Введение к работе
Актуальность работы. Системы спутникового телевизионного вещания (СТВ) получили новое развитие в направлении создания недорогих установок индивидуального приема программ спутникового телевидения. Трансляция программ телевидения через системы спутникового телевизионного вещания оказалась экономически выгодной для небольших по территории стран, и тем более, экономически оправдана и для больших по территории стран, где на удаленных территориях через СТВ население приобщается к культуре современного мира.
Основное эксплуатационное требование к точности формы рефлектора вытекает из энергетических соотношений для антенны и определяется, как среднее квадратическое отклонение отражающей поверхности от заданного параболоида (СКО). Как правило, антенны СТВ работают на длине волны 2.5 см, и, исходя из требований энергетических соотношений, СКО должно лежать в пределах О.ОЗх (х-длина волны), что составляет 0.75 мм. Поэтому точность формы рефлектора с учетом погрешностей изготовления и деформаций от ветровых нагрузок не должна превышать указанной величины.
Композиционные материалы (КМ) технологичны. Подбором схемы армирования материала в конструкции, оптимальным соотношением волокон и матрицы, оптимальным режимом отверждения можно получить более высокую точность конструкции го отношению к аналогичным конструкциям из металла и, следовательно, уменьшить размеры рефлектора (из основных энергетических соотношений для антенны известно, чем точнее отражающая поверхность, тем меньше, при прочих равных условиях, размер рефлектора). КМ имеют более низкую стоимость и менее дефицитны, чем цветные металлы.
Рефлекторы СТВ относятся к изделиям широкого потребления и для их изготовления требуется серийное производство. В настоящее время нашла широкое применение механизированная технология производства изделий из КМ, основанная на механике гибкой нити. Такая технология не обеспечивает симметрию в структуре материала рефлектора относительно срединной линии. Нарушение симметрии приводит к увеличению короблений конструкции после изготовления. Существует ручная технология получения высокоточных рефлекторов из неотверждвнных првпрвгов, которая обеспечивает сим-
-4-метрив в структуре материала относительно срединной линии. Механизированная технология производства рефлекторов из КМ отсутствует.
Необходимость организации серийного производства ставит задачу разработки высокопроизводительной технологии изготовления рефлекторов из КМ и оптимизации конструктивно-технологической схемы рефлектора с целью получения изделия заданной точности при невысокой себестоимости.
Указанные выше проблемы определяют актуальность развития технологических процессов изготовления рефлекторов и методов их проектирования.
Цель работы. Разработка высокопроизводительной технологии изготовления рефлекторов СТВ, создание математической модели технологического процесса и оптимизации на ее основе конструктивно-технологической схемы рефлектора.
Научная новизна. В работе получены следующие основные ре-зультаты, определяющие ее новизну.
I.Разработан способ изготовления оболочек двойной кривизны, обеспечивающий высокую точность изготовления рефлектора и позволяющий формовать рефлекторы диаметром более 1500 мм. Техническое решение признано изобретением, получен патент N 2031792.
-
Разработан технологический процесс изготовления рефлекторов СТВ, обеспечивающий их серийное производство.
-
Разработана вероятностная математическая модель технологического процесса и с ее помощью исследовано влияние технологических факторов на точность отражающей поверхности рефлектора.
-
С помощью математической модели технологического процесса выполнена оптимизация конструктивно - технологической схемы рефлектора.
Практическое применение результатов работы. Изготовлено оборудование для серийного производства рефлекторов СТВ диаметром 900 мм. Запущено опытное производство. Внедрены в производство способ изготовления оболочек, патент n 2031792, и опытно-конструкторская разработка рефлектора СТВ. Экономический эффект от внедрения результатов составил 6820 тыс. руб. На защиту выносятся: способ формования оболочек двойной кривизны, обеспечивающий высокую точность изготовления рефлектора ( патент n 2031792), технологический процесс серий-
ного изготовления рефлекторов СТВ, вероятностная математическая модель технологического процесса, оптимальная конструктивно-технологическая схема рефлектора.
Апробация работы. По результатам работы были сделаны со-общения на III Всесоюзной конференции "Механика неоднородных структур" (Львов, 1991), на 4 Межреспубликанском симпозиуме, "Остаточныые напряжения: моделирование и управление" (Пермь, 1992), на 28 научно-технической конференции по результатам НИР, выполненных в I99I-I994 гг, ПГТУ, (Пермь, 1995).
Публикации. Основные научные результаты, включенные в работу 7~опуЗлшсованы в S печатных работах.
Объем работы, диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы из 87 наименований и приложений, изложена на 140 стр, содержит 53 рис.