Совершенствование технологических процессов войскового ремонта бронетанкового вооружения и техники
В современных условиях в системе восстановления бронетанкового вооружения и техники (БТВТ) складывается противоречивая ситуация, характеризующаяся конструктивным усложнением объектов, с одной стороны, и недостаточным вниманием к развитию технологических процессов их ремонта в войсках с другой.
Следствием данной ситуации является:
• снижение качества войскового ремонта;
• сверхнормативное пребывание БТВТ в ремонте;
• повышенный расход материальных и трудовых ресурсов.
Ограниченность ресурсов, выделяемых на войсковой ремонт БТВТ, и конструктивное усложнение объектов приводит к снижению темпов и качества их ремонта. То есть проблема совершенствования технологических процессов войскового ремонта БТВТ перешла из технической в военно-экономическую область.
Какими могут быть основные направления совершенствования технологических процессов войскового ремонта БТВТ?
Основные из них связаны с развитием технологического оснащения подвижных средств ремонта (ПСР) и паркового оборудования пунктов технического обслуживания и ремонта (ПТОР) БТВТ в части:
• модернизации и разработки нового высокопроизводительного малогабаритного технологического оборудования на перспективной элементной базе;
• развития перспективных средств технического диагностирования и автоматизации обработки информации о техническом состоянии БТВТ и их составных частей;
• сокращения номенклатуры и объемно-массовых характеристик технологического оборудования;
• механизации и автоматизации технологических процессов ремонта БТВТ;
• разработки грузоподъемных устройств, обеспечивающих необходимые и достаточные условия выполнения демонтажно-монтажных работ в процессе ремонта БТВТ;
• использование новых технологий изготовления деталей сборочных единиц объектов БТВТ;
• повышения уровня ремонтопригодности БТВТ.
Достижение положительного эффекта по каждому из приведенных направлений возможно в результате выполнения следующих рекомендаций.
а) направляющая опора
б) штатив
Рис. 1. Приспособление И-59 для засверловки трещин, пулевых отверстий в броне
Модернизация и разработка нового высокопроизводительного малогабаритного технологического оборудования на перспективной элементной базе
Особое внимание в технологическом процессе ремонта БТВТ после боевых повреждений уделяется ремонту броневых деталей в полевых условиях.
Основными операциями технологического процесса ремонта брони являются:
• засверловка, разделка и заварка трещин;
• засверловка под пробку и заварка пулевых и снарядных (до 30 мм) отверстий.
Операции выполняются с использованием технологического оборудования сварочной мастерской МС-А с применением сварочного агрегата типа УСА-М.2.
Для засверловки трещин, пулевых отверстий в броне образцов БТВТ необходимо специальное оборудование, обеспечивающее установку и закрепление дрели на броне. До конца 80-х годов прошлого столетия для этих целей использовалось специальное приспособление И-59, которым укомплектовывалась мастерская МС-А.
Рис. 2. Дрель для засверловки трещин, пулевых отверстий в броне
Приспособление (рис. 1а) состояло из двух частей: направляющей опоры, конструктивно выполненной в виде двутавра, и съемного штатива для установки дрели (рис. 1б).
Технология засверловки трещин и пулевых отверстий заключалась в следующем: направляющая приваривалась к броневому корпусу в непосредственной близости к трещине (пулевому отверстию), на направляющую надевался штатив, в который монтировалась дрель (рис. 2). Дрель перемещалась со штативом по направляющей к месту засверловки трещины (пулевого отверстия).
Основными недостатками использования приспособления И-59 являются:
• большая трудоемкость установки приспособления на ремонтируемую броневую деталь (требовалась приварка направляющей опоры);
• при установке направляющей опоры требовалось повышенное внимание сварщика, так как при неточной приварке направляющей ее необходимо переустанавливать (с выполнением сварочных работ).
Установленное на броню приспособление позволяло осуществлять вращение дрели вокруг своей оси на 360 0 с постоянным рабочим радиусом130 мм. Отсутствие возможности регулировки рабочего радиуса дрели уменьшало вероятность попадания сверла в нужную точку сверления. Данное обстоятельство влекло за собой необходимость переустановки, направляющей с последующей ее приваркой.
Большая масса приспособления (около 40 кг) требовала при ее установке привлечения как минимум двух ремонтников.
В настоящее время аналогичные приспособления не входят в состав войсковых ПСР БТВТ. При этом засверловка трещин и пулевых отверстий в броне без использования подобного приспособления практически невозможна.
Одним из перспективных направлений развития средств ремонта брони в составе танкоремонтных мастерских является применение сверлильных машин на электромагнитном основании (рис. 3).
Рис. 3. Сверлильная машина, установленная на верхней лобовой детали танка Т-72
Сверлильная машина на магнитном основании представляет собой небольшое портативное устройство, которое может крепиться к любым поверхностям (горизонтальным и вертикальным) броневых корпусов образцов БТВТ (рис. 4).
Рис. 4. Сверлильная машина, установленная на правой броневой детали бронетранспортера БТР 80
При использовании сверлильной машины на электромагнитном основании можно выполнять рассверловку трещин (пулевых отверстий) в броневых деталях и их разделку перед заваркой. Дополнительно сверлильную машину можно использовать при зенкеровании, нарезании резьбы, а также вместо вертикального сверлильного станка в подвижных ремонтных мастерских (рис. 5).
Рис. 5. Вариант использования сверлильной машины вместо вертикального сверлильного станка на примере танкоремонтной мастерской ТРМ-80
К основным достоинствам сверлильной машины на электромагнитном основании относятся:
• наличие реверса и плавной регулировки оборотов, что позволяет без повреждения сверла или фрезы сверлить твердые марки спецсталей;
• принцип «три в одном», в отличии от приспособления И-59, снижает вероятность утраты какой-либо составной части;
• малая масса (20 кг) и компактность позволяют переносить сверлильную машину, устанавливать и производить работы одним ремонтником;
• оперативность монтажа и демонтажа сверлильной машины на корпус образца БТВТ;
• возможность точной установки возле точки сверления.
Развитие перспективных средств технического диагностирования и автоматизации обработки информации о техническом состоянии БТВТ и их составных частей
Необходимо подчеркнуть, что возможности совершенствования технического диагностирования современных образцов БТВТ ограничены особенностями конструктивного исполнения этих объектов.
В конструкции большинства составных частей объектов БТВТ не предусмотрены выводы и разъемы для передачи необходимых параметров, определяющих их техническое состояние. В связи с этим оценка технического состояния современных объектов БТВТ может быть выполнена путем их разборки и дефектации деталей или по косвенным признакам их работоспособности. При этом следует учитывать, что определение технического состояния составных частей объектов по косвенным признакам их работоспособности характеризуется крайне низким уровнем достоверности.
В концептуальном плане развитие диагностического оборудования для ремонта объектов БТВТ условно можно разбить на два этапа.
Содержание и объем развития оборудования на первом этапе (ближайшая перспектива) заключаются в анализе, выборе перспективных средств технического диагностирования, применяемых в других родах (видах) войск, а также в гражданском секторе производства, проверке возможности их использования для технического диагностирования современных объектов и закупке для войск, разработке технических требований и заданий на новые средства технического диагностирования объектов БТВТ.
Второй этап (дальнейшая перспектива) развития средств технического диагностирования объектов возможен в процессе разработки перспективных объектов БТВТ с реализацией в их конструкции требований по обеспечению контролепригодности составных частей встроенными и внешними средствами технического диагностирования.
Развитие перспективных средств технического диагностирования объектов должно базироваться на таких научно-технических направлениях, как технологии создания перспективных датчиков и чувствительных элементов, новейших компьютерных технологиях (рис. 6).
Рис. 6. Вариант исполнения полевого компьютерного диагностического комплекса
Сокращение номенклатуры и объемно-массовых характеристик технологического
оборудования
Основными путями сокращения номенклатуры и объемно-массовых характеристик технологического оборудования ПСР БТВТ являются:
• сокращение номенклатуры однотипного оборудования путем оптимизации параметрического ряда универсального (по видам и типам обеспечиваемых объектов) оборудования;
• разработка малогабаритного технологического оборудования;
• подбор оптимального соотношения универсального и специализированного оборудования;
• универсализация технологического оборудования для различных видов и типов объектов;
• универсализация технологического оборудования по видам восстановительных работ.
Рассмотрим возможность сокращения номенклатуры и объемно-массовых характеристик технологического оборудования на примере войскового ремонта ходовой части танков.
Практика показывает, что для выполнения демонтажно-монтажных работ при замене сборочных единиц и деталей ходовой части танков Т-72Б и Т-80Б требуется 44 и 57 наименований специальных ключей и приспособлений соответственно.
Одной из наиболее трудоемких операций при замене сборочных единиц и деталей ходовой части танков является отворачивание и нормированная затяжка крепежных элементов (болтов, гаек, пробок и т.д.).
Так, например, для отворачивания и нормированной затяжки пробки ведущего колеса танков Т-72Б и Т-80Б используется приспособление, состоящее из четырех наименований: ключа 432.95.315Сб-1, ключа 432.95.199Сб-1, труб 432.95.200Сб-1 и 432.95.265 соответственно.
Отворачивание и затяжка пробки ведущего колеса танка производится с привлечением двух ремонтников (рис. 7), так как общая масса приспособления в сборе составляет более 50 кг. Момент затяжки пробки ведущего колеса составляет 400 кгс/м, а на плече 2 м — 200 кгс.
Рис. 7. Затяжка пробки ведущего колеса танка Т-72
Главными недостатками данного приспособления являются большая собственная масса и отсутствие точной оценки момента затяжки пробки ведущего колеса, что может привести к эксплуатационным повреждениям танка.
Так, перезатяжка пробки ведущего колеса приводит к чрезмерной его усадке на ведомый вал бортовой коробки передач и, как следствие, к «прикипанию» наружного и внутреннего конусов к ступице. В ходе эксплуатации танка наружный и внутренний конусы теряют свои геометрические формы. Следствием этого является то, что демонтаж ведущего колеса можно осуществить, только приложив большие усилия для его выпрессовки с привлечением подвижных средств восстановления.
Проблема сокращения номенклатуры и трудоемкости использования традиционных средств ремонта танков может быть решена путем использования современных, нетрадиционных средств ремонта.
Одним из перспективных и эффективных средств, обеспечивающих отворачивание и нормированную затяжку крепежных элементов сборочных единиц танков является мультипликатор крутящего момента.
Мультипликатор (рис. 8) представляет собой усилитель крутящего момента, благодаря чему обеспечивается отворачивание и контролируемая затяжка деталей резьбовых соединений с большими моментами затяжки.
Рис. 8. Принципиальное устройство планетарного ряда в устройстве мультипликатора, где
1 — солнечная шестерня;
2 — эпициклическая шестерня;
3 — водило
Приводами мультипликаторов являются динамометрические ключи, обеспечивающие необходимую точность момента затяжки в соответствии с требованиями нормативно-технической документации.
Увеличение крутящего момента обеспечивается применением в конструкции мультипликатора планетарного редуктора.
Применение мультипликаторов крутящего момента позволит производить ремонт ходовой части БТВТ без больших физических усилий с привлечением одного ремонтника и возможностью точного контроля момента затяжки (рис. 9).
Рис. 9. Отвертывание пробки ведущего колеса танка Т-72 при помощи мультипликатора крутящего момента
Наличие мультипликатора крутящего момента в составе технологического оснащения войсковых ремонтных средств позволит исключить ряд громоздкого инструмента из комплекта специальных ключей и приспособлений и значительно сократить продолжительность нахождения БТВТ в ремонте.
Механизация и автоматизация технологических процессов ремонта БТВТ
Под механизацией понимается замена ручного труда машинным, при котором ряд основных и все вспомогательные технологические операции выполняются с использованием производительных машин и механизмов.
Под автоматизацией понимается комплекс организационно-технических мероприятий, позволяющих вести технологические процессы без непосредственного участия в них человека.
В основу организации технологических процессов ремонта БТВТ в стационарных условиях войсковых РВО в перспективе может быть положен поточный метод с максимальной механизацией и автоматизацией технологических операций.
Перспективные средства механизации пунктов технического обслуживания и ремонта (ПТОР) войсковых РВО должны включать:
1. Механические устройства. Для перемещения объектов БТВТ вдоль поточной линии между постами обслуживания можно использовать конвейеры. Для подъема и перемещения сборочных единиц объектов БТВТ могут применяться монорельсы и кран-балки. Специальные механизмы и приспособления обеспечат быстрый демонтаж и монтаж отдельных сборочных единиц и деталей объектов.
2. Гидравлические устройства. Для вывешивания образцов БТВТ можно применять одно или двух плунжерные гидравлические подъемники, для выполнения правочных и прессовых работ использовать гидравлические 10-, 20- и 40-тонные прессы.
3. Пневматические устройства. При выполнении механических и сборочных работ могут использоваться пневматические дрели, пневмоотвертки, пневмогайковерты, пневматические зажимные устройства, при окрасочных работах — пульверизаторы, для накачки шин — компрессоры. Для подъема и перемещения больших сборочных единиц могут использовать пневматические стационарные и передвижные подъемники, для смазки сборочных единиц и деталей — смазочное оборудование с пневматическим приводом.
4. Электромеханические устройства. Для вывешивания объектов БТВТ на требуемую высоту с целью обеспечения удобства выполнения работ можно применять стационарные электромеханические шестистоечные подъемники.
Автоматизация технологических процессов ремонта БТВТ связана с применением приборов, значительная часть которых содержит фото и полупроводниковые элементы. Для переключения электрических цепей при автоматизации процессов ремонта используют электронные реле времени, действие которых основано на свойстве конденсаторов накапливать электрический заряд.
Кроме того, в ПТОР войсковых РВО целесообразно применять:
• автоматические моечные установки, включаемые в действие при наезде гусеницы (колеса) на конечный выключатель, встроенный в пол, или при пересечении объектом БТВТ светового потока луча, направленного на фотоэлемент;
• автоматические топливо и маслораздаточные колонки с дистанционным управлением;
• стенды и приборы для диагностирования систем питания и зажигания, цилиндропоршневой группы двигателей;
• транзисторные частотомеры, осциллографы и др.
На производственных участках ПТОР могут быть внедрены средства механизации и автоматизации контроля и сортировки деталей, разборочно-сборочных работ, наружной мойки объектов БТВТ, мойки и очистки их сборочных единиц и деталей, а также станки-автоматы для механической обработки деталей.
Таким образом, в перспективе механизация и автоматизация технологических процессов ремонта БТВТ может освободить ремонтника от тяжелого физического труда, повысить качество ремонта и в значительной степени сократить продолжительность нахождения объекта БТВТ в ремонте.
Разработка грузоподъемных устройств, обеспечивающих необходимые и достаточные условия выполнения демонтажно-монтажных работ в процессе ремонта БТВТ
Перспективным направлением развития грузоподъемных средств ПСР является использование и совершенствование кранов-манипуляторов (рис. 10).
Рис. 10. Мастерская технического обслуживания МТО-УБ с кран-манипулятором
Основными достоинствами использования кран-манипуляторов в составе современных и перспективных ПСР БТВТ являются:
• высокая грузоподъемность кран-манипуляторов (от 4 до 8 тс);
• низкая продолжительность развертывания (2–3 мин.);
• возможность развертывания кранов-манипулятора одним ремонтником;
• возможность управления краном-манипулятором с использованием дистанционного пульта управления по радиоканалу. Данное обстоятельство позволяет оператору, управлять всеми механизмами крана на любом от него расстоянии, не нарушая при этом требований безопасности;
• отсутствие необходимости в наличии ровного, свободного от посторонних предметов участка местности для организации ремонта объекта;
• возможность перемещения демонтированных сборочных единиц без перемещения базового шасси ПСР.
Одним из основных направлений совершенствования кранов-манипуляторов является увеличение грузоподъемности и максимальной высоты подъема демонтируемых сборочных единиц. Данное обстоятельство обусловлено повышением массо-гарабитных характеристик как образцов БТВТ, так и их сборочных единиц.
Использование новых технологий изготовления деталей сборочных единиц объектов БТВТ
Оперативность и качество ремонта БТВТ во многом зависит от наличия необходимых запасных частей, в том числе деталей сборочных единиц объектов.
Для ремонта сборочных единиц объектов используются новые или прошедшие процесс восстановления детали.
Восстановление деталей заключается в приведении их геометрических и физических свойств к состоянию, соответствующему конструкторской документации.
При выполнении операций по восстановлению деталей требуется привлечение высококлассных специалистов для проведения таких работ, как токарная и фрезерная обработка, сварочные, гальванические работы и др.
Изготовлению новой детали предшествует изготовление заготовки с применением литейного или штамповочного оборудования. Далее производится весь цикл изготовления с проведением указанных выше работ. При этом затрачиваются большие материальные, людские и энергетические ресурсы. Более того, при изготовлении новой детали появляется большое количество отходных материалов, которые необходимо соответствующим образом перерабатывать или утилизировать.
Одним из путей преодоления отмеченных выше проблемных вопросов является внедрение аддитивных технологий для изготовления деталей сборочных единиц объектов БТВТ.
Аддитивные технологии производства позволяют изготавливать изделие любой геометрической формы (в том числе сложной) послойно на основе компьютерной 3D-модели. Такой процесс создания изделия также называют «выращиванием» из-за постепенности изготовления. Если при традиционном производстве деталь получается путем обработки имеющейся заготовки, то в случае применения аддитивной технологии из порошкообразного расходного материала формируется новая деталь.
Рис. 10. Мастерская технического обслуживания МТО-УБ с краном-манипулятором
Использование аддитивного изготовления деталей сборочных единиц БТВТ позволит получить значительные преимущества перед традиционными технологиями их изготовления, к которым можно отнести следующие:
• улучшенные свойства готовых деталей. Благодаря послойному построению детали обладают уникальным набором свойств. Например, детали, созданные на металлическом 3D-принтере, по своему механическому поведению, плотности, остаточному напряжению и другим свойствам превосходят аналоги, полученные с помощью литья или механической обработки;
• большая экономия сырья. Аддитивные технологии используют практически то количество материала, которое нужно для изготовления детали, тогда как при традиционных способах изготовления потери сырья могут составлять до 80 %–85 %;
• возможность изготовления деталей со сложной геометрией. Оборудование для аддитивных технологий позволяет производить предметы, которые невозможно получить другим способом. Например, деталь внутри детали или очень сложные системы охлаждения на основе сетчатых конструкций (этого не получить ни литьем, ни штамповкой);
• мобильность производства и ускорение обмена данными. Для изготовления деталей не требуется никаких чертежей, замеров и громоздких образцов. В основе аддитивных технологий лежит компьютерная модель будущей детали, которую можно передать в считанные минуты любому ремонтно-восстановительному органу и сразу начать ее изготовление.
Аддитивные технологии позволяют заменить целые производственные участки с большим количеством дорогостоящего технологического оборудования для изготовления изделия (детали) (рис. 11).
Повышение уровня ремонтопригодности БТВТ
Эффективность проводимых мероприятий по совершенствованию технологических процессов ремонтов БТВТ в ряде случаев оказывается недостаточной вследствие усложнения конструкции современных объектов и непринятия эффективных мер по обеспечению их ремонтопригодности (РП). Последнее приводит к увеличению продолжительности, трудоемкости и стоимости ремонта БТВТ, к увеличению номенклатуры применяемых при ремонте технологического оборудования и оснастки, к росту требований к квалификации и психофизиологическим качествам личного состава войсковых РВО, к усложнению ремонтной документации и обеспечения РВО запасными частями.
Данное обстоятельство актуализирует задачу обеспечения необходимого уровня РП разрабатываемых объектов БТВТ. Под обеспечением РП БТВТ понимается комплекс мероприятий, проводимых с целью достижения требуемого уровня РП объектов при разработке и реализации достигнутого уровня РП в процессе их войсковой эксплуатации.
Решение проблемы повышения уровня РП объектов БТВТ требует разработки специальных мероприятий и дальнейшего проведения опытно-конструкторских работ по разработке и внедрению конструктивных приемов, направленных на обеспечение РП. Мероприятия должны быть направлены на обеспечение частных свойств РП объектов (контролепригодности, доступности, легкосъемности и взаимозаменяемости сборочных единиц и деталей), стандартизации и унификации комплектующих элементов, эргономичности и безопасности выполнения ремонтных работ и др.
Реализация приведенных рекомендаций по каждому направлению позволит сократить пребывание БТВТ в ремонте, снизить расход затрачиваемых материальных и трудовых ресурсов и, как следствие, в значительной степени повысить качество войскового ремонта.
Е. СОБОЛЕВ,
В. МОСКАЛЕНКО,
А. МАНЬШИН