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抢修保障车/方舱的通用质量特性设计

翟俊杰 张洋 刘通 刘彬 冯希旺
  
科教文创媒体号
2024年120期

抢修保障车/方舱能够在无依托的情况下实施损伤装备修理工作,可以支持深度抢修及多专业、多点抢修。整车具有自给电源、气源,配备空调,平时以三等事故以下装备结构修理为主,战时以抢修为主,平战结合;具备抢修保障能力,其具有完整性和配套性,满足空军抢修能力的需求;具备转场机动化,工具集成化、设施多样化等特点。在以往的抢修保障车/方舱设计中,重点关注的是抢修保障车/方舱的装备电缆抢修、复材探伤与修复、表面涂层检测与修复、导管修复或新制、钣金与铆接修理等抢修能力。随着抢修保障车/方舱的设备不断增加、技战术性能不断增强,车辆的可靠性、维修性、保障性、测试性、安全性和环境适应性(统称为通用质量特性)不断改善。在新型抢修保障车/方舱的研制过程中,通用质量特性已经成为与技战术性能等专用质量特性同等重要的指标,如果切实满足抢修保障车/方舱的可用度和可靠度等要求是抢修保障车/方舱设计迫切需要解决的问题。

本文对某型抢修保障车/方舱方案设计阶段通用质量特性设计进行了总结。

1.可靠性设计

1.1.可靠性设计要求

要求整车的可靠性指标为:(1)使用寿命≮20年,(2)平均故障间隔时间(暂定):MTBF≥500h;

1.2 可靠性设计原则

严格贯彻国标及有关规范,严格按照抢修保障车/方舱车《质量保证大纲》进行各阶段的可靠性工作。严把元器件质量关,采用“合格供方”的产品,认真进行电路、结构和关键工艺的可靠性设计。设计的结构、线路、组装方式尽量简化、一体化、模块化、标准化、通用化。

1.3 使用寿命分析

抢修保障车/方舱主要由底盘、方舱及检测设备和器材组成,整车使用寿命主要由车辆使用寿命、方舱使用寿命和上装检测设备和器材寿命决定。

1.4 可靠性预计

该车的主要电子设备包括底盘系统中的倒车影像、光信号装置、电源系统中的发电机组、控制系统、逆变系统、市电系统,气源系统中的空压机,空调系统中的车载空调、换气天窗,照明系统中的照明灯、应急照明灯、场地照明灯,车载设备中的低温冷藏柜、电动吊机和设备插座。

由于MTBF是基本可靠性指标,其中任一设备失效,都将造成整车失效,即设备正常工作的条件是各设备都能正常工作。建立本车的可靠性分析模型。

在对可靠性数据统计的基础上,对产品可靠性进行了评估,计算电子设备平均故障间隔时间。

2、维修性设计

考虑到实现良好的维修性,抢修保障车/方舱车平均故障修复时间(暂定):MTTR≤3.0h。整车设计时,采取了以下几方面的措施:

2.1 简化设计

(1)在进行设计时,首先对功能进行分析、权衡,合并相同或相似的功能,消除不必要的功能。

(2)在确保满足规定功能要求的前提下,使其结构简单,尽可能减少产品层次和组成单元数量。

(3)在产品设计中,尽量采用标准化或已有零抢修保障车/方舱部件,以便减少元器件、零部件的品种与数量。

(4)需要定期更换或短寿命的零部件要保证能快速拆卸。如选用可快速拆卸的保险丝,能快速拆卸的电连接器等。

(5)结构设计简单,经过培训后就能理解维修手册等资料。

2.2 标准化与互换性

(1)最大限度的采用标准件、通用件、标准模块、典型结构和典型线路,并尽可能地优选,压缩其品种、规格;

(2)在零件选择中,尽可能选择通用的结构、尺寸及通用的材料、品种、规格,尽可能系列化;

(3)简化现有零部件、元器件和原材料的品种规格;

2.3模块化

(1)在设计时,为了保证产品具有较好的可互换性和可维修性,采用模块化设计

(2)将设备或部件设计成为相对独立的功能件,提供互换性和通用性;

(3)实现模块化设计,使得设计简化,便于对故障定位和更换损坏的功能模块。

2.4 可达性

(1)车辆设计时,充分考虑维修可达性要求,布局合理。

(2)车载设备安装设计合理,使用调整部位应易于接近,便于维修便于安装使用和拆卸维修;

(3)电路和气路采用具有快速连接和快速分离功能的连接器,以便缩短维修时间,连接器所处位置便于维修和操作。

(4)尽量将易出故障或经常需要检查的模块排列在设备的外层或上层。

3、保障性设计

根据GJB3872-1999《装备综合保障通用要求》开展保障性设计工作。保障性设计的原则主要是在实现产品功能的前提下,产品设计合理,便于进行保障,包括对人力和人员要求低,零备件、保障设备的种类和数量少,对保障设备依赖性小,系统内外接口简单等。提前做好综合保障工作计划,达到降低对人力、人员技术等级、保障设备、保障资源等要求的目的。主要采取以下措施:

3.1维修保障

在维修保障方面主要设计了以下保障措施:

(1)随车配备全套底盘维修工具和备件,用于底盘维修;

(2)随车配备技师工具箱,结构简单、轻巧、适用、齐全、通用,能够保障在多种条件下完成规定维修性指标约束下的既定维修任务;

(3)随车配备必要的维修备件,主要包括保险、接插件等;

(4)随车配备技术和图纸资料编制规范,内容齐全,图物相符,查阅方便,满足使用要求。;

(5)承研、承制单位的售后服务体系和技术团队为部队维修提供充足的技术支持。

3.2服务保障

本抢修保障车/方舱的承研、承制单位具有强大的技术团队和综合的技术服务能力,能够为用户提供必要的技术咨询、技术引导、技术开发和技术创新服务,并支持现场维修、现场改造、现场保障等服务,同时还具有专业的售后服务队伍,在保修期内,乙方免费提供测试设备的人员培训、维修维护和技术保障等相关服务。

3.3生产保障

抢修保障车/方舱的承研、承制单位和配套单位均为传统军工单位,具有全面的生产条件、成熟的工艺体系、规范的质量体系和完备的供应能力,必要时具备快速生产反应能力,产品的质量一致性良好。

3.4备件、专用工具

通过分析配备必需的随机工具及必要的备件,满足各维修级别上的维修需求。

3.5标识标牌

整车设备标识清楚,所有设备均需标识,标识主要分为:指示标识、操作标识、安全标识及整车铭牌等四大类。

(1)在各孔口、柜门、开关等处设置指示标识;

(2)配电系统标识清楚,电源盒、油机舱均应安装铭牌,符合GJB4731-1996的规定;

(3)在壁盒等操作设施旁设置操作标识;

(4)在容易导致人员伤亡处设置操作;

(5)整车铭牌安装在车门内侧醒目位置,采用黄铜基材,字及色块为材料本色,其余部分为黑色。整车铭牌规格型号及示高、示廓标识,安全标识显示符合GB7258-2017《机动车运行安全技术条件》相关标准要求。

4、安全性设计

按照GJB900A-2012《装备安全性工作通用要求》进行安全性设计,保障安全性设计的可靠性,在设计时要制定安全性设计工作计划,确保各使用环节中有安全保护措施,对危及人员和设备安全的部位,增加警告标志和安全保护装置来保证使用人员及设备的安全。

4.1机械安全

(1)舱体结构强度可靠,适合各种路面状况的行驶;

(2)所有物品均连接牢固可靠、不松动;

(3)各设备的安装外露部位、拐角、边缘处均做倒角处理以保证工作人员的人身安全;

(5)确保工作人员展开/撤收安全,重心尽量靠近几何中心;

(6)在危险部位或容易误操作的部位设置醒目的警告提示和操作说明;

(7)门窗采用的铰链与锁不少于两个锁定机构固定;开口盖均设有安全绳,避免口盖意外打开人员受伤;

(8)抢修保障车/方舱玻璃窗、格栅、接口窗等处设计足够的密封性,能防止风沙、雨水、昆虫进入。

4.2电气安全

(1)电器系统中,当市电输入漏电电流大于100mA时,可自动切断供电电源,当舱内设备有短路、过流现象时,可自动切断供电电源;

(2)电源壁盒中设有防雷模块,可防止间接雷击时对舱内各设备的损坏。

5、测试性设计

按GJB 5109-2004《装备计量保障通用要求检测盒校准》 、GJB 2547A-2012《装备测试性工作通用要求》要求开展可计量性设计工作,合理规划,柴油发电机、检测设备等部件留有外部计量检测接口,能够方便对设备进行计量检测。,在交付文件中目前规定成熟可靠地计量方法和设备,建立从配套产品、保障设备、检定/校准设备到国防最高计量标准的量值溯源链,适应客户维护要求。计量保障方案、专用测试设备校准规范、检定/校准证书作为保障设备的技术资料,提供测试性试验合格报告,随设备一起交付。抢修车校准周期规定为12个月,特殊情况下,亦可作适当的缩短或延长。

6、环境适应性设计

抢修保障车/方舱设计按照GJB6109-2007《军用方舱通用规范》、GJB1777-1993《军用专用汽车通用规范》以及GJB4239-2001《装备环境工程通用要求》要求执行。抢修保障车/方舱满足高温、低温、太阳辐射、湿热、霉菌、盐雾、砂尘、风力等环境下的使用要求。

6.1高低温设计措施

(1)抢修保障车/方舱包括底盘、电子设备等;底盘及改装配套件选用材料以及工艺已定型,满足环境工作温度-45℃~+55℃,储存温度为-45℃~+55℃的要求。

(2)舱体内的成品设备均设计有通风散热的孔隙,保持适宜,满足舱内设备的运行需求。舱外主要热源来源于空调室外机和车载发电机,以上设备通过与工作舱隔离不会产生热量的积累。

6.2湿热设计

底盘、空调等选用已定型设备,能满足相对湿度(90±3)%(25℃)的要求。舱体及配套件均为公司成熟技术,与其相同结构、材料以及工艺能满足相对湿度(95±3)%(30℃)的要求。主要设保障措施如下:

湿热防护与控制设计主要从表面处理方法、结构连接的电偶腐蚀控制、以及内饰的特殊功能实现等方面综合考虑。通过控制以上各方面因素,来保证项目的环境适应性能力。

(1)对于金属件和装饰件,需做表面硫酸阳极化处理或阳极化处理后喷漆处理。

(2)避免不同金属,特别是电势相差较大的金属互相接触、或是金属和碳纤维接触,方舱车结构设计中,金属与碳纤维接触的部位采用绝缘材料垫片、喷漆等措施,避免产生电位腐蚀。

(3)金属连接件无凹槽、盲孔、缝隙、孔隙、尖角,使腐蚀性介质不易滞留和聚集;结构件的表面进行镀、涂等防护工艺。

6.3防盐雾设计

盐雾主要是对海上使用的装备有影响,水中溶解的盐具有两个不同的侵蚀作用,一是能够对许多金属和无机材料产生腐蚀作用,二是提供活性电解质,使同种金属接触产生电偶腐蚀,并促进具有不同电动势下的金属产生电解过程。防盐雾设计的主要措施是:

(1)选用耐盐雾材料(如不锈钢或塑料材料代替其他金属材料);

(2)零件设计采用相应防护措施;

(3)涂覆有机涂层,避免不同金属材料接触腐蚀。

(4)选择三防性能优异的材料;金属结构件间合理搭接,避免金属的电化学腐蚀。

6.4防霉菌设计

霉菌的生长与营养物质、温度、湿度、氧气等因素密切相关,易生长在有机材料表面,例如插件面板、印制板、电缆表皮等部位,设计时应根据霉菌的生长特点采取针对性防护措施。

(1)控制环境湿度

方舱安装具有除湿功能的空调。对外接口采用密封设计,密封设计可有效阻止雨水、潮气的流入,降低相对湿度。

(2)选用防霉材料

金属材料均具有优良的抗霉性能,在非金属材料中,聚四氟乙烯、聚乙烯、尼龙等具有良好抗霉性能,应尽量选用。例如选用绝缘层为聚乙烯材料的电缆。

(3)合理的结构设计

对外接口避免积水、积灰的结构设计,消除霉菌的生存环境。

6.6密封性设计

(1)舱体合拢时,通过密封胶处理,具有良好的气密和防雨性能;

(2)门、孔口采用铝型材“迷宫”结构,并装有密封条,确保了舱体的气密和防雨性能;

(3)所有安装设备均采用螺栓攻丝固定,并带密封胶;

(4)穿线管及管接头均采用摩尔软管和摩尔软管接头。

6.7防沙尘设计

6.7.1车舱门

车舱门采用止口型材结构,在门型材止口上嵌装有D字密封条,起到密封和防尘的作用。

6.7.2电源、信号壁盒

电源、信号壁盒装置板与车体之间为紧贴安装,并在装置板上加防尘布罩,沙尘无法进入,壁盒面板的接插件均带有防尘盖。

6.7.3穿线孔口

穿线孔口安装有法兰,法兰与箱体带胶连接,法兰与穿孔线缆密封处理,能够满足本车的环境使用要求。

6.8防雨设计

在方舱门、窗关闭的条件下,能在降雨强度6mm/min、风速18m/s淋雨环境条件下正常工作,方舱内和车壁内部无渗水和漏水。采取下列防雨措施:

(1)箱体合拢时,通过密封胶处理,具有良好的防雨性能;

(2)门、窗、壁盒采用铝型材“迷宫”结构,并装有密封条,确保了舱体的气密和防雨性能;

(3)方舱外部出线口处加装过线弯管,采用不锈钢制作,过线弯管安装时采用螺钉固定,并涂抹密封胶进行防水处理;

(4)空调等舱外设备在安装时,采取了加密封条和密封胶等措施;

(5)舱体的防雨

舱体板片外壁采用外包角带胶铆接,角组件与舱体板片用螺栓带胶固定,角组件、外包角与外蒙板接触面全部打胶密封,门、壁盒上部设有雨檐,门、壁盒型材与外蒙板与外蒙板接触面全部打胶密封,舱门框和壁盒框加装密封条,舱外结构件均采用不锈钢螺钉带胶固定,结构件与舱壁接触面打胶密封;

(6)附件箱的防雨

所有附件箱采用防雨结构,所有拼缝处全部打胶,搭扣、铭牌和吊架与箱子固定处的紧固件均带胶安装,箱门与箱体接触面设有防水密封橡胶条。

翟俊杰 身份证号码:120224198510206216

张洋 身份证号码:411330198804244317

刘通 身份证号码:120223198609162018

刘彬 身份证号码:654125197703182314

冯希旺 身份证号码:120221198406282017

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