Перед фирмой INTERSED заказчиком была поставлена задача по созданию математической модели климатической установки вагона в системе Pro/ENGINEER. За исходные данные был принят комплект документации на бумаге. Для проверки качества выполненной документации было принято решение о подробном моделировании всех входящих деталей.

Необходимо отметить, что в случае работы по проектировочному методу моделирования, многие компоновочные ошибки были бы выявлены намного раньше, был бы значительно упрощен процесс сборки всей установки, она бы могла быть представлена в несколько упрощенном, но более быстрообрабатываемом виде. Но главное, за счет автоматически заданных логических взаимосвязей, все корректировки производились бы в гораздо более сжатые сроки. Весь процесс моделирования производился с использованием только базового пакета Pro/ENGINEER, без прикладных модулей.

Для наглядности изложения мы решили все этапы выполняемой работы описать в данной статье в хронологическом порядке.

22.01 - 6.02.1997. Проводилось моделирование деталей и простых узлов. Были обработаны 462 условные форматки размером А4 чертежной документации без учета спецификаций. В это число вошли и групповые чертежи, с которых фактически создавалось сразу несколько моделей. Конечно нельзя сказать, что вся эта документация была однородной по сложности, но это полная картина для данных условий проектирования. На этом этапе работ было выявлено очень небольшое количество ошибок. В четырех случаях - это нехватка размеров, в двух случаях - неточность при расчете размеров сопряжения и в двух местах уточнение линейных размеров для обеспечения перекрытия деталей в сборке.

В расчете рабочего времени были учтены:

  • процесс подробного просмотра в объеме двух мест сопряжения пространственных рукавов трубопроводов;
  • получение справочных размеров и проверка габаритных пространственных размеров подсборок для их сравнения с ранее произведенными расчетами;
  • показ некоторых проекций сложных вырезов на экране и получение справочных размеров для прорисовки контуров сопряжения на чертежах (были показаны условно).

    • На все это было затрачено 57 рабочих часов. В эти сроки также проводилось начальное обучение, давались ответы на вопросы специалистов, проводилась демонстрация возможностей, согласовывались с руководителями подразделений объемы и порядок работ.

    7.02. - 10.02.97. Выполнялась сборка каркасной рамы из отдельных деталей. В состав этой сборки входит 158 компонентов, выполненных по 35 различным чертежам. Сам сборочный чертеж рамы составляет 24 условных форматки (без учета спецификаций).

    В процессе сборки были выявлены и устранены следующие ошибки:

  • две детали начерчены в зеркальном отображении;
  • один установочный размер ошибочен;
  • два случая несоответствия графики при сборке по указанным установочным размерам.

    • Также были произведены поверочные замеры модели для определения правильности произведенных ранее расчетов и небольшая корректировка размеров по месту (в трех местах).

    11.02. - 13.02.97. Производилась сборка из отдельных деталей камеры смешения. Данная сборка состоит из 50 компонентов, смоделированных по 33 чертежам. Сам сборочный чертеж камеры смешения составляет 24 условных форматки, без учета спецификаций. Для обеспечения габаритов сборки потребовалось создание двух математических моделей готовых изделий по учетным карточкам. При проведении данной сборки выявлены и устранены в 3-х местах несоответствия в размерах деталей и обстановки, выявлена одна деталь, начерченная в зеркальном отображении, отсутствие трех размеров, разночтения в положении отверстий крышек и прокладок под них. Продемонстрированы возможности работы над деталями из сборки. Также были произведены поверочные замеры модели для определения правильности произведенных ранее расчетов.

    14.02.97. Производилась навеска обшивочных листов на каркас рамы. Было выявлено и устранено около десяти ошибочных размеров. Спроектированы и установлены две небольшие подсборки объемом 8 условных форматок без учета спецификаций.

    14.02. - 26.02.97. Заказчик попросил приостановить сборку климатической установки и выполнить дополнительный перечень работ:

  • произвести оценку масс всех деталей и сборок, на которые созданы математические модели;
  • создать упрощенную математическую модель вагона, для которого проектируется климатическая установка;
  • спроектировать упрощенную математическую модель воздуховодов и подсоединительных коробов системы кондиционирования вагона;
  • сделать слепок габаритной модели климатической установки (такая модель является единой твердотельной моделью и все габаритные и присоединительные места являются слепками с подобных мест на общей cборке. В случае изменения деталей, поверхности которых нашли отражение в габаритной модели, сама габаритная модель будет автоматически приведена в соответствие);
  • выполнить сборку системы кондиционирования вагона на основе габаритной модели климатической установки;
  • создать математические модели готовых (покупных) изделий (вентилятор, компрессоры, электромеханические заслонки, влагоотстойник, обратные клапаны, теплообменники. Это как правило агрегаты сложной геометрии. Модели их создавались в основном по учетным карточкам или габаритным сборочным чертежам. Основной задачей было сохранение габаритных и проверка присоединительных размеров. Внешний вид этих изделий приблизителен);
  • получить справочную информацию по геометрии выполненных моделей, определить зазоры, получить развертки для пяти конусов из листового материала и решить другие небольшие задачи по просьбе конструкторов.

    • Указанные работы были выполнены.

    26.02. - 28.02.97. Выполнена сборка климатической установки.

    В состав этой сборки вошли 482 отдельных детали (без учета крепежа). Это отдельные детали по 150 чертежам, модели готовых изделий и уже созданные сборки рамы и камеры смешения. На данном этапе работ, как и ожидалось, встретилось наибольшее количество ошибок и затрачено наибольшее время на их исправление. Несмотря на то, что все работы по исправлению ошибок производились из упрощенного представления сборки, все это могло быть сделано гораздо быстрее, если бы была создана идеологическая модель всей установки, а не ее контрольная сборка.

    Примеры выявленных ошибок и их устранение

    1 При установке трубы между теплообменниками обнаружилось пересечение ее с кронштейном на раме. На нем должен быть установлен хомут крепления этой трубы. Анализ показал, что на сборочном чертеже размер с неверным базированием.

    После замены способа базирования кронштейна и проверки всех зазоров для установки контргаек, запасов на регулировку ошибка успешно устранена.

    2 При установке трубы по посадочным местам выявлена неточность в расчете выреза под нее в разделительной перегородке Были определены реальные зазоры до каркасных элементов рамы.

    Вместо неточного выреза был предложен новый с обеспечением гарантированного зазора между трубой и краями выреза.

    3 При установке вентилятора по посадочным местам обнаружена ошибка в местоположении ответных элементов на камере смешения по всем трем осям. Откорректировано местоположение фланца на диффузоре. При совмещении с ответными частями возникла помеха в виде кронштейна для крепления контрольных приборов. При имитации реальной ситуации было определено новое местоположение кронштейна с учетом зазоров до ближайших агрегатов и новых положений контрольных штуцеров. Эта перекомпоновка потребовала определения новых вырезов в разделительной перегородке.

    По всем изменениям были даны рекомендации и справки для корректировки существующей и выпуска новой ремонтной документации.

    4 При установке трубопроводов, выходящих на верхнюю панель, по всем пяти установочным местам обнаружено несоответствие положения труб и отверстиями под них в панели. Кроме того, не обеспечены требуемые высоты выхода торцев труб над панелью.

    Для исправления ошибок потребовалась корректировка семи размеров на панели и длин двух труб.

    5 При установке трубы по посадочному месту с условием параллельности по фланцу обнаружилась несоосность с ответным патрубком и с патрубком в камере смешения. Между смежными фланцами существует зазор, которого не должно быть, и рассогласованы отверстия крепления.

    Была проведена корректировка семи размеров на трех деталях и одной сборке. Для корректировки чертежной документации выданы все размеры, в том числе и дополнительные для перевода угловых размеров в линейные.

    6 Для корректного подсоединения была неверно рассчитана длина трубопровода. Проверены расчетные данные по выходным точкам агрегата.

    Размер трубопровода откорректирован.

    7 При общем анализе сборки на зазоры выявлены, но не были исправлены малые зазоры между отдельными агрегатами:

  • Зазор в 13 мм между торцем штепсельного разъема и стенкой кронштейна навески вентилятора. Ось разъема совпадает со стенкой кронштейна врезается в улиту вентилятора на 2 мм.
  • Зазор между навесной коробкой управления компрессора и трубопровода в 1,9 мм.
  • Зазор между трубой рамы и теплообменником 1 мм.