Стоимостные аспекты при разработке электромеханических приборов автоматики

Китаев В.Н. СТОИМОСТНЫЕ АСПЕКТЫ ПРИ РАЗРАБОТКЕ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ ПРИБОРОВ АВТОМАТИКИ

Электромеханические приборы автоматики традиционно применяются и будут применяться в специзде-лиях (СИ) для обеспечения алгоритма работы системы автоматики на траектории (при применении) и безопасности СИ при эксплуатации и в аварийных ситуациях.

На базе достигнутого научно-технического задела необходимо дальнейшее развитие этого направления приборостроения для обеспечения все более возрастающих требований к СИ по безопасности и надежности функционирования в условиях воздействия жестких внешних воздействующих факторов.

Для применения в разработках по альтернативной тематике - обычных боевых частей (ОБЧ) целесообразно развивать приборное направление по созданию физфакторных малогабаритных датчиков простейшей конструкции с малой трудоемкостью изготовления. Аналогичные датчики (ускорения и температуры) необходимы также для автономных систем регистрации нерегламентированных (аварийных) воздействий.

На предприятиях отрасли сложились сильные конструкторские школы прибористов, позволяющие решать самые сложные задачи по созданию приборов системы автоматики СИ. В разработках, проводимых предприятиями отрасли ранее, не ставилось в качестве основной задачи снижение стоимости серийного изготовления разрабатываемой продукции.

Расширение тематик предприятий-разработчиков шире задач создания СИ заставляет рассматривать стоимостные требования в числе приоритетных. Например, при разработке ОБЧ и их составных частей только технические характеристики не являются основными и достаточными критериями для принятия решения о производстве разработанных объектов.

Стоимость изготавливаемой продукции может быть снижена принятием соответствующих организационно-технологических мер предприятиями-изготовителями, однако это зачастую возможно только при стабильном и большом заказе, когда затраты на подготовку производства возможно учесть и распределить в стоимости выпускаемой ритмично и большими партиями продукции.

Возможность выполнения технических требований к прибору или устройству должна рассматриваться еще на стадии их проектирования и только совместно со стоимостными требованиями.

Для этого технические решения, примененные в приборе, должны предполагать использование при изготовлении:

- существующего на предприятии оборудования и освоенных технологий;

- прогрессивных методов изготовления.

Требования по точности изготовления деталей должны быть оптимальными. Погрешности изготовления должны компенсироваться, например, регулировками при сборке прибора.

Возможность обеспечения низкой стоимости изготовления прибора может быть рассмотрена на примерах разработки пороговых инерционных включателей (ИВ) ИВ20 и ИВ24.

ИВ ИВ20, показанный на рисунке 1, разрабатывался для изделий группы 7.1 по ГОСТ РВ20.39.306-98, в приборе в полном объеме использованы созданные в ходе разработки технические решения, защищенные двумя патентами РФ [1, 2] . В приборе инерционное тело удерживается в исходном положении

магнитной системой и размещено на цилиндрической направляющей с возможностью поступательного перемещения и вращения при действии ускорения. В конце поворота инерционное тело переключает контактную систему, обеспечивая срабатывание прибора.

ИВ имеет малые габариты, высокую траекторную надежность, подтвержденную при летных испытаниях более десяти комплектаций изделия. Он сохраняет исходное состояние контактной системы при действии вибрации, срабатывает при воздействии на траектории линейного ускорения не меньшего уставки и обеспечивает переключенное (сработанное) состояние контактной системы до прекращения воздействия ускорения.

ИВ20 содержит 20 типоразмеров деталей, 3 типоразмера изделий внешней поставки (ИВП), две сборочные единицы, собранные предварительно, позволяют исключить отсев полностью собранных приборов из-за возможных дефектов этих сборок и сократить объем проверок собранных приборов. Контактная система ИВ имеет 3 замыкающих и 1 размыкающий контакт.

ИВ ИВ24, показанный на рисунке 2, разрабатывается для использования в ОБЧ, где доминирующее требование - обеспечение низкой стоимости изготовления и малые габариты. В ИВ24 использовано в полном объеме созданное в ходе разработки техническое решение, защищенное патентом РФ [3]. В приборе сферическое инерционное тело из магнитопроводящего материала удерживается в исходном положении магнитом с магнитной системой, контактные пары исходного и сработанного положений выполнены обе в виде двух параллельно расположенных проволочек. Инерционное тело выполнено с токопроводящим покрытием с возможностью перемещения от действия ускорения до перемыкания контактной пары сработанного положения.

Прибор выполнен в миниатюрном исполнении с принятием конструктивных мер по повышению технологичности изготовления. Корпус выполнен из диэлектрического материала литьем или прессованием. ИВ имеет 1 размыкающий и 1 замыкающий контакт.

Рисунок 1. Внешний вид ИВ ИВ2 0

Рисунок 2. Внешний вид ИВ ИВ24

ИВ2 4 состоит из 4 типоразмеров деталей и 1 ИВП (всего 9 деталей), магнитная система, выполненная отдельной сборочной единицей, упрощает сборку и регулировку ИВ.

Оба прибора - ИВ20 и ИВ24, работоспособны в одинаковых условиях и могут выполнять в изделии одни и те же функции по коммутации электрических цепей. Однако конструкция ИВ2 4 значительно проще и технологичнее конструкции ИВ2 0. Сопоставительный анализ приборов приведен в таблице.

ИВ2 4 может быть применен вместо ИВ2 0. При необходимости большего числа замыкающих контактов возможно использование нескольких ИВ ИВ2 4. Даже в этом случае их суммарная стоимость будет значительно ниже стоимости одного ИВ ИВ20.

Приведенный пример наглядно иллюстрирует возможности значительного снижения стоимости изготовления электромеханических приборов автоматики при рациональных подходах к их конструированию и, следовательно, подтверждает необходимость и актуальность разработки конкурентоспособного приборного обеспечения, в том числе и для ОБЧ, на предприятиях отрасли.

Таблица. Сопоставительный анализ приборов

Параметр ИВ2 0 ИВ2 4

Габаритные размеры (без токовыводов), мм 022x22 15,5x11x13

Масса, г 50 7

Диапазон уставок (порога срабатывания), м/с2 50 ... 500 50 ... 500

Количество типоразмеров деталей, шт. 20 4

Общее количество деталей, шт. 45 8

Количество типоразмеров ИВП, шт. 3 1

Общее количество ИВП, шт. 20 1

Количество типоразмеров деталей, изготавливаемых прогрессивными методами, шт. 3 3

Наличие технологических операций, при которых возможен отсев приборов + (Стеклоспаи) —

Количество контактов (замыкающих и размыкающих) 3 + 1 1 + 1

Трудоемкость изготовления (опытный образец), нормо-ч 250 10

Технические решения рассмотренных ИВ создавались практически одним и тем же коллективом разработчиков. Значительное преимущество ИВ2 4 по сравнению с ИВ2 0 по стоимости изготовления и массогабаритным характеристикам свидетельствует о росте квалификации разработчиков и всей конструкторской школы прибористов предприятия и о совершенствовании их подходов к задачам конструирования приборов, конкурентных, в том числе, и вне отрасли.

ЛИТЕРАТУРА

1 Зайковский С.Н., Китаев В.Н., Михайлов М.В., Панкратов Г.А., Сафонов Д.И. Инерционный включатель. Патент РФ №2192683 С2, Н 01 Н 35/14, заявка №2000107929/09 от 03.04.2000, опубликовано

10.11.2002, бюллетень №31.

2 Зайковский С.Н., Китаев В.Н., Михайлов М.В., Панкратов Г.А., Сафонов Д.И. Инерционный включатель. Патент РФ №2193800 С2, Н 01 Н 35/14, заявка 2 0 0 0118577/09 от 17.07.2000, опубликовано

27.11.2002, бюллетень №33.

3 Китаев В.Н. Инерционный переключатель. Патент РФ № 2362233 С2, Н 01 Н 35/14, заявка

№2007148252/09 от 24.12.2007, 2009 г..