CC BY
51
УДК 658.562
Ю.С. Клочков, канд. техн. наук, доц., (846) 267-43-21, assistantssau@mail.ru (Россия, Самара, ПРО АПК)
ОЦЕНКА КАЧЕСТВА КЛЕЕВОГО СОЕДИНЕНИЯ РАКЕТНЫХ ОБТЕКАТЕЛЕЙ
Предлагается методика оценки качества клеевого соединения ракетных обтекателей на основе БЫКЛ -анализа. Разработаны критерии выбора коэффициентов для расчета приоритетного числа риска. В качестве оценки изменения количественных показателей клеевого соединения предложена модификация индекса воспроизводимости Срк.
Ключевые слова: ракетный обтекатель, клеевое соединение, БЫЕЛ-анализ, индекс воспроизводимости.
Основной проблемой статических испытаний ракетных обтекателей, является низкая точность (достоверность) результатов испытаний. Она определяется наличием случайного выбора направления поперечного силового нагружения в процессе статических испытаний. Кроме этого, серьезной проблемой является низкая точность задания температурных полей на поверхности керамических материалов, связанная с высокой погрешностью измерения температуры наружной поверхности при внешнем нестационарном инфракрасном нагреве. Поэтому качество клеевого соединения металлического шпангоута и керамической оболочки оценить довольно сложно.
Комплексная задача создания нового обтекателя включает разработку узла соединения неметаллической оболочки со вторым отсеком, выполненным из металла. Здесь ограничено применение механических соединений - фланцевых, сварных, болтовых и т.д. Наибольшее распространение получил способ соединения керамической оболочки со шпангоутом упругими клеями. Клеевое соединение в этом случае несет не только соединительные функции, но и функции важного конструктивного элемента, распределяющего напряжения в местах возможных их концентраторов.
Опыт экспериментальных исследований показывает, что зона соединения является наиболее «слабым», с точки зрения прочности, узлом конструкции. В более чем 95 % случаев «очаг» разрушения керамической оболочки в процессе статических испытаний находится именно в этой зоне.
Для оценки качества клеевого соединения предлагается использовать следующие показатели:
1ср - среднее осевое перемещение оболочки относительно шпангоута;
у - угол наклона плоскости торца оболочки. Данный параметр характеризует равномерность распределения сдвиговых свойств клея по окружности изделия;
фо - направление положения точки торца с максимальным перемещением в осевом направлении. Данный параметр показывает направление «слабого» места соединения.
В качестве оценки изменения указанных количественных показателей клеевого соединения предложен индекс воспроизводимости:
= ВГД-ПК,
35
где ВГД - граница допуска (для осевого перемещения или для угла наклона); ПК - максимальное осевое перемещение или угол наклона плоскости торца; 5 - среднее квадратичное отклонение.
Минимальное требование по уровню Срк необходимо установить равное 2, так как при этом гарантировано обеспечиваются требования по прочности. Результаты расчетов индекса воспроизводимости используются при прохождении предприятиями сертификации на соответствие требований ГОСТ РВ 15.002.
В качестве методов регулирования процесса клеевого соединения был предложен механизм оценки потенциальных несоответствий, который основан на FMEA-анализе. Анализ характера и последствий несоответствий процесса клеевого соединения производится за счет расчета приоритетного числа риска, который показывает, какие возможные отказы и их причины являются наиболее существенными, а, следовательно, по каким из них следует принимать предупреждающие меры. Расчет приоритетного числа риска основан на экспертной оценке процесса и ведется по следующей формуле:
К =Б -О - О,
где 5 - коэффициент, учитывающий значение последствий отказов (тяжесть последствий); О - коэффициент, учитывающий вероятность, с которой несоответствие или его причина не может быть обнаружены до возникновения последствий; D - коэффициент, учитывающий вероятность возникновения.
В качестве экспертов оценивающих процесс клеевого соединения кроме специалистов предприятия следует привлекать представителей заказчика, результаты оценки должны быть утверждены. В случаях, когда показатель приоритетное число риска К превысил пороговое значение, равное 100, разработаны рекомендации по снижению вероятности появления несоответствий (табл. 1). Для обеспечения грамотной оценки процесса клеевого соединения разработана таблица значений коэффициентов (табл. 2), которая позволяет однозначно определять весомости 5, О, D. Данная таблица должна войти в стандарт организации по проведению FMEA-анализа процессов производства.
Таблица 1
Результаты ¥МЕА-анализа____________________
Потенци- альное несоот- ветствие Последствия несоответст- вия S Потенци- альная причина О Меры контро- ля D П Ч Р Рекомен- дуемые действия
Неверная дозировка компо- нентов Непроклей 7 Низкая квалификация персонала 4 _ 3 120 Применение дозаторов
Пониженная прочность 10
Длительное отверждение клея 4
Неудовлетво- рительные сдвиговые свойства 10
Неудовлетво- рительные сдвиговые свойства 10
Несоот- ветст- вующая толщина слоя Непроклей 7 Низкая квалификация персонала Неудовле-творительные процедуры хранения 6 _ 4 240 Применение дозаторов при нанесении клея
Пониженная прочность 10
Длительное отверждение клея 4
Неудовлетво- рительные сдвиговые свойства 10
Недостаточное время выдержки схватывания Пониженная прочность 10 Отсутствие процедуры идентификации 6 Опера- цион- ный кон- троль 3 ОО О Разработка процедуры контроля, позволяющей идентифицировать время выдержки
Длительное отверждение клея 4
Неудовлетво- рительные сдвиговые свойства 10
Таблица 2
Значения коэффициентов
Значение 5 Показатель
Надежность работы обтекателя останется неизменной. 1
Надежность работы обтекателя останется неизменной, но потребуются дополнительные ресурсы для процесса производства 4...6
Существенные функции системы полностью выпадают, или промежуточный продукт не поддается дальнейшей обработке 7...8
Тяжелые последствия отказа, ведущие к забраковке продукта 9.10
Значение О Вероятность не выявления, % Показатель
Возникающие отказы или причины отказов явно распознаются не более 0,01 1
Выявление возникающих отказов или причин отказов очень вероятно не более 0,1 2.3
Выявление возникающих отказов или причин отказов вероятно; проводимые испытания/ технологические проверки относительно достоверны не более 0,3 4.5
Выявление возникающих отказов или причин отказов менее вероятно; проводимые испытания/ технологические проверки недостаточно достоверны не более 2 6.7
Выявление возникающих отказов или причин отказов весьма затруднительно; проводимые испытания неэффективны не более 10 8.9
Возникающие отказы или причины отказов выявить нельзя более 10 10
Значение D Вероятность несоответствия в % Показатель
Вероятность близка к нулю менее 0,00001 1
Очень незначительная вероятностью 0,00001 <Ро<0,0005 2.3
Незначительная вероятность 0,0005<Ро< 0,5 4.6
Средняя вероятность 0,5<Ро<5 7.8
Высокая вероятность Ро>5 9.10
Процедура обязательной сертификации производств техники военного назначения заставляет использовать представленные методы стати-
стического анализа процессов. Каждая из методик требует дополнительной адаптации. Представленные материалы прошли апробацию на ряде предприятий оборонного комплекса.
Список литературы
1. Методика статических испытаний оболочечных конструкций типа тел вращения / В.А. Барвинок [и др.] // Авиационная промышленность. 2008. № 4.
2. Анализ разрушения в экспериментальных исследованиях прочности обтекателей ракет из керамических материалов / М.Ю. Русин [и др.] // Авиационная промышленность. 2005. № 4. С.31 - 38.
3. Покрытия для исследования напряженно-деформированного состояния керамических элементов летательных аппаратов / В.С. Райлян [и др.] // Авиационная промышленность. 2006. № 2. С.49 - 52.
Y. Klochkov
Quality estimation of adhesive-bonded joint of rocket cowlings
The article deals with the methods of quality estimation of adhesive-bonded joint of rocket cowlings based on the FMEA-analysis. Criteria for choice of coefficients for calculation of priority number of risks are developed. Modification of capability index Cpk is suggested as an estimation method for the quantity index change of adhesive-bonded joint.
Key words: Keywords: rocket fairing, adhesive bonding, FMEA-analysis, the index of reproducibility
Получено 04.08.10
УДК 664.1.002.5:612.39:664.504:664.013.8:614.84:339.138 В.Б. Морозов, канд. техн. наук, доц., (4872) 33-25-38, qtay@rambler.ru (Россия, Тула, ТулГУ)
КОМПЛЕКСНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ КАК ЭЛЕМЕНТ КАЧЕСТВА В ПИЩЕВЫХ И ПЕРЕРАБАТЫВАЮЩИХ ПРОИЗВОДСТВАХ
Комплексно рассмотрены особенности безопасности предприятий и продукции пищевых и перерабатывающих производств с физиологической, экологической, (противо)пожарной и общественной позиций.
Ключевые слова: качество, пищевые и перерабатывающие производства, безопасность, комплекс.
Безопасность представляет собой не просто состояние или функцию, характеризующуюся отсутствием опасности, но и включает в себя предупреждение этой опасности или ее устранение при возникновении.
