

8

Манипулятор

200000

1

200000

9

Стыковочное устройство

100000

1

100000

10

Испытательный стенд для НТУ

2400000

1

2400000

11

Испытательный стенд для НПУ

1300000

1

1300000

Итого:

14970000

Таблица 5.6. Расходы на оплату труда

Должность

Кол-во

сотрудников

Месячный оклад,

в рублях

Продолжительность

работы,

в месяцах

Основная

заработная плата,

в рублях

Дополн.

заработная плата,

в рублях

Расходы на оплату

труда,

в рублях

Ведущий инженер-проектант (раб. с начала и до конца проект.)

1

50000

3.8

190000

38000

228000

Инженер-проектант (раб. с начала проект. компоновки до отчета)

2

35000

1.7

105000

21000

126000

Инженер-баллистик (раб. с начала проектир. баллистики до отчета)

2

35000

1

70000

14000

84000

Инженер-конструктор (раб. с начала констр. до отчета)

2

35000

3.6

252000

50400

302400

Инженер-технолог (раб. с начала технол. до отчета)

2

35000

1.5

105000

21000

126000

Рабочий (сварщик, токарь, испытатель и т.д.; работает с инженером-технологом)

15

30000

1.5

675000

135000

810000

Итого:

1676400

Таблица 5.7. Отчисления на социальные нужды

Вид налога

Ставка,

в процентах

Сумма,

в рублях

Отчисления в пенсионный фонд

22

36808

Отчисления на медицинское страхование

5,9

98908

Отчисления в фонд социального страхования

2,9

48616

Итого:

184332

Прочие расходы условно можно взять как 10% от фонда оплаты труда:

Расходы на амортизацию. Было приобретено 2 стенда для испытания НТУ и НПУ общей стоимостью 3700000 рублей со сроком пользования 15 лет.

Месячная норма амортизационных отчислений:

где n – срок полезного использования, в месяцах.

Сумма амортизационных отчислений за один месяц:

где С – первоначальная стоимость стендов.

Сумма амортизационных отчислений за время испытаний на данных стендах t = 45 дней:

Накладные расходы можно взять как 80% от фонда оплаты труда:

Таблица 5.8. Затраты на проведение НИР

№, п/п

Элементы затрат

Сумма, руб

1

Материальные расходы

14970000

2

Расходы на оплату труда

3

Отчисления на социальные нужды

184332

4

Прочие расходы

5

Амортизационные отчисления

6

Накладные расходы

Суммарные затраты:

18202377

  1.  Вывод

 В экономической части был составлен сетевой график выполнения работ по НИОКР и посчитана ориентировочная стоимость аппарата для подъема грунта с поверхности Марса. Ожидаемый срок выполнения НИОКР составляет 130 дней. Ожидаемая стоимость 18202377 рублей.

  1.  Охрана труда

Обеспечение безопасности технолога при сварке сферического бака

  1.  Краткая характеристика технологического процесса сварки

Сварка – технологический процесс получения неразъемных соединений материалов посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или пластическом деформировании, или совместным действием того и другого. Сваркой соединяют однородные и разнородные металлы и их сплавы, металлы с некоторыми неметаллическими материалами (керамикой, графитом, стеклом и др.), а также пластмассы.

Сварные металлические конструкции широко применяются в производстве летательных аппаратов. По сравнению с клёпанными и болтовыми соединениями эти конструкции обеспечивают экономию металла, уменьшение массы соединительных элементов, снижение трудоёмкости изготовления за счёт вспомогательных операций, снижение стоимости технологического оборудования.

При сварке топливных баков технологически лучше всего подходит автоматическая аргонодуговая сварка.

Аргонодуговая сварка относится к термическому классу, в котором процесс сварки осуществляется плавлением с использованием тепловой энергии. Для защиты наплавленного металла, а также для получения сварного соединения с высокой коррозионной стойкостью процесс сварки осуществляется в среде защитных газов.  В качестве защитного газа применяется инертный газ аргон.

Сварка в среде защитных газов в зависимости от степени механизации процессов подачи присадочной или сварочной проволоки и перемещения

сварочной горелки может быть ручной, полуавтоматической и автоматической. Автоматическая сварка по сравнению с ручной сваркой

имеет преимущества: более высокая производительность труда, более однородное и высокое качество наплавленного металла, экономия электроэнергии.

По сравнению с другими видами сварки, сварка в защитных газах имеет следующие преимущества: высокую степень защиты расплавленного металла от воздействия воздуха; отсутствие на поверхности шва при применении аргона оксидов и шлаковых включений; возможность ведения процесса во всех пространственных положениях; возможность визуального наблюдения за процессом формирования шва и его регулирования; более высокую производительность процесса, чем при ручной дуговой сварке; относительно низкую стоимость сварки в углекислом газе.

  1.  Условия труда рабочего при проведении процесса сварки

При выполнении сварки металлов на рабочих могут воздействовать вредные и опасные производственные факторы. К вредным производственным факторам относятся: повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны; ультрафиолетовое, видимое и инфракрасное излучение сварочной дуги, а также инфракрасное излучение сварочной ванны и свариваемых изделий; электромагнитные поля; ионизирующие излучения. При сварке в зону дыхания рабочих могут поступать сварочные аэрозоли, содержащие в составе твердой фазы окислы различных металлов (марганца, хрома, никеля, меди, титана, алюминия, железа, вольфрама и др.), их окислы и другие соединения, а также токсичные газы (окись углерода, озон, фтористый водород, окислы азота и др.), аэрозоль флюсов и припоев, содержащий свинец, кадмий, цинк, олово, углеводороды, окись углерода и др. Количество и состав сварочных

аэрозолей, их токсичность зависят от химического состава сварочных материалов и свариваемых металлов, вида технологического процесса.

Воздействие на организм выделяющихся вредных веществ может явиться причиной острых и хронических профессиональных заболеваний и отравлений. Интенсивность излучения сварочной дуги в оптическом диапазоне и его спектр зависят от мощности дуги, применяемых материалов, защитных и плазмообразующих газов. При отсутствии защиты возможны поражения органов зрения (электроофтальмия, катаракта и т. п.) и ожоги кожных покровов. Отрицательное воздействие на здоровье может оказать инфракрасное излучение предварительно подогретых изделий, нагревательных устройств (нарушение терморегуляции, тепловые удары).

При работе электронно-лучевых установок, проведении гамма- и рентгеновского просвечивания сварных швов возможно воздействие на рабочих ионизирующих излучений.

К опасным производственным факторам относятся воздействие электрического тока, искры и брызги, выбросы расплавленного металла и шлака; возможность взрыва баллонов и систем, находящихся под давлением; движущиеся механизмы и изделия.

Неправильная эксплуатация электрооборудования может привести к поражению электрическим током. Применение открытого газового пламени, открытых дуг и струй плазмы, наличие искр, брызг и выбросов расплавленного металла и шлака при сварке не только создают возможность ожогов, но и повышают опасность возникновения пожара. Опасность создают использование при сварке и резке горючих газов и кислорода, а также эксплуатация сосудов, работающих под давлением, не равным атмосферному.

  1.  Методы борьбы с вредными факторами

Для обеспечения безопасности человека на производстве необходимо соблюдение некоторых норм и инструкций.

Техника безопасности рабочего при выполнении сварочных работ:

  1.  Перед началом осмотр сварочного агрегата, проверка состояния изоляции проводов и рукоятки электрододержателя. Подготовка рабочего места, использование спецодежды, получение инструктажа по технике безопасности на рабочем месте.
  2.  Проверка надёжности заземления корпуса и вторичной обмотки сварочного агрегата и рабочего стола. Установка светонепроницаемых щитов из несгораемого материала не менее 1,8 м. высотой.
  3.  При работе в сырых местах или на металлических конструкциях, применяется резиновый коврик 900х600, галоши, резиновые перчатки.
  4.  Длина первичной цепи между пунктом питания и сварочным агрегатом не должна превышать 10м.
  5.  Для защиты глаз, применяется щиток или маска со светозащитным фильтром.
  6.  В процессе выполнения работ сварочные кабеля не должны касаться металлических тросов, горячих трубопроводов.

Правила личной гигиены:

  1.  Спецодежда должна быть в исправном состоянии, застёгнута на все пуговицы.
  2.  Головной убор должен быть без козырька, так как козырёк мешает правильно надеть защитную маску.

  1.  Обувь должна быть с глухим верхом, хорошо подогнана и обязательно зашнурована.
  2.  Рукавицы должны плотно прикрывать рукава куртки.

Противопожарные мероприятия:

Каждый сварочный пост должен иметь огнетушитель, а так же ящик с песком и лопатой.

Требования к производственным помещениям:

  1.  Производственные помещения для сборочно-сварочных работ должны соответствовать требованиям СНиП П-90 — 81, СН 245 — 71, а также санитарных правил.
  2.  Для уменьшения вредного влияния яркости сварочной дуги и снижения контраста между дугой и окружающими предметами интерьер помещений, оборудование цехов и участки электродуговых методов сварки нужно окрашивать в светлые тона (серый, желтый, голубой) с диффузным отражением света, применяя цинковые и титановые белила и желтый крон для поглощения ультрафиолетового излучения.
  3.  Полы в помещениях должны быть выполнены из негорючих материалов и удовлетворять гигиеническим, технологическим и эксплуатационным требованиям каждого конкретного производства в соответствии с требованиями  СНиП И-В-8 —71.
  4.  Места выполнения электросварочных работ открытой дугой должны быть ограждены несгораемыми ширмами и щитами. Изделия малых и средних размеров следует сваривать в специальных кабинах с обшивкой из несгораемых материалов, причем между обшивкой и полом необходимо оставлять зазор не менее 50 мм, а в защитных 

газах — не менее 300 мм. Свободная площадь на один сварочный пост в кабине не должна быть менее 3 м2.

  1.  При проектировании естественного и искусственного освещения необходимо принимать коэффициент запаса в зависимости от запыленности воздуха рабочей зоны. Общее равномерное освещение должно устраиваться в цехах, где производятся сборочно-сварочные работы крупных изделий. Комбинированное освещение следует предусматривать при работах высокой и наивысшей точности.
  2.  Содержание вредных веществ в воздухе рабочей зоны не должно превышать предельно допустимых концентраций.

Требования к вентиляции:

  1.  Помещения и здания сборочно-сварочных цехов и участков с размещенными в них электросварочными установками и сварочными постами, а также вентиляционные устройства должны отвечать требованиям действующих нормативных документов.
  2.  По возможности установка местных отсосов.
  3.  При невозможности необходимого вентилирования следует предусматривать принудительную подачу чистого воздуха под маску сварщика в количестве 6-8 /ч.

  1.  Расчет вентиляции

Расчёт вентиляции производится по формуле:

, где

- объем приточного воздуха;

- объем воздуха, забираемого через местные отсосы;

- концентрация вредных веществ в рабочей зоне;

- концентрация вредных веществ в приточном воздухе;

- концентрация вредных веществ за пределами рабочей зоны;

- масса вредных веществ.

Исходными данными являются:

Концентрация вредных веществ в рабочей зоне ;

Концентрация вредных веществ в приточном воздухе

;

Концентрация вредных веществ за пределами рабочей зоны;

Масса вредных веществ ,

где  τ - время работы на сварочном оборудовании = 1/2 часа;

= 1425 мг;

Объем воздуха, забираемого через местные отсосы: ;

- площадь сечения вытяжной панели ;

Выбираем значение:

– скорость всасывания  = 0,6 м/с;

В результате получим: ;

Объём приточного воздуха получим равным:

Далее определим необходимую напорную характеристику вентилятора. Для этого рассчитаем сопротивление вентиляционной системы.

В трубопроводе будут суммарные потери давления.

Они определяются по формуле:

, где

– потери давления на прямых участках;

– потери на местное сопротивление.

Потери давления на прямых участках определяются по формуле:

, где

=1,2  – плотность воздуха,

Диаметр трубопровода принимаем d = 30 см;

Скорость воздуха в воздуховоде:

; ;

– коэффициент кинематической вязкости воздуха.

;

Потери давления на местное сопротивление определяются по формуле:

 

Принимаем коэффициент местного сопротивления:

- для составного колена с углом 90 градусов равным 0,39;

- фильтра – 1,3;

- вытяжной шахты –1,05;

- прямые участки – 0,9

Таблица 6.1. Параметры вентиляции

N

, м/с

,

L, м

PТР, Па

Рm, Па

, Па

    0,39

       1

5,95

    648

       6

5,2

 17,895

31,857

0,9

2

5,95

648

35

34,05

12,846

57,913

1,3

3

5,95

648

4

1,907

28,039

27,035

1,05

4

5,95

648

3

3,673

19,378

21,457

В результате получили =138,262 Па.

Есть все данные для выбора вентилятора:

L = 1512,5    =  0,42  ;

Потери на давлении:

Па.

Выбор вентилятора:

Критерии выбора из списка подходящих изделий – максимальный  относительный КПД. Рассмотрим вентиляторы:

  1.  Вентилятор высокого давления №6 с двигателем В-32-6 мощностью 2,5 кВт (он имеет расход воздуха L = 6000 , сопротивление сети Р = 550 Па и КПД = 0,7784;

    2. Вентилятор высокого давления №8 с двигателем В-36-8 мощность 3,5кВт (он имеет расход воздуха L = 8000 , сопротивление сети Р= 600 Па и КПД = 0,653;

    3. Электроручная вентиляторная установка №2 с двигателем А-31-2 мощностью 1 кВт (он имеет расход воздуха   L = 1800 , сопротивление сети Р= 500 Па и КПД = 0,854;

Выбираем электроручную вентиляторную установку №2, так как у него самый высокий относительный КПД= 0,854.

  1.  Выводы

Проведенный анализ труда выявил множество вредных факторов, влияющих на человека при проведении сварочных работ. В связи с этим

необходима разработка мероприятий для снижения опасных и вредных воздействий на человека, таких как: соблюдение техники безопасности при сварочных работах; соответствие производственных и вспомогательных помещений для производства газо- и электросварочных работ требованиям ГОСТ по пожаробезопасности, содержанию вредных веществ в воздухе и вентиляции.

В результате расчёта вентиляции получили суммарную потерю давления:  Па.

Объем воздуха, забираемого через местные отсосы:

;

Объём приточного воздуха получили равным:

;

В результате проведённых вычислений произведена оценка вредных воздушных выделений при сварке. Все основные вредные выделения при сварке  превышают ПДК в несколько раз. Доминирующим поражающим фактором является . На основе этой оценки предложены соответствующие мероприятия по нормализации воздушной среды при сварке. В частности была выбрана электроручная вентиляторная установка №2 с двигателем А-31-2 мощностью 1 кВт (имеет расход воздуха L = 1800 , сопротивление сети Р= 500 Па и КПД = 0.854).


Список использованной литературы

  1.  В.С. Хохулин, В.А. Чумаков «Проектирование космических разгонных блоков с ЖРД, Москва, МАИ, 2000.
  2.  «Инженерный справочник по космической технике» под ред. А.В. Солодова, изд. 2-е, переработанное и дополненное, Москва 1977.
  3.  В.И. Левантовский «Механика космического полета в элементарном изложении», изд. «Наука», Москва, 1970.
  4.  Д.Е. Охоцимский, Ю.Г. Сихарулижзе «Основы механики космического полета», изд. «Наука», Москва, 1990.
  5.  «Механика космического полета» под ред. В.П. Мишина, Москва, Машиностроение, 1989.
  6.  Альбом «Орбитальный комплекс «МИР» 1986 – 2001», Росавиакосмос, 2001.
  7.  Интернет-сайт http://www.astronautix.com/ .
  8.  Интернет-сайт http://www.testpilot.ru/.
  9.  Интернет-сайт http://www.buran.ru/ .
  10.   Интернет-сайт http://epizodsspace.narod.ru/, а именно http://epizodsspace.narod.ru/bibl/raketostr3/obl.html.
  11.   Интернет-сайт http://www.laspace.ru/rus/index.php .
  12.   В.Т. Лизин, В.А. Пяткин «Проектирование тонкостенных конструкций», изд. 2-е переработанное и дополненное, Москва, Машиностроение, 1985.
  13.   А.С. Авдонин, «Расчет на прочность космических аппаратов», Москва, Машиностроение, 1979.
  14.   В.В. Малоземов, В.Ф. Рожнов, В.Н. Правецкий «Системы жизнеобеспечения экипажей летательных аппаратов», Москва, Машиностроение, 1986.
  15.   Н.А. Бабулин «Построение и чтение машиностроительных чертежей», Москва, 2000.

  1.   В.А. Федоренко, А.И. Шошин «Справочник по машиностроительному черчению», изд 14-е переработанное и дополненное, под ред. Г.Н. Поповой, Ленинград, Машиностроение, 1981.
  2.   «Динамика Ракет», под ред. В.П. Мишина, Москва, Машиностроение, 1990.
  3.   Гусаков В.В. Учебное пособие по выполнению лабораторной работы «Построение и оптимизация календарного плана выполнения НИОКР». Москва 1985.
  4.   Бек М.А. «Ценообразование в аэрокосмической промышленности». Москва, издательство МАИ, 1997.
  5.   Саркисян С.А., Минаев Э.С. «Экономическая оценка летательных аппаратов». Машиностроение, Москва, 1972.
  6.   Интернет-сайт www.hq.nasa.gov.
  7.   Бубнова И.П. Голованова Т.В. “Информационно – справочная система по охране труда”, Москва, изд. МАИ, 1992.
  8.   Белов С.В., Бринза В.Н., Векшин Б.С. “Безопасность производственных процессов. Справочник”, Машиностроение, 1995.
  9.   Адолин П.А. “Справочник по технике безопасности”, Ленинград, изд. «Энергия», 1964.
  10.   Иванов С.П., Колотилов Н.Н. “Пожарная профилактика при производстве летательных аппаратов”, Москва, изд. МАИ, 1982.
  11.   Правила пожарной безопасности в Российской Федерации, ППБ 01-03, Москва, ПИО ОБТ, 2003.
  12.   Межотраслевые правила по охране труда при электро- и газосварочных работах, ПОТ РМ 020-2001, Москва, НПО ОБТ, 2004.
  13.   Правила безопасности в газовом хозяйстве, ПБ 12-368-00, Москва, 2000.
  14.   Иванов Е. Н. “Противопожарная защита открытых технологических установок”, Москва, Химия, 1986.

  1.   «Технология самолетостроения», под ред. А.Л. Алибова, изд 2-е переработанное и дополненное, Москва, Машиностроение, 1982.




1. Петербурга 28.10.13 Мне гну же известно что часть оплаты по туру Касторья 20132014
2.  I склонение l ef крыло ort ef аорта rteri e f ~ артерия bucc ef ~ щека burs ef~
3. Глобальное изменение климата и проблемы лесной экологии
4. задание по поиску информации о патентовании компьютерных устройств Поиск выполнить по следующей схеме- 1
5. Тема- Essen und Trinken Підтема- Ws und wnn essen die Deutschen Тип уроку- комбінований Мета- Навчальна- вивчити нову лекс
6. Классификация имела целью обеспечить безопасные и качественные услуги по проживанию и питанию для путешест
7. Издательство ПраймЕВРОЗНАК 2006.
8.  Морфологические и функциональные особенности зрелых гамет млекопитающих и человека
9. Биологически активные добавки к пище и их использование в бодибилдинг
10. Анализ финансового состояния предприятия1
11. Тіршілік ~ауіпсіздік негіздері
12. Лабораторная работа 1 ОБЩИЕ СВОЙСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ Цель работы- ознакомление с методами оп
13. Столыпинская аграрная реформа
14. гинеколог Муратовой Айгуль Расиховны ф
15. на тему- Технологія Jv Hibernte
16. реферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук Дніпропетро
17. bm для которой Sb0 bi pi Ю bi1 при 0[i[m и mw
18. Электр энергетика кафедрасы 20132014 о~у жылы ЕМТИХАН БИЛЕТІ 1 ldquo; Электр энергетик
19. а Нижних границ лёгких Подвижности нижних краёв лёгких Техника проведения топографической перкус
20. Тема 3 Общество целостная социокультурная система 1