CC BY
105
УДК 623.419
ТЕХНИЧЕСКИЕ ПУТИ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ РЕМОНТА ИЗДЕЛИЯ БМ-21 «ГРАД»
П.В. Филатов, А.В. Полянсков
Рассмотрен технический путь модернизации типового технологического процесса капитального ремонта изделия БМ-21 «Град», заключающийся в поиске возможности распараллеливания ряда технологических операций для сокращения общего времени выполнения капитального ремонта. Предложено устройство для проведения де-фектации артиллерийской части изделия, позволяющее не задействовать узлы электропривода штатного автомобильного базового шасси.
Ключевые слова: БМ-21, техническое обслуживание, капитальный ремонт, технологический процесс, стенд, контроль технического состояния, метод конечных элементов.
В условиях современных войн, характеризующихся высокой интенсивностью и напряженностью боевых действий, а также ввиду роста технической и технологической сложности вооружения и военной техники вероятность выхода их из строя по боевым и техническим причинам существенно возрастает. Соответственно возрастает и важность своевременного и качественного технического обеспечения, и ремонта, что в свою очередь требует от личного состава высокого уровня профессиональной подготовки, наличия возможности постоянно его повышать [1].
Изделие БМ-21 «Град» представляет собой комплексный образец ракетно-артиллерийского вооружения (РАВ), поэтому при проведении капитального ремонта (технического обслуживания) помимо артиллерийской части изделия проводится ремонт по техническому состоянию (РТС) или регламентированное техническое обслуживание (РТО) автомобильного базового шасси (АБШ) [2,3]. Анализ технического состояния изделий, поступающих для проведения капитального ремонта в стационарный ремонтный орган (в/ч 74017, г. Уссурийск Приморского края), а также опыта проведения выездного ремонта в частях и соединениях Восточного военного округа (ВВО) показал, что состояние силовой установки АБШ изделия БМ-21, как правило, неудовлетворительное и не позволяет производить дефекта-цию электропривода, цепи стрельбы и пневмосистемы изделия в целом. Требуется от трех (снятие двигателя с длительного хранения) до семи (де-фектация и ремонт при наличии специалиста) рабочих дней для запуска силовой установки (рис. 1).
Кроме того, даже замена или ремонт силовой установки АБШ не может гарантировать правильную работу электропривода и цепи стрельбы. Неудовлетворительное знание материальной части личным составом боевых подразделений приводит к тому, что при ремонте или замене агрегатов АБШ выводятся из строя основные системы артиллерийской части.
233
Рис. 1. Восстановление силовой установки АБШ
Неудовлетворительная эксплуатация со стороны личного состава артиллерийских подразделений приводит к выходу из строя основных элементов электропривода: станции питания, реле Р-5М (РН-116) и фильтра Ф-5 (рис. 2).
Рис. 2. Фактическое состояние узлов электропривода
Анализ типового технологического процесса капитального ремонта изделия БМ-21 показал, что общая продолжительность ремонта одного изделия составляет около 1100 ч. Общая продолжительность операций де-фектации и ремонта силовой установки, а также станции питания в сборе составляет около 200 ч. и являются обязательными. Дефектация электропривода и цепи стрельбы, которая является основополагающей при дефек-тации изделия в целом и назначении вида и способа ремонта невозможна раньше, чем будут выполнены вышестоящие операции. Другими словами, невозможно провести дефектацию основных систем артиллерийской части изделия - электропривод, пневмосистема, цепь стрельбы, пока силовая установка АБШ и станция питания не будут отремонтированы.
Таким образом, в качестве направления модернизации типового технологического процесса был выбран поиск возможности распараллеливания ряда технологических операций для сокращения общего времени выполнения капитального ремонта.
Одним из многочисленных вариантов является устройство для проведения дефектации артиллерийской части изделия, которое давало бы возможность не задействовать узлы электропривода штатного АБШ. В качестве такого устройства может быть рассмотрен стенд, который должен отвечать следующим требованиям:
- возможность размещения артиллерийской части изделия;
- возможность автономного питания силовой цепи электропривода и цепи стрельбы артиллерийской части;
- обеспечение питания пневмосистемы артиллерийской части;
- возможность проведения технического диагностирования (ТД) и дефектации артиллерийской части;
- обеспечение разборки-сборки артиллерийской части;
- обеспечение испытаний артиллерийской части после проведения капитального ремонта.
Предварительный вариант стенда представлен на рис. 3.
Рис. 3. Принципиальная схема предлагаемого стенда
В качестве отправной точки для проектирования стенда выбирали штатный стенд, изготавливаемый ремонтным органом, чертеж которого представлен в технических условиях на капитальный ремонт. Для соблюдения требований техники безопасности и для удобства проведения работ по проверке, разборки-сборки и испытанию артиллерийской части изделия решили удлинить раму штатного стенда и оснастить разрабатываемый стенд дощатым настилом, лестницей и поручнями. Для исключения опрокидывания стенда придали его форме трапецеидальный профиль с массивной нижней обвязкой, выполненной из стандартного проката.
Для дефектации и испытания артиллерийской части изделия БМ-21 в сборе стенд оснастили штатной станцией питания с пусковой установки 9П135 «Град-1», приводимой во вращение трехфазным электродвигателем, мощностью 7кВт через карданную передачу и повышающий редуктор соответственно.
Рассматриваемый стенд представляет собой сварную конструкцию, которая собирается из деталей, выполненных из стандартного проката:
- швеллер 27П, 10П (ГОСТ 8240-97);
- прокат круглый d80 (ГОСТ 2590-88).
235
Основные геометрические параметры и стоимость выбранных материалов представлены в таблице.
Характеристика используемых материалов
№ п/п
Тип профиля
Марка, ГОСТ
Параметры
Цена за 1т.
руб-
1.
27П (ГОСТ8240-97)
И=270мм; s = 6мм; b = 95мм; m = 27,7 кг/м.
10П
(ГОСТ8240-97)
h= 100 мм; s= 4,5 мм; Ь=46мм; m=8,59 кг/м.
30 800
26 500
2.
d80
(ГОСТ 2590-88)
d= 80 мм; m= 29,46 кг/м.
28 500
В качестве поставщика материала рассматривалась группа компаний «Ленспецсталь» и ОАО «Стальмаш».
Следующим шагом проектирования стало моделирование силового нагружения стенда в процессе эксплуатации - расчет несущей конструкции стенда на прочность. Задачу моделирования силового нагружения разработанной конструкции стенда решали при использовании метода конечных элементов (МКЭ). Основной задачей моделирования являлось создание твердотельной модели разрабатываемого стенда, разбиение ее на конечные элементы (КЭ) таким образом, чтобы учет картины исследуемых деформаций проводился при задании исходных данных. Построению конечно-элементной модели всегда предшествует построение, так называемой, твердотельной модели. Для построения твердотельной модели использовали систему гибридного параметрического моделирования SolidWorks [4].
Стенд моделировали в соответствии с эскизом и геометрическими размерами стандартных деталей, взятыми из ГОСТов (таблица), используя восмиузловой КЭ, в декартовой системе координат. Полученную твердотельную модель разбивали на конечные элементы. Для повышения точности расчета строили два типа конечно-элементной сетки - структурированную и неструктурированную. В результате проведенных операций получи-
236
ли конечно-элементную, твердотельную модель, которая по своим массово-габаритным параметрам идентична реальной несущей конструкции разрабатываемого стенда (рис. 4).
Рис. 4. Создание твердотельной модели стенда
Алгоритм создания твердотельной, конечно-элементной модели, а также задания параметров и начальных условий нагружения для расчета приведен на рис.4.
Моделирование проводили в инженерном программном комплексе ANSYS (приложение Static Structural Analiz) для разработанной конструктивной схемы (рис. 4). Исходя из массово-габаритных характеристик артиллерийской части изделия 2Б17, взятых из чертежной и нормативно-технической документации, для проведения численного моделирования задавали поверхности контакта, направление и величины сил, действующих на раму стенда в процессе эксплуатации (рис. 4).
В результате численного моделирования определяли коэффициент запаса прочности, полную деформацию элементов конструкции, эквивалентные напряжения, энергию деформации и относительную деформацию с учетом шести степеней свободы [5,6]. Результаты численного моделирования для несущей рамы разрабатываемого стенда приведены на рис. 5.
Внедрение в типовой технологический процесс капитального ремонта изделия 2Б17 принципа распараллеливания и передачи автомобильно-базового шасси в сервисный центр за счет использования разработанного стенда позволил сократить время на капитальный ремонт со 1104 ч. до 985 ч. Разница этих значений составляет 119 ч, т.е. 10,7 % от времени типового технологического процесса.
Общий вид коэффициент запаса прочности п=15
Полная деформация, мм Эквивалентное напряжение по Мизесу
Конечно-элементная сетка Оценка деформаций
Рис. 5. Результаты численного моделирования
Разработанный стенд контроля технического состояния, разборки, сборки и испытания артиллерийской части изделия 2Б17 реализован в ремонтном процессе в отделе ремонта артиллерийского вооружения в/ч 59313-46 (г. Уссурийск Приморского края).
Список литературы
1. Герасимов В.В. Опыт русской армии в Сирии // Военно-промышленный курьер. Общероссийская еженедельная газета № 9 (624) от 9 марта 2016 года.
2. Изделие БМ-21. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. М.: Воениздат, 1990. 382 с.
3. Технические условия на капитальный ремонт изделия БМ-21 «Град» (№ А 812-74). М.: ГРАУ МО РФ, 1990. 620 с.
4. Чигарев, А.В., Кравчук А.С., Смалюк А.Ф. SolidWorks для инженеров. справ. пособие. М.: Машиностроение, 2004. 515 с.
5. Филатов П.В., Кузнецов А.С., Кознова М.В. Исследование динамики прибора бесшумной стрельбы с помощью программного комплекса ANSYS // Сборник трудов VIII Региональной НТК РАРАН. Пенза: ОАО НПП «Рубин», 2012. С.120 - 128.
6. Передрей Ю.М. Математические методы в технологии машиностроения: учебно-методическое пособие. Пенза: Пенз. гос. технол. акад., 2007. 204 с.
Филатов Павел Вячеславович, канд. техн. наук, старший преподаватель кафедры, ussur_tigr_103@mail. ru, Россия, Пенза, Пензенский филиал военной академии материально-технического обеспечения,
Полянсков Александр Владимирович, преподаватель кафедры, iri-na7pp@,gmail. com, Россия, Пенза, Пензенский филиал военной академии материально-технического обеспечения.
TECHNICAL WAYS TO IMPROVE REPAIR PRODUCTS BM-21 «GRAD» P. V. Filatov, A. V. Polyanskov
Considered a technical improvement over the typical production process of capital repair of the product the BM-21 "Grad", which consists in finding the paralleling of a number ofprocessing operations to reduce the total execution time of a major overhaul. The proposed device for carrying out an inspection of the artillery of the product, allowing not to use the nodes of the electric vehicle's base chassis.
Key words: BM-21, maintenance, overhaul, process, stand, condition monitoring, finite element method.
Filatov Pavel Vyacheslavovich, candidate of technical sciences, senior lecturer, us-sur_tigr_103@mail. ru, Russia, Penza, Penza branch of the military Academy logistics,
Polyanskov Alexander Vladimirovich, lecturer, irina7pp@,gmail.com, Russia, Penza, Penza branch of the military Academy logistics
