книги / Проектирование лафетов и противооткатных устройств артиллерийских орудий
..pdf
в) из полости 4(1) жидкость свободно растекается по по лостям 2 и 1 , не создавая дополнительных усилий на штоке;
г) постепенно выбирается вакуум в полости 2; д) с момента выбора вакуума в полости 2 оставшаяся там
жидкость поршнем тормоза отката через регулируемое сече ние ах выдавливается в полость 4(1), в которой вакуум; в ре зультате на штоке дополнительно образуется усилие тормоза отката при накате; жидкость из полости 4 свободно перетекает в полость 1 , почти не создавая дополнительных усилий на штоке (во время наката в полости 1 всегда вакуум).
6.2.2.Сила гидравлического сопротивления ГТОН
врежиме наката
Сила гидравлического сопротивления ГТОН веретено модераторного типа в режиме наката для случая, когда в откатенакате участвует шток, находится из функциональной зависи мости вида
Фli = P3S3 +P2S2 -P 4S4- P lSu |
(6.12) |
где Р\, Р2, Рг, Р4 - давления в полостях 1, 2 , 3, 4; S\, S2, S2, S4 —
рабочие площади подвижных деталей в режиме наката, опреде ляемые в разделе (6.1.3).
Для решения задачи принимаются следующие условия и допущения:
Л « Л » 0;
Р2~ 0 при 0 < Z < Z2,
где Z, Z2 - путь наката и путь выбора вакуума в полости 2 при накате (см. рис. 6.4). Первое допущение принято на основа нии того, что в полостях 1 и 4 возникает вакуум на всем пу ти наката.
Используя принятые допущения, приводим |
выражение |
(6.12) к виду |
|
Фн —Фн.н Фо.Нэ |
(6.13) |
где Фн н - усилие тормоза наката при накате, Фн „ = PiS2; Фо н - усилие тормоза отката при накате, Фо н = PiS2,
Г= 0 при О< Z < Z 2,
0 при Z2 <Z <Х.
Путь выбора вакуума в полости 3 при накате ствола опре деляется из условий, рассмотренных в пункте 1.5.3 раздела 1.5.
Для определения давлений Р3 и Р2 используем закон сохра нения энергии (уравнение Бернулли для реальной жидкости) для сечений: 3-3; 3-1; 2-1.
Из закона сохранения механической энергии в соответст вии со схемой, представленной на рис. 6.4, вытекают следую щие соотношения:
^ |
|
, |
v l |
_ PI |
, к У ' |
|
У |
|
|
2q |
У |
2q |
|
Pi |
k |
|
l _ |
£ |
+ £ o +b) . |
(6.14) |
|
|
2q |
У |
2q K |
|
|
J |
2q |
у |
о + $ л |
|
||
|
|
|||||
где V2,V3,V' - скорости столба жидкости в сечениях 2, 3 и 3'
полостей ГТОН; Р\, Р2, Р2, Pi - давление жидкости в данных сечениях.
В соотношениях (6.14) в соответствии с принятыми допу щениями и принятой схемой ГТОН имеют место условия:
V3= со; Г3' *Г2* 0 .
Сучетом этих условий выражения (6.14) можно привести
квиду
P3 = J - H ( l + S z ) - a 2l
2q
P2=^~Vl{\ + %x ). |
(6.15) |
2q |
|
Неизвестные в выражениях (6.15) скорости струек жидко сти при перетекании из полостей 2 и 5 в полость 1 определим, используя законы неразрывности. Из законов неразрывности вытекают соотношения
Чз1 = ^3°° = Zz a z ^ 31 5 |
|
|
62152С0 - ^хаХ^7\ > |
|
|
из которых можно получить выражения |
|
|
v2l = со-А _, |
V2) = с о ^ _ . |
(6.16) |
azez |
ах е,х |
|
Используя соотношение (6.15) и (6.16), находим выражения для определения сил гидравлического сопротивления накату тормоза наката и тормоза отката Фн н и Ф0 н:
|
|
|
|
2 |
|
|
Ф |
н . н = « ^ - % |
(6-17) |
||
|
|
|
2q |
az |
|
|
Ф |
|
- К — • — ш2 |
(6.18) |
|
|
^о.н |
Ло.н 0 |
2 ш 3 |
|
|
|
|
|
2q |
ах |
|
где Кн = |
Кон = |
|
|
( „ |
V |
|
К'н = 1 +-& - |
|
|||
|
4 |
еА- |
1+ 6, \ ах J |
||
В проектировочных расчетах можно принять К'п »1.
6.2.3. Построение необходимого закона изменения площади регулируемого сечения тормоза наката
Закон изменения суммарной площади регулируемого сече ния в тормозе наката является второй важнейшей конструктив ной характеристикой ГТОН любого типа. Для его построения
используются полученные на предыдущих этапах проектирова ния данные.
1.Желательный закон изменения равнодействующей силы наката (РСН).
2.Закон изменения избыточной силы накатника на периоде
наката.
3.Закон изменения скорости наката, полученный при ис пользовании желательного закона изменения РСН.
4.Выражение для определения силы гидравлического со противления тормоза наката и тормоза отката при накате.
Используя выражение (6.17) для определения силы гидрав лического сопротивления тормоза наката при накате, находим формулу для расчета необходимой площади регулируемого се чения тормоза наката в зависимости от пути наката
(6.19)
где Фн.н (Z) = П*(Z) - P(Z) - Ф0 н (Z);
со(Z), P(Z), FI*(Z) - текущие значения скорости наката, равно действующей силы наката и избыточной силы накатника в ре жиме наката; a^{Z), Ф0 Н(2)? Фн H(Z) - суммарная площадь регу лируемого сечения тормоза отката, усилия тормоза отката при накате и тормоза наката при накате; £,z, ez - коэффициент мест ного гидравлического сопротивления и коэффициент сжатия струи в тормозе наката; 5з, S2 - рабочая площадь тормоза наката и тормоза отката при накате.
При определении ax(Z) принять Z = Х -Х .
Для определения неизвестных величин S3 и S2 в проектиро вочных расчетах целесообразно использовать зависимости
где Фн н = По т ; Фн н , Р3 - максимальное значение силы гид равлического сопротивления тормоза наката и максимальное допустимое давление жидкости в полости тормоза наката; П'0,
т - начальное усилие накатника и степень сжатия воздуха в на катнике.
В проектировочных расчетах можно принять
= |
ez = ex ; т = 3; Рг « ^ Р х. |
Значения площади регулируемого сечения тормоза наката в начальной (а®) и конечной (az) точках наката следует опре делять особо, по приближенным зависимостям
a°z = 0,25az, az = 0,15аг ,
где аг - максимальное значение площади регулируемого сече ния на пути наката, кроме начальной и конечной точки.
Результаты расчета по определению со(Z), P(Z), П*(2), a^Z), Ф0 „(Z), Ф„ н(Z), az целесообразно занести в таблицу, вхо дом в которую является путь наката Z. Во втором столбце таб лицы нужно указать величину Х= к —Z.
6.2.4. Проектирование веретена и канавки тормоза наката
Использование в гидравлических тормозных устройствах с достаточно большим рабочим ходом (к * 1 м) деталей типа ве ретена и модератора позволяет наиболее просто и надежно обеспечить заданные законы изменения силы гидравлического сопротивления и, следовательно, суммарной силы сопротивле ния откату (СССО) и равнодействующей силы наката (РСН) на всем пути отката и наката. Проектирование веретена является важной и ответственной задачей разработчиков артиллерийско го вооружения.
В проектировочных расчетах можно принять
Фн н = mW0, £' = 2,М0"н/м2, ц, = 1, у* = 5;/и = 3,
где т - степень сжатия воздуха в накатнике.
Далее определяется необходимый диаметр калиброванного отверстия в поршне тормоза отката - do Для его определения используют равенство
где ах — максимальное значение площади регулируемого
сечения.
Для определения других конструктивных характеристик веретена используются соотношения
8min |
для танковых АО, |
d0 - Д0 |
для полевых АО, |
5| 5max |
do А\, I &5], |
где Д0 = 2-ьЗ мм, Д| = 0,25 мм.
Длина начального цилиндрического участка - /0 выбирается из конструктивных соображений.
Для определения диаметра поршня тормоза наката d3 и диаметра штока тормоза отката di используются выражения
где Рг - максимальное допустимое давление жидкости в замодераторной полости тормоза наката; hz,h2 —максимальная глу
бина канавки тормоза наката и минимальная толщина стенки штока в сечении канавки.
В расчетах можно принять 100 < Р3<200атм.; 1 0 < Л 2 <15мм; 7 < Л г <10мм.
При построении профиля веретена (5*) используется вы ражение
где ах - |
текущая площадь регулируемого сечения |
(ах = |
смформулу (6.10)). |
Параметры канавки тормоза наката модераторного типа связаны соотношением
а
<л
где az , h7 - максимальное значение суммарной площади кана
вок тормоза наката и максимальная глубина канавки; щ, Ъ - число канавок в тормозе наката и постоянная ширина канавки.
Закон изменения глубины канавки тормоза отката описыва ется выражением
где az - текущая суммарная площадь сечения канавок тормоза наката (см. формулу (6.19)). В проектировочных расчетах мож но принять
2 < п0< 4; 7 < hz < 10 мм. Законы изменения а2 и hz
целесообразно представить гра фически так, как это показано на рис. 6.6.
С учетом уточненных вели
чин do, 50, 5|, hz необходимо конкретизировать ранее приня
тые значения а \ и ах , а также
Рис. 6.6. Законы изменения се чения и глубины канавки наката
заново определить диаметр штока тормоза отката d2.
Вопросы для самоподготовки
1. ГТОН веретено-модераторного типа (ВМТ). Принцип действия в режиме отката и наката. Основные его преимущества.
2.Сила гидравлического сопротивления ГТОН ВМТ в ре жиме отката. Формула Канэ для её определения.
3.Закон изменения суммарной площади регулируемого се чения. Формула для её определения.
4.Схема работы ГТОН ВМТ в режиме наката.
5.Сила гидравлического сопротивления ГТОН ВМТ в ре жиме наката.
6.Закон изменения суммарной площади регулируемого се чения ГТОН ВМТ в режиме наката.
7.Веретено ГТОН: схема и конструктивные характеристики.
8.Минимальный и текущий диаметр веретена (формулы).
9.ГТОН золотникового типа (с переменной длиной отка та). Их основное назначение.