, (2.2.6)

где -модуль упругости;

J-момент инерции сечения;n-коэффициент безопасности (для закалённой стали n=2…3).

Поскольку пуансон выбирается с помощью машины то расчет моментов инерции и свободной длины производится машиной.

Рассчитаем для второго и третьего пуансонов

1. (2.2.7)



Рисунок 2.6. „Пуансон”

2.2.3 Допуски и посадки в сопрягаемых конструктивных элементах штампа

Приведем виды посадок и перечень сопрягаемых деталей, применяемых в нашем штампе:

· нижняя плита и направляющая колонка:

посадка с натягом 28, 25;

верхняя плита и втулка:

посадка с натягом 42;

· направляющая колонка и втулка:

скользящая посадка 14, 12,5;

пуансон и пуансонодержатель:

посадка с натягом 28, 9,5, 5,2;

· штифты:

посадка с натягом 8, 6;

· винты:

посадка ;

· хвостовик и верхняя плита:

посадка с натягом 42;

2.2.4 Описание конструкции штампа

В данном курсовом проекте спроектирован штамп последовательного действия, выполняющий пробивку отверстий и вырубку детали по контуру (см. приложение ).

Штамп выполнен на блоке с симметричным расположением направляющих колонок 18, 19. Пробивные пуансоны 8,20, вырубной пуансон 7, запрессованы в пуансонодержатель 9, прикрепляемый к верхней плите штампа. На матрице 1 установлен жесткий съемник 10, на нем установлены упоры. Вырубка с провалом детали через отверстие в матрице 1 и нижней плите 5, отходы от пробивки отверстий также проваливаются через отверстия в матрице 1 и нижней плите 5, для съема отхода на матрице установлен съемник 10.

2.2.4.1 Выбор пресса

Пресс для штампа выбран с такими характеристиками

· Пресс К2124

· Номинальное усилие пресса 250 кН

· Минимальная закрытая высота пресса 145 мм

· Максимальная закрытая высота 200 мм

· Размеры подштамповой плиты 500?340 мм

· Ход ползуна 65 мм

· Диаметр хвостовика d = 40 мм



2.2.5 Работа штампа и процесс изготовления детали

Полосы устанавливаются на матрицу (см. приложение) 1 под съемник 10, при этом направление движения полосы задается направляющими планками 2, 3. Положение края полосы относительно матрицы 1 и пуансона 7, 20 определяется выдвинутым вручную разовым упором 22, после чего осуществляется пробивка отверстий, отходы проваливаются в штамп в предназначенные для этого ящики. Отпущенный разовый упор 22 под действием вмонтированной пружины возвращается в исходное положение.

Полоса продвигается до момента, пока она не упрется в грибковый упор 21 и осуществляется штамповка. Готовая деталь и отходы проваливаются в соответствующие ящики под штампом.

Полоса приподнимается для перемещения оставшейся перемычки через грибковый упор 21 и упирается в него следующей. Процесс повторяется.

2.3 Организация рабочего места

Правильная организация труда штамповщика, планировка и организация его рабочего места обеспечивают высокую производительность пресса и полную загрузку рабочего. Организация рабочего места - это правильная планировка его, содержание пресса и штампа в исправности, а рабочего места в чистоте.

Обычно в нормативах времени даются основные положения организации труда штамповщика:

1. штамповщик должен освобождаться от работ, непосредственно не связанных с рабочим местом;

2. обслуживание пресса (регулировка, уход, смазка) осуществляет специальный персонал;

3. штампы и заготовки доставляют к прессу подсобные рабочие, устанавливают штампы на пресс наладчики.

В нормах времени обычно и приводятся условия организации рабочего места:

На рисунке 7.3.1 показано

1. Пресс

2. Стол для заготовок

3. Ящик для заготовок

4. Ящик для отходов

5. Приемный ящик (в столе пресса)

6. Рабочий

Рисунок 2.7. „Рабочее место”

2.4 Техника охраны труда при эксплуатации прессов и штампов включает целый ряд мероприятий

1. к работе допускаются только лица, прошедшие инструктаж;

2. на прессе запрещается проводить операции, где потребное усилие больше, чем номинальное усилие пресса;

3. закрытая высота должна соответствовать закрытой высоте выбранного пресса;

4. прессы необходимо снабдить автоматической подачей, защитными устройствами, исключающими попадание рук в опасную зону;



Безопасность жизнедеятельности

3.1 Катапультное кресло К-36

Комплекс средств индивидуального жизнеобеспечения и аварийного спасения летчика для самолета, обладающего определенными диапазонами скоростей и высот полета, высокой маневренностью, а также другими особенностями (например, вертикальный взлет и посадка), должен обеспечить высокую работоспособность летчика при выполнении им профессиональных задач, в т.ч. в экстремальных условиях (высокоманевренный бой, разгерметизация кабины и т.п.), и обеспечить безопасность катапультирования при аварии во всей области полетных режимов.

Решение этой проблемы потребовало всесторонних исследований в области физиологии человека, аэродинамики плохообтекаемых тел, баллистики, поиска оптимальных, подчас нетрадиционных конструкторских и технологических решений, создания уникальной экспериментальной базы, разработки методов расчета и испытаний.

Созданные "Звездой" катапультируемое кресло К36 и ряд его модификаций, по признанию специалистов, в том числе иностранных, обладают лучшими в мире техническими характеристиками.

Сотни летчиков обязаны своей жизнью креслам типа К36, при этом важно отметить, что благодаря высокой надежности кресла и развитой системе средств безопасности, исключающей травматизм, в абсолютном своем большинстве они продолжили свою профессиональную деятельность. Это не только гуманно, но и экономически выгодно, так как процесс подготовки летчиков связан с большими затратами.

Изложенные выше обстоятельства с одной стороны и коренное изменение экономической ситуации в России с другой, а также понимание необходимости сохранения и дальнейшего развития научно-технических коллективов "Звезды" и смежных предприятий, прежде всего в интересах будущего ВВС России, потребовало усилить работы в этой области и сделать все возможное, чтобы преодолеть жесткую конкуренцию и выйти на уже занятый международный рынок средств спасения.

В 1993-1995 гг. НПП "Звезда" по заказу МО США провело с участием американских специалистов ряд демонстрационных испытаний кресла К-36Д в комплекте с защитным снаряжением и кислородным оборудованием ККО-15. Выполненные на российских и американских испытательных базах 17 катапультирований в диапазоне скоростей 0...1350 км/ч, высот 0...17 км и чисел М=0...2,5, а также на больших углах атаки a=30о и скольжения b=20о прошли успешно. Полностью подтверждены заявленные нами характеристики кресла К36Д. Общее признание получил наш комплексный подход при создании систем аварийного покидания, при котором на этапе проектирования и испытаний создаются равнопрочные составляющие элементы интегрированной системы (кресло, защитный шлем, кислородная маска и т.п.). Успешное проведение демонстрационных испытаний, непревзойденные характеристики русского кресла обеспечили дальнейшее развитие совместной работы.

В 1996 г. "Звездой" было взято обязательство продемонстрировать возможность адаптации кресла типа К36Д к американским требованиям. Основные из них: размещение в кресле пилотов - мужчин и женщин, снижение массы кресла, обеспечение минимально-безопасных высот катапультирования (не хуже, чем позволяет ACES-II - стандартное кресло ВВС США). В результате проведенных "Звездой" к тому времени исследований и конструктивных разработок в интересах ВВС России нового базового кресла К36Д-3,5 комплекса СКС-2000 (интегрированный комплекс систем жизнеобеспечения и аварийного спасения экипажей для самолетов нового поколения) были взяты обязательства в чрезвычайно короткий срок (24 мес.) адаптировать к американским требованиям версию катапультируемого кресла К36Д-3,5А и провести в первой половине 1998 г. демонстрационные испытания на базе ВВС США Холломен.

Особое внимание при создании К36Д-3,5 было направлено на поиск конструктивных решений, позволяющих без существенного усложнения конструкции кресла получить качественно новые свойства: обеспечить безопасность катапультирования на предельно малых высотах, на динамических режимах, при неблагоприятных положениях самолета в пространстве, существенно снизить массу кресла, обеспечить низкую стоимость кресла и его эксплуатации. Большое внимание было уделено проблемам эргономики кресла как для мужского, так и женского летного персонала.

Статистика катапультирований на креслах типа К36 показывает, что 80 % катапультирований выполнены на скоростях полета до 650 км/ч, 3 % - более 1000 км/ч, по два случая - на 1300-1350 км/ч и при числе М=2,6 (Н=17км). Особо следует отметить значительное число катапультирований на динамических режимах, в частности, на больших углах крена (60о).

Анализ статистики и опыта эксплуатации кресел К36 на различных самолетах, в том числе на самолетах вертикального взлета и посадки (СВВП), позволяет сформулировать основные требования к средствам аварийного покидания, которым должны удовлетворять катапультируемые кресла следующего поколения:

1. Комплексный подход к проектированию и созданию системы спасения (совместимость и равнопрочность элементов комплекса системы жизнеобеспечения и катапультируемого кресла).

2. Размещение пилотов всего антропометрического ряда (в том числе и женщин). Комфорт. Обзор.

3. Безопасное катапультирование на режимах:

· горизонтальный полет Vi=0...1400 км/ч; Н=0...20 км;

· число М<-3; (Vi=0...1300 км/ч;

· Н=0...20 км;

· число М<-2,5 - при применении облегченного снаряжения;

· маневр ni= -2...+4; Vi=0,8Vi max;вращение wx=3...6 с-1;неблагоприятное пространственное положение самолета a=30о, b=20о, g=180о.

· Предельное уменьшение высоты безопасного катапультирования (автоматическая адаптация кресла к режимам полета и пространственному положению самолета).

4. Возможность автоматического катапультирования (для обычных режимов взлета и посадки и вертикального взлета).

5. Модульная конструкция базового кресла.

6. Простота конструкции, надежность, технологичность, низкая стоимость кресла и его обслуживания.

7. Минимальная масса и габариты кресла.

При этом учитывалась тенденция постоянного роста маневренных характеристик самолетов, в том числе освоение режимов полетов на больших углах атаки и скольжения. Современные технологии "Звезды" позволили уже сегодня создать семейство катапультируемых кресел, удовлетворяющих поставленным требованиям.

В креслах К36Д-3,5 (К36Д-3,5А) сохранены все конструктивные элементы, обеспечивающие высокую степень безопасности пилота (исключение травматизма) в процессе катапультирования, реализованные в кресле К36Д.

Кроме того, на креслах расширен диапазон регулировки по росту (¦85 мм в К36Д-3,5 и ¦95 мм в К36Д-3,5А), введена двухпозиционная спинка кресла, улучшающая его эргономическое качество (удобство работы в кабине, обзор верхней и задней полусферы и т.д.); разработана новая система управления движением кресла в поперечной плоскости (двигатели бокового разворота), применена многопрограммная электронная система управления креслом (связанная с информационной системой самолета), позволяющая оптимизировать работу всех систем кресла в зависимости от режима полета самолета (V, H, Vy и др.) и его пространственное положение в момент катапультирования. На креслах впервые применена автоматизированная система управления энергодатчиков в зависимости от массы летчика. Для снижения потребного резерва высоты безопасного катапультирования предусмотрены режимы ускоренного (сразу после отделения кресла от самолета) ввода парашюта и отключение ракетного двигателя при больших кренах самолета (случай катапультирования в сторону земли на малых высотах).

Следует заметить, что проблема обеспечения безопасного катапультирования на малых высотах не может быть полностью решена только за счет совершенствования кресла. При покидании планирующего или пикирующего самолета потеря высоты складывается из трех составляющих: потери времени на принятие летчиком решения; на открытие аварийного выхода; на катапультирование и раскрытие парашюта. Многочисленные тесты с летчиками, в том числе и с испытателями, показывают, что основная потеря времени определяется "человеческим фактором".

Поэтому ключевым моментом в решении проблемы спасения пилотов на малых высотах является оснащение самолетов как с вертикальным, так и с обычным взлетом и посадкой системой автоматического катапультирования. В свое время эффективность внедрения системы автоматического катапультирования на СВВП Як-36 и Як-38 превзошла все ожидания (были спасены все 100 % летчиков при авариях самолетов на взлете и посадке).

Рост маневренных качеств самолетов, внедрение управления вектором тяги, и, как следствие, освоение полетов на больших углах атаки и скольжения усложняет проблему обеспечения безопасности пилотов при катапультировании на динамических режимах и при неблагоприятном пространственном положении самолета.

При катапультировании из вращающегося самолета (wx=3...6 с-1) на кресло и пилота действуют дополнительные нагрузки от инерционных сил, в том числе связанных с вращением и эффектом Кориолиса. Для кресел типа К36, снабженных жесткими стабилизирующими устройствами, эффективной системой притяга пояса и плеч, ограничителями разброса рук, которые хорошо удерживают торс пилота от "выпадания" из кресла, средствами подъема голеней ног и их фиксации, - катапультирования на режиме wx=3 совершенно безопасны. По нашей оценке, допустимая скорость wx может быть увеличена до 4,5 с-1. Дальнейшее увеличение, возможно, будет связано с необходимостью существенного упрочения кресла и увеличения его массы.

Катапультирование на больших углах атаки самолета не вносит каких-либо проблем для кресел типа К36. Жесткая система стабилизации кресла быстро "переведет" его на балансировочный угол атаки, при этом произойдет резкое снижение перегрузки, действующей на летчика в направлении оси OY.

К наиболее неприятному фактору, снижающему безопасность катапультирования, следует отнести угол скольжения самолета. При больших углах (b= ¦20o) и значительной скорости полета (700 км/ч) при катапультировании могут возникнуть проблемы с фиксацией ног, рук, удержания торса в кресле, с нагрузками на шею, а также проблемы стабилизации кресла. Эти проблемы на креслах К36Д-3,5 (К36Д-3,5А) минимизированы по сравнению с креслами, использующими тормозной парашют. Проведенные летные испытания и анализ показывают, что кресла нового поколения К36Д-3,5, в том числе его американская версия (К36Д-3,5А) с жесткой системой стабилизации, средствами безопасности и адаптации к массе летчика в целом наиболее приспособлены для обеспечения безопасного катапультирования мужского и женского летного персонала как на "динамических", так и на обычных режимах полета. Они полностью соответствуют сформированным выше требованиям. Безопасность катапультирования на этих креслах выше, чем на других, подтвержается значением "радикала", принятого в методиках США при оценке кресел.

Эти кресла имеют также самое высокое значение весовой отдачи и, что особенно важно, являются базовыми для целого семейства кресел. Благодаря модульной конструкции, на их базе могут быть построены (как в исполнении для ВВС России, так и в версии, адаптированной к требованиям США), по крайней мере, еще три дочерних кресла: К36Л-3,5 - для штурмовиков и бомбардировщиков (Vi=0...1100км/ч, Н=0...20 км, m=71кг (масса без кислородного оборудования, аварийного запаса и привязной системы, как это принято за рубежом); К36В-3,5 - для СВВП (Vi=0...1100 км/ч, Н=0...20 км, m=75 кг); К36ЛТ-3,5 - для реактивных УТС (Vi=0...950 км/ч, Н=0...15 км, m=50 кг).

Первая упрощенная версия кресла К36ЛТ-3,5 (заводской шифр К-93) прошла полный цикл заводских и государственных испытаний, эксплуатируется на самолетах МиГ-АТ и предусмотрена к установке на Як-130. Базовое кресло К36Д-3,5 успешно проходит испытания и в конце 1998 г. может поступить на вооружение ВВС России



Экономическая часть

4.1 Сравнительная экономическая эффективность вариантов панели крыла

В результате проектирования выявилось два варианта монолитной панели с разными весовыми и конструктивно технологическими характеристиками. На основе анализа их характеристик ведется их экономический расчет.

4.1.1 Анализ конструктивных вариантов на основе экономической эффективности

Объективные качественные показатели могут быть получены на основе метода градиентов. Конструктивно-технологический вариант каждой панели характеризуется изменением веса агрегатов, по сравнению с первоначальным значением веса. Вес всей конструкции при этом тоже изменяется. При чем изменение веса происходит на большие величины так, как тянет за собой изменение ЛТХ, которые в свою очередь требуют другие агрегаты, и внедрение в конструкцию других систем.

Приближенно результирующее приращение массы конструкции можно найти с помощью метода градиентов - частной производной.

, (4.1.1)

или

?Gc=?G?Gагр

Оценка стоимости тонно-километра при рассмотрении различных вариантов конструктивно-технологических параметров конструкции агрегата, может быть определена по следующей зависимости учитывающей одновременно изменение веса и удельной стоимости самолета:

, (4.1.2)

где:

- изменение стоимости тонно-километра при изменении веса,

- изменение стоимости тонно-километра при изменении удельной стоимости самолета.

Но для упрощения расчетов найдем приведенную величину стоимости тонно-километра любого варианта. В том числе и базового по такому выражению:

, (4.1.3)

где:

?апр - приведенная стоимость;

?Gi - вес узла i-того варианта;

?С* - экономический эквивалент изменения взлетного веса;

?Сс - экономический эквивалент стоимости конструкции;

, р/кг.

?G - коэффициент роста веса самолета (используемые значения приведены в таблице 1 [22]),

Поскольку в данной работе проектирование в нулевом приближении (удельные нагрузки на крыло, а так же расчетные нагрузки остаются постоянными), то

?С* = ( 45?50 ) ? ?G, (4.1.4)

Для данного самолета ?G выбираем занчение ?G =10;

Тогда экономический эквивалент равен ?С* = 500 р/кг.

В работе использовалось два материала панели Д16чТ и В95nчТ1.

· При изготовлении панели из Д16чТ вес панели составляет 14,5 кг, при себестоимости ?Сот (Д16чТ) = 40 гривен.

· При изготовлении панели из В95nчТ1 вес панели составляет 15 кг, при себестоимости ?Сот (В95nчТ1) = 50 гривен.

По зависимости (4.1.1) прирост стоимости панелей выполненных из различных материало будет:

?а (Д16чТ) = ?G (Д16чТ) ?(?С*+?С (Д16чТ)) = 14,5?(500+40) = 7830 гривен,

?а (В95nчТ1) = ?G (В95nчТ1) ?(?С*+?С (В95nчТ1)) = 15?(500+50) = 8250 гривен

Из этих расчетов видно, что себестоимость панели при выполнении панели из Д16чТ экономически выгоднее, чем при выполнении В95nчТ1. но в данной работе мною был выбран материал В95nчТ1, так как по конструктивно-технологическим характеристикам панель изготовленная из В95nчТ1 лучше с прочностных.



Библиографический список

1. П. Бауэрс Летательные аппараты нетрадиционных схем: Пер. с англ. - Москва: Мир, 1991. - 320 с., ил.

2. Г.И. Житомирский Конструкция самолетов: Учебник для студентов авиационных специальностей ВУЗов. - М.: Машиностроение, 1991. - 400 с., ил.

3. С.Н. Кан, Н.А. Свердлов Расчет самолета на прочность. - Москва: Машиностроение, 1966. - 520 с.

4. В.Н. Зайцев, Г.Н. Ночевкин Конструкция и прочность самолетов: Учебник для студентов авиационных ВУЗов. - Киев: Высшая школа, 1974 г., 544с.

5. С.М. Егерь Проектирование самолетов: Учебник для студентов авиационных ВУЗов, Москва: Машиностроение, 1983г, 616с.

6. Е.С. Войт, А.И. Ендогур, З.А. Мелик Саркисъян. Проектирование конструкции самолетов: Учебник для авиационных специальностей, Москва: Машиностроение, 1987г, 416с.

7. М.Н. Шульженко Конструкция самолетов: Учебник для авиационных специальностей, Москва: Машиностроение, 1971 г, 416с.

8. М.А. Левин, В.Е. Ильин Современные истребители. Техника молодежи. Энциклопедия техники. - Москва: Хоббитехника, 1994 г., 288 с.

9.Под ред. Кононенко В.Г. Технология производства Л.А.: Курсовое проектирование. Киев: Вища школа. 1974г.-224стр.

10. Под редакцией Рудмана Л.И. «Справочник конструктора штампов», Листовая штамповка, М.: Машиностроение, 1988г., 460стр;

11. Романовский В.П. Справочник по холодной штамповке, Москва: Машиностроение.1979г. 520стр.

12. Набатов А.С. Проектирование технологических процессов в производстве Л.А. и А.Д. Харьков, ХАИ.1987г.-98стр.

13 Под редакцией Р.Г. Гордовской, Справочное пособие: «Единая система конструкторской документации. Общие правила выполнения чертежей»,Москва: Изд. Стандартов, 1984 г.,232 с.

14 В.Н. Клименко, А.А.Кобылянский, Л.А. Малашенко Приближенное определение основных параметров самолета. Часть 1. - Харьков: Харьковский авиационный институт, 1986 г., 40с.

15 В.Н. Клименко, А.А.Кобылянский, Л.А. Малашенко Приближенное определение основных параметров самолета. Часть 2. - Харьков: Харьковский авиационный институт, 1989 г., 54с.

16 Л.Д. Арсон, В.И. Рябков, Т.П. Цепляева Проектирование лонжеронов. Учебное пособие по практическим исследованиям, курсовому и дипломному проектированию. - Харьков: Харьковский авиационный институт, 1981 г., 67с.

17 В.Д. Пехтерев, В.Н. Носик. Графоаналитический метод проектирования сжатых панелей. Учебное пособие по практическим исследованиям, курсовому и дипломному проектированию. - Харьков: Харьковский авиационный институт, 1984 г., 32с.

18. П.В. Дыбский, В.Д. Пехтерев Топливные системы: Учебное пособие. - Харьков: ХАИ, 1976. - 42 с.

19 К кинематическому расчету систем основного управления самолетом: Учебное пособие. - Харьков: ХАИ, 1972. - 57 с.

20. Черепенников Б.А., Околота Н.В. Обозначение чертежей и оформление учебно- конструкторской документации. Методические рекомендации по курсовому и дипломному проектированию. - Харьков: ХАИ, 1978. - 57 с.

21. Л.А. Евсеев Расчет на прочность крыла большого удлинения. Учебное пособие. - Харьков: ХАИ, 1985. - 106 с.

22. Л.Д. Арсон, В.И. Рябков, В.А. Урбанович Вариантное конструирование самолетных агрегатов. Учебное пособие по практическим исследованиям, курсовому и дипломному проектированию. - Харьков: Харьковский авиационный институт, 1976 г., 36с.

23. «Исследований крыла обратной стреловидности». Новости зарубежной науки и техники, серия: «Авиационная и ракетная техника» обзоры и рефераты по материалам иностранной печати № 21 (1547), ноябрь 1986 г. Центральный аэрогидродинамический институт им. Н.Е. Жуковского, с. 1 - 36.

24. «Зарубежное исследование крыла обратной стреловидности и программа эксперементального самолета Грумман Х - 29 А». Новости зарубежной науки и техники. Серия: «Авиационная и ракетная техника». Обзоры и рефераты по материалам иностранной печати № 9, 1983 г. Центральный аэрогидродинамический институт им. Н.Е. Жуковского, ст 1 - 12.

25. «Характеристики устойчивости и управляемости истребителя Х - 29 с крылом обратной стреловидности при больших углах атаки». Новости зарубежной науки и техники. Серия: «Авиационная и ракетная техника». Обзоры и рефераты по материалам иностранной печати № 9, 1982 г. Центральный аэрогидродинамический институт им. Н.Е. Жуковского, ст 9 - 20.

Размещено на Allbest.ru