溫度試驗設(shè)備與產(chǎn)品對接時間縮短的分析與實現(xiàn)

孔東棟 邢濟濤 劉永微 倪冬

摘要：針對導(dǎo)引頭艙溫度試驗過程中遇到的測試設(shè)備和產(chǎn)品對接時間過長問題，對產(chǎn)品與專用測試設(shè)備對接的整個過程進行分析。發(fā)現(xiàn)工作現(xiàn)場傳輸管密封和密封塞密封傳遞孔的拆裝繁瑣復(fù)雜，導(dǎo)致對接時間過長。因此對現(xiàn)有密封塞改造升級，對比原拆裝對接試驗時間的數(shù)據(jù)，確認(rèn)該技術(shù)改造縮短了溫度試驗設(shè)備與產(chǎn)品的對接時間。

關(guān)鍵詞：溫箱；對接時間；密封塞；改造

Keywords： temperature box；docking time；seal plug；transformation

0 引言

某型產(chǎn)品導(dǎo)引頭艙是導(dǎo)彈的核心單元，其質(zhì)量直接影響作戰(zhàn)任務(wù)的完成。為確保導(dǎo)彈在工作時發(fā)揮效力，需定期對導(dǎo)彈進行維護修理，并對導(dǎo)彈各組成部分在應(yīng)力環(huán)境下進行必要的性能檢測[1]。導(dǎo)引頭艙溫度試驗就是該武器裝備維護修理中重要的環(huán)節(jié)之一。在溫度試驗測試過程中，為提高工作效率，保證產(chǎn)品質(zhì)量和完成日常維護保養(yǎng)修理任務(wù)，優(yōu)化生產(chǎn)流程，減少無用工作量對導(dǎo)彈的損傷，縮短整個溫度試驗測試時間成為了最重要的改進措施[2，3]。

1 當(dāng)前情況分析

1.1 導(dǎo)引頭艙溫度試驗的準(zhǔn)備和測試過程

1）連接測試設(shè)備，打開導(dǎo)引頭艙綜合測試系統(tǒng)電源，進行測試設(shè)備預(yù)熱，再對導(dǎo)引頭艙電源系統(tǒng)、模擬信號源系統(tǒng)和測試控制系統(tǒng)進行設(shè)備自動檢測，綠燈亮。

2）將導(dǎo)引頭艙安裝在專用溫度測試夾具上并放置于溫箱內(nèi)，對導(dǎo)引頭艙溫度試驗時的安裝夾具進行卡環(huán)鎖緊和固定。

3）通過溫箱傳遞孔完成產(chǎn)品傳輸管和溫箱外專用測試設(shè)備的對接，并保證傳輸管密封和密封塞密封傳遞孔的拆裝正確快速。

1.2 導(dǎo)引頭艙溫度試驗準(zhǔn)備時間和測試時間分析

導(dǎo)引頭艙溫度試驗測試工藝要求對產(chǎn)品溫度試驗時間（溫度試驗時間和溫度升降斜率）有明確規(guī)定，不能作為優(yōu)化生產(chǎn)流程縮短溫度試驗整體測試時間的內(nèi)容。因此，對生產(chǎn)現(xiàn)場2個批次的20枚導(dǎo)引頭艙產(chǎn)品溫度試驗準(zhǔn)備時間進行統(tǒng)計，算出平均時間值。其中，溫度實驗準(zhǔn)備平均時間（a）是設(shè)備啟動平均時間值（b=4min）及設(shè)備與產(chǎn)品對接平均時間值（c=9.1min）的總和，即a=b+c=4+9=13.1min。由算出的平均時間值得出設(shè)備啟動耗時和設(shè)備與產(chǎn)品對接耗時的百分比值，如圖1所示。

從圖1可以看出，設(shè)備與產(chǎn)品對接時間占整個準(zhǔn)備時間的69%，對接時間過長導(dǎo)致工作效率較低。為縮短溫度試驗測試的總時間，經(jīng)實際操作分析得出的可行性辦法是縮短設(shè)備與產(chǎn)品的對接時間。

2 縮短對接時間的分析

為了找出影響設(shè)備與產(chǎn)品對接時間過長的原因，細(xì)查設(shè)備、產(chǎn)品與傳輸管的對接過程，分為三個工序：

a. 設(shè)備連接傳輸管；

b. 傳輸管通過密封塞及密封塞密封傳遞孔（傳遞管傳遞密封）；

c. 傳輸管連接產(chǎn)品。

對2個批次20枚產(chǎn)品的對接耗時進行統(tǒng)計，如表1、圖2所示（工序耗時不足1min的按1min計算，如48s按1min計，1min1s按2min計）。

從圖2中看出，傳輸管連接設(shè)備、產(chǎn)品的耗時均穩(wěn)定在1min，但傳輸管傳遞密封工序耗時遠(yuǎn)大于其他兩個工序的耗時。

傳輸管連接設(shè)備和產(chǎn)品的耗時均穩(wěn)定在1min，主要為航空插頭、插座對接，操作簡單。

針對傳輸管傳遞密封時間較長現(xiàn)象，對現(xiàn)場待實驗產(chǎn)品的傳遞管密封傳遞和設(shè)備與產(chǎn)品對接耗時進行統(tǒng)計，如表2、圖3所示（百分比、平均耗時為實際統(tǒng)計值的理論計算值）。

從圖3中看出，傳輸管傳遞密封占用的設(shè)備與產(chǎn)品對接工序時間穩(wěn)定在80%左右，為達到降低溫度試驗測試設(shè)備與產(chǎn)品對接時間的要求，決定對傳輸管傳遞密封耗時進行縮減。

通過預(yù)置插頭通道、利用插拔方式可有效提高傳輸管傳遞密封工序的生產(chǎn)效率，如果在密封塞密封的同時又能在相應(yīng)通道完成傳輸管的傳遞，可有效減少傳輸管傳遞密封工序的耗時。

2.1 目標(biāo)設(shè)定

從生產(chǎn)現(xiàn)場現(xiàn)有設(shè)備來看，原有密封塞要密封溫箱傳遞孔，其有正反兩面A和B，如圖4所示。溫度實驗專用測試設(shè)備連接傳輸管、傳輸管連接產(chǎn)品都是通過航空快速接頭對接，耗時較短，理論上能在1min內(nèi)完成，如圖5所示。而耗時較長的傳遞管傳遞密封工序采用的對接方式，可在2min內(nèi)完成密封。因此，將傳輸管傳遞密封耗時目標(biāo)設(shè)定為4min。

2.2 具體原因分析

針對傳輸管傳遞密封耗時過長，從實際操作分析原因，得出：

a. 密封塞實體過厚；

b. 傳遞管通過膠塞的方法不正確；

c. 密封塞膠體材質(zhì)不合理。

這三個因素成為最終解決問題的關(guān)鍵點。

對導(dǎo)引頭艙產(chǎn)品溫度試驗的準(zhǔn)備過程進行細(xì)察，發(fā)現(xiàn)傳輸管傳遞密封有兩個工序：傳遞管通過密封塞、密封塞密封溫箱傳遞孔。由實際操作過程可知，由于摩擦力不可控，操作時需要多人配合，且膠塞形變量較大，密封過程操作繁瑣復(fù)雜（見圖6）。

對溫箱密封塞實體材質(zhì)進行觀察，確定膠塞加工時一次成型，材質(zhì)是乳膠。查詢技術(shù)資料得知，密封塞材料選用的硬硅膠應(yīng)力大、形變量小，導(dǎo)致傳遞管密封過程困難，表面摩擦力不可控，且摩擦力較大。即選材時沒有充分考慮密封過程的可操作性。

2.3 提出對策

1）采用對合的方式，可有效減少各測試傳遞管通過密封塞的時間。

2）更改膠塞大小，利用弱過盈的方式進入溫箱傳遞孔，同時減少膠塞厚度，減少接觸面積，減少對合后的密封塞與傳遞孔的摩擦力。增加輔助拆裝配置來減少傳輸管通過密封塞的時間。

因此，根據(jù)現(xiàn)有溫箱傳遞孔和傳遞管尺寸，制作一個方便拆裝的新密封塞。

3 改進對策及驗證

3.1 新密封塞的設(shè)計與制作

從生產(chǎn)現(xiàn)場量取導(dǎo)引頭艙溫度試驗時溫箱傳遞孔的尺寸和各傳遞管的尺寸，利用仿真模擬出膠塞膠體的厚度，選擇新材料，制作一個新的密封塞[4]。新密封塞實際傳遞孔結(jié)構(gòu)件和傳遞管的尺寸外形必要尺寸（見表3），新密封塞骨架寬度為40mm，合計總長92mm，小于總長110mm（110=150-40），目標(biāo)模型結(jié)構(gòu)如圖7所示。

針對傳遞孔的密封，由于成型后的膠體為非剛性零件，受力時存在形變，需增加相應(yīng)的骨架支撐及拆裝把手。設(shè)計的密封塞實體結(jié)構(gòu)圖如圖8所示，新制膠塞密封電纜及膠塞密封傳遞孔仿真過程如圖9所示。

通過Simulation進行仿真，通過法向加力，使模型外圍收縮4mm，加載14N法向力的情況如圖10所示，EVA[5]材料的收縮量符合要求。

相比于乳膠成型，EVA材料在進行熱加工時不需要磨具，加工費用低，性價比高。

選用硬鋁LY12[5]作為EVA材料的骨架。EVA、LY12材料對溫度沖擊的耐受性較強，符合此次使用要求，設(shè)計加工后的密封塞的裝配實物如圖11所示。

3.2 密封塞改造后的設(shè)備和產(chǎn)品對接時間

對改造后的密封塞實體進行試用，選取工藝產(chǎn)品進行10次溫度試驗設(shè)備與產(chǎn)品的對接，測試結(jié)果如表4、圖12所示。

由表4可以看出，試用新的工裝后，設(shè)備與產(chǎn)品的平均對接時間為3.3min，比原來節(jié)省5.8min。從單枚產(chǎn)品設(shè)備與產(chǎn)品對接的時間上來看，產(chǎn)品第三次和第六次的用時最長，但不大于預(yù)定目標(biāo)4min的要求。

3.3 實際生產(chǎn)活動中的使用

新工裝密封塞在溫度試驗測試過程中進行了一個月的使用。通過生產(chǎn)現(xiàn)場導(dǎo)引頭艙多批次的生產(chǎn)試驗，對每個產(chǎn)品每個批次的溫度準(zhǔn)備時間進行了統(tǒng)計。實施后的平均耗時為3.07min，單次耗時低于目標(biāo)值。從而證明新制作的工裝操作簡單、方便，能夠滿足工作現(xiàn)場的使用要求，提高了操作效率，優(yōu)化了工序?？s短溫度試驗設(shè)備與產(chǎn)品對接時間的目標(biāo)得以實現(xiàn)。

4 結(jié)束語

以縮短溫度試驗設(shè)備與產(chǎn)品對接時間為案例，從實際修理需求出發(fā)，以仿真的方法解決了生產(chǎn)現(xiàn)場的實際問題，起到了拋磚引玉的作用。本案例中，改造措施實施后，溫度試驗設(shè)備與產(chǎn)品的對接時間明顯減少，產(chǎn)品的修理周期得以縮短，實現(xiàn)了生產(chǎn)現(xiàn)場優(yōu)化生產(chǎn)流程的目標(biāo)。在多型號和大批量產(chǎn)品溫度環(huán)境試驗維護修理過程中提高了工作效率，同時也緩解了生產(chǎn)場地的壓力。

參考文獻

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[2]李超，金福藝.雙轉(zhuǎn)子系統(tǒng)振動特性分析[J].長沙航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2019（2）：42-49.

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[4]徐灝.機械設(shè)計手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2000.

[5]干勇，徐濱士.中國材料工程大典[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.

作者簡介

孔東棟，洛陽市首席工匠，助理工程師，主要從事武器裝備環(huán)境試驗工作。