Сборник тезисов докладов X Международной молодежной научной конференции

Полярное сияние 2007

Ядерное будущее: безопасность, экономика и право

Содержание сборника

Секция «Безопасность реакторов и установок ЯТЦ»

Все доклады секции


ОСОБЕННОСТИ МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ПОСАДОЧНЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЛЯ САМОСТЫКУЮЩИХСЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СОЕДИНИТЕЛЕЙ

Рыбалкин С.А.

РФЯЦ-ВНИИТФ

При проектировании некоторых изделий, содержащих в своем составе опасный груз и систему автоматики, возникает необходимость применения самостыкующихся электрических соединителей (СЭС), повышающих безопасность и удобство изделий при эксплуатации. Безопасность повышается за счет того, что при расстыковке корпусных частей изделия электрические связи между системой автоматики и опасным грузом автоматически разрываются. СЭС представляют из себя вилку и розетку; розетка крепится неподвижно, а вилка имеет возможность перемещения, что позволяет сочлениться вилке и розетке при отклонении их осей от номинального положения на допустимую величину.

Особенностью применения данных соединителей является то, что их стыковка происходит после начала стыковки корпусных частей изделия и поэтому недоступна для визуального контроля. Подобная особенность требует назначения жестких допусков размеров, входящих в процесс стыковки составных частей изделий. Кроме того, для сочленения соединителей необходимо выполнить ряд условий заданных в конструкторской документации на СЭС (допустимое радиальное смещение осей посадочных поверхностей, допустимый взаимный разворот плоскостей симметрии посадочных поверхностей, допустимая непараллельность осей посадочных поверхностей, линейное расстояние между посадочными поверхностями). Предложенная методика, позволяет автоматизировать подобные расчеты путем разработки и реализации алгоритмов на специализированном пакете программ MathCad. Это существенно упрощает размерные расчеты изделий и сокращает время их проведения.

В одном расчете охвачен весь процесс стыковки составных частей изделий с использованием самостыкующихся электрических соединителей (от начала стыковки корпусных частей до конца стыковки соединителей), что позволяет назначить оптимальные размеры и допуски. Методика так же позволяет рассчитать размеры калибров для проверки расположения СЭС, а также для проверки составных частей изделий перед сборкой. Сложность в подобных методиках представляет расчет несоосности посадочных поверхностей СЭС и взаимного разворота плоскостей симметрии посадочных поверхностей. Другие требуемые параметры к посадочным поверхностям СЭС обеспечиваются путем расчета тривиальных размерных цепей и не требуют специальных алгоритмов. Все расчеты проводятся на максимум-минимум.

Расчет выполняется в следующей последовательности:

• определяется зона возможных перемещений осей СЭС в зависимости от зазоров между составными частями с учетом допусков на размеры. Цилиндр 2 (рис. 1) имеет возможность перемещения внутри цилиндра 1. Точка А принадлежит цилиндру 2 и перемещается вместе с ним. Определяются все возможные положения точки А при перемещении цилиндра 2 в цилиндре 1. При перемещении цилиндра 2 внутри цилиндра 1 геометрическое место точек А представляет собой окружность с радиусом равным размеру b, рисунок 2. При перемещении цилиндра 2, необходимо учитывать и вращательное движение, то есть поворот цилиндра на угол i, при этом зона возможных положений точки А представляется в виде кольца с шириной b, рисунок 3;

Рисунок 1.

Рисунок 2.

 

 

 

Рисунок 3.

• находится зона возможных положений осей СЭС в зависимости от допусков форм и расположения поверхностей;

• находится суммарная зона возможных перемещений осей СЭС от зазоров между составными частями и от допусков формы и расположения поверхностей;

• геометрическим описанием определяется максимальный взаимный разворот плоскостей симметрии посадочных поверхностей;

• угловое перемещение k цилиндра 2 ограничивается пазом на цилиндре 1 и штифтом на цилиндре 2, рисунок 4;

• суммарная зона возможных перемещений осей СЭС ограничивается углом, который соответствует максимальному взаимному развороту плоскостей симметрии посадочных поверхностей СЭС.

В результате определяется зона возможных положений точки А (рис 5). Радиус R в данном случае равен b, а в общем, так как радиус зоны точки А складывается из всех возможных допусков и зазоров, он равен минимальному допуску, который входит в расчет.

Рисунок 4.

Рисунок 5.

Таким образом, использование данной методики, существенно облегчает задачу размерного расчета. Универсальность методики позволяет использовать ее для любых типов соединителей на различных изделиях. Методика обеспечивает вычисление несоосности осей СЭС и взаимного разворота плоскостей симметрии посадочных поверхностей при стыковке, а также позволяет быстро выполнить пересчет при изменении конструкции, что важно при опытном производстве.