книги / Проектирование лафетов и противооткатных устройств артиллерийских орудий

линейного расширения материала ствола, t° - увеличение сред­ ней температуры стенки ствола за время стрельбы.

В проектировочных расчетах можно принять

а 0 « 1,25-10-5; *° » 200 °С; Е я 2-10 7 н/см2; г2«1,5 гх.

Вопросы для самоподготовки

1. Станина и сошниковый узел; схема действия сил и мо­ ментов.

2. Конструктивные характеристики станин и сошнико­ вых узлов.

3. Сошниковый узел; конструктивные характеристики

ирасчетные зависимости.

4.Короб станины; схема и условия прочности.

5.Расчетная зависимость для определения толщины стен­ ки короба; принятые допущения.

6.Цапфы люлек; типовые схемы и проектировочные зави­ симости.

7.Подъемный механизм секторного типа; схема, характе­ ристики и расчетные зависимости.

8.Число зубьев коренной шестерни.

9.Люлька обойменно-штыревого типа; схема сопряжения со стволом.

10. Характеристики и проектировочные зависимости для штыря.

11. Гарантированный зазор по диаметру в соединении со стволом.

ГЛАВА 4 ПРОЕКТИРОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ ЛАФЕТА

4.1. Проектирование механизмов подрессоривания

4.1.1. Механизмы подрессоривания

Механизмы подрессоривания служат для смягчения толч­ ков и ударов и снижения уровня шума при буксировке. К ним предъявляются требования: плавности хода; снижения относи­ тельного веса; живучести упругого элемента; простоты конст­ рукции и обслуживания (регулировки). Механизмы подрессори­ вания различаются по типу упругого элемента (рессорные, пру­ жинные и торсионные) и по схеме его расположения по отношению к АО (с продольным и поперечным расположени­ ем). Некоторые схемы таких механизмов показаны на рис. 4.1.

Рис. 4.1. Пружинные (а, 6) и торсионные {в, г) механизмы подрессоривания

4.1.2.Конструктивные характеристики механизма подрессоривания торсионного типа

Расчетная схема механизма подрессоривания торсионного типа с продольным расположением торсиона (130 мм ПП М-46) представлена на рис. 4.2, где: dT, /т, LT —диаметр и длина,рабочей части торсиона и полная длина торсиона; /б - длина балансира (расстояние от продольной оси торсиона до линии опоры коле­ са); ф у г о л закрутки торсиона и осадка подрессорной массы лафета; ао - угол наклона балансира к горизонту без нагрузки; Р\ - рабочая вертикальная нагрузка на одно колесо.

Рис. 4.2. Механизм подрессоривания торсионного типа: а - схема уста­ новки торсиона; 6 - конструктивные характеристики торсиона; в - схема нагружения торсиона

При проектировании механизма подрессоривания торсион­ ного типа рассчитываются следующие конструкционные харак­ теристики: LT, /т, dT, /б, ао, фт, где фт - максимальный угол за­ крутки торсиона.

Первые две характеристики определяются по статистиче­ ским зависимостям с учетом ширины хода колес, схемы распо­ ложения и типа головки торсиона:

LT= B y e; /т - ЬУ'е,

где Вк - половина ширины хода колес; р.',, р" - статистиче­

ские коэффициенты, значения которых можно определить из условий

поперечному расположению торсиона, а меньшее значение вто­ рого коэффициента - нормальной головке торсиона.

и /б, необходимо обратиться к фундаментальным зависимостям

для угла закрутки ср и напряжения среза т в материале рабочей части торсиона

СW

^кр

где ср, т - угол относительной закрутки концов рабочей части торсиона и напряжение среза в его материале; Сф, WKp - жест­

кость на кручение и осевой момент сопротивления сечения ра­ бочей части торсиона; М^ - крутящий момент. Для определения жесткости стержня круглого сечения используется известное выражение

Г

'~ф " 7 >

ч

где Лр -осевой момент инерции сечения рабочей части торсио­ на; G - модуль упругости на сдвиг (модуль упругости второго рода - модуль Юнга) материала торсиона, определяемый из ра­ венства G = 0,4 -Е, где Е - модуль упругости материала на рас­ тяжении (сжатие). В частности, для сталей Е « 2-1011 н/м2, сле­ довательно, G = 8*1010н/м2

Осевой момент инерции и осевой момент сопротивления,

а крутящий момент в соответствии со схемой нагружения торсиона (см. рис. 4.2, в) определяется равенством

Л^кр=Л -/бсоз(а о-ф)-

Используя исходные зависимости, можно определить две основ­ ные конструктивные характеристики механизма подрессоривания: dTи /6(диаметр рабочей части торсиона и длина балансира).

(см. рис. 4.2, в) при малых углах а 0 и ф можно получить при­ ближенные равенства

/6 -ф » /; cos(a0 - ф ) * 1,

где/ - осадка АО.

Используя принятые приближенные зависимости, из урав­ нения (*) получаем

(4.1)

6 т 2/т т

Кроме того, рассматривая вариант статистического нагру­ жения торсиона, принимаем

т = тст; ф = фст; / = / ст= /6фст;

отраслевым стандартом. Теоретическим и опытным путем пока­ зано, что величина статической осадки для АО всех типов и ка­ либров практически одинакова и при условии 2 < К0 <3 нахо­

дится в диапазоне 0,065 < / ст < 0,085 м.

С учетом принятых выше условий можно получить систему уравнений, необходимую для проектирования механизма под-

7,5• 1010< G < 8,5-1010н/м2; 6-108< [х]< 10-108н/м2

Величины ltift и Вк —это характеристики конкретного АО. Их, в частности, можно принять из таблицы.

4.2.Проектирование уравновешивающих механизмов

4.2.1.Уравновешивающие механизмы. Типовые схемы уравновешивания и уравновешивающих механизмов

При компоновке артиллерийского орудия практически ни­ когда не удается совместить центр масс качающейся части с осью цапф, т.е. всегда имеет место момент качающейся части. Для его компенсации используются специальные уравнове­ шивающие механизмы, которые создают уравновешивающий момент.

Момент качающейся части и уравновешивающий момент изменяются по величине при изменения угла возвышения ство­ ла. Изменение это происходит неодинаково, поэтому практиче­ ски всегда остается некоторый момент неуравновешенности, как разница этих двух моментов. По этой причине различают час­ тичное и «полное» уравновешивание. При частичном уравнове­ шивании равенство момента качающейся части и уравновеши­ вающего момента достигается лишь в ограниченном числе точек диапазона угла возвышения ствола (как правило, в двух) а при «полном» уравновешивании - более чем в двух точках. Сте­ пень уравновешенности качающейся части АО зависит от типа уравновешивающего механизма и схемы уравновешивания. Раз­ личают четыре схемы уравновешивания: рычажно-толкающую, рычажно-тянущую, копирно-толкающую и копирно-тянущую. При этом рычажно-тянущая схема имеет два варианта: с ниж­ ним и верхним расположением уравновешивающего механизма.

Рис. 4.5. АО с рычажно-тянущим уравновешиванием верхнего расположения

Основным элементом схемы «полного» уравновешивания является копир. При любой схеме уравновешивания может ис­ пользоваться уравновешивавший механизм (УМ) любого типа. Различают три типа УРМ: пружинные, торсионные и пневмати­ ческие. Пружинные механизмы используют в схемах уравнове­ шивания как толкающего, так и тянущего типа, а торсионные и пневматические - в схемах уравновешивания толкающего типа.

4.2.2. Конструктивные характеристики уравновешивающих механизмов и схем уравновешивания

Конструктивные характеристики уравновешивающих ме­ ханизмов рассмотрим на примере пневматического уравнове­ шивающего механизма (ПУМ). Одна из схем пневматического уравновешивающего механизма представлена на рис. 4.6, где использованы обозначения: X, do, d\, L, /упя - рабочий ход, диа­ метр внутреннего и наружного цилиндров уравновешивающего механизма, расстояние между точками крепления УМ (перемен­ ная величина) и длина уплотнительного устройства; х - путь поршня (перемещение внутреннего цилиндра относительно на­ ружного). Основными конструктивными характеристиками ПУМ являются: X, L, dQwd\.