• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Поняття зносу каналу ствола

Знос каналу ствола.

Знос ствола артилерійської гармати – зміна якості артилерійської гармати від впливу дії пострілів.

При пострілі основною причиною зносу є теплова дія порохових газів і дія тиску. Температура порохових газів складає 2000-3000 °С (що більше температури плавлення сталі). Тиск досягає 3500 кг/см².

Нарізна частина каналу ствола зношується неоднаково по всій довжині. Найбільший знос відбувається на ділянці, прилег-лій до початку нарізів. В середній частині ствола має місце неве-лике зменшення розмірів каналу ствола внаслідок відкладення міді від ведучого пояска снаряда і частинок сталі, винесених з початку нарізів.

Дульна частина зношується нерівномірно. Спостерігається явище розплющення полів, яке залежить від центровки снаряда.

За показник, що характеризує ступінь зносу каналу ствола, прийнята величина подовження зарядної комори, яка заміряється змінними дисками. Величина зносу визначається просуванням дисків певного діаметра на певну довжину. Ступінь зносу визна-чається за таблицею в процентах від початкової швидкості.

Визначення падіння початкової швидкості може проводи-тися відстрілом і вимірюванням початкової швидкості за допо-могою артилерійських балістичних станцій.

Повний знос каналу ствола характеризується:

- граничною величиною падіння початкової швидкості

(6-10) %;

- збільшенням розсіювання снарядів у бічному напрямі в

2 рази проти норм технічних умов.

Для зменшення зносу каналу ствола і збереження балістичних якостей гармати необхідно:

- дотримувати встановлений режим вогню;

- застосовувати зменшені і знижено-бойові заряди у всіх випадках, коли вживання їх забезпечує виконання бойової задачі;

- застосовувати флегматизатори;

- регулярно проводити чищення і змащення каналу ствола.

Вживання флегматизаторів на основі парафіну, церезину дозволяє підвищити живучість стволів у 2-3 рази, а хромування стволів у 1,5- 2 рази.

Лекція № 3

Тема 1. Заняття 3. Артилерійські затвори.

1. Призначення, вимоги та склад артилерійських затворів.

2. Принцип побудови та дії клинових затворів.

3. Принцип побудови та дії поршневих затворів.

4. Допоміжні механізми затворів.

1. Призначення, вимоги та склад артилерійських затворів.

Артилерійські затвори – частина артилерійської гармати, призначена для замикання і відмикання каналу ствола.

Затвором називається пристрій, призначений для надійного замикання ствола при пострілі, виробництва пострілу, екстракції стріляної гільзи або запальної трубки.

Затвор повинен задовольняти наступним основним вимогам:

- міцно і надійно з'єднуватися зі стволом;

- забезпечувати герметичність ствола з боку казенника в закритому стані при пострілі;

- безвідмовність у дії і безпека в експлуатації;

- зручність в поводженні;

- простота пристрою і мінімальне число деталей;

- забезпечувати простоту і надійність пострілу;

- легкість заміни відповідальних деталей у разі поломки або несправності;

- забезпечувати можливість відкриття і закриття при будь-яких кутах піднесення гармати.

Для виконання цих вимог затвор повинен мати наступні механізми:

- замикаючий;

- відкриваючий і закриваючий (напівавтоматика);

- стріляючий або ударний;

- спусковий;

- повторного зведення;

- екстрактуючий;

- запобіжний.

Затвори АУ класифікуються за наступними основними ознаками:

- за ступенем автоматизації;

- за типом замикаючої ланки;

- за способом обтюрації порохових газів.

1) За ступенем автоматизації:

а) автоматичні, при яких усі операції з виконання пострілу відбуваються за рахунок енергії порохових газів. Застосовуються в гарматах з високою скорострільністю, в основному, малого і середнього калібрів;

б) напівавтоматичні, при яких у затворі частина операцій з проведення пострілу здійснюється вручну, а частина - автоматично. Застосовуються в сучасних гарматах;

в) неавтоматичні, при яких всі операції з виробництва пострілу здійснюються вручну. Застосовуються в гарматах крупного калібру з невисокою скорострільністю.

2) За типом замикаючої ланки:

а) клинові затвори, замикаючою деталлю яких є клин. Вони бувають з вертикальним і горизонтальним переміщенням клина в казеннику, при цьому затвори відкриваються – закриваються «вниз» - «вгору»; «вправо» - «вліво»;

Рис.18 . Клинові затвори:

а) – вертикальний; б) – горизонтальний;

1 – казенник; 2 – клин

б) поршневі затвори, замикаючою деталлю яких є поршень. Такі затвори відкриваються «вгору», «вправо», «вліво» на кут до 75°.

Рис. 19. Поршневий затвор для гільзового заряджання:

1 – поршень; 2 – рукоятка; 3 - гніздо

3) За способом обтюрації порохових газів:

а) гільзова – роль обтюратора виконує гільза;

б) безгільзова – роль обтюратора виконує спеціальний пристрій.

Затвори розташовуються в спеціальних вирізах у казеннику і після заряджання комори щільно і міцно закривають ствол з казенної частини.

2. Принцип будови та дії клинового затвора

Клиновий затвор призначений для надійного замикання каналу ствола при пострілі.

Рис. 20. Механізм відкривання і закривання клинового затвору і дія напівавтоматики при відкаті:

1 – пружина; 2 – стакан; 3 – рукоятка; 4 – ричаг ручного закривання клина; 5 – кулачок; 6 – кривошип; 7 – вісь кривошипа; 8 – стопор осі кривошипа; 9 – клин

Клиновий затвор складається з:

- клина;

- кривошипа (1 або 2) з віссю і рукояткою відкриття.

Основною деталлю клинового затвора, що сприймає зусилля відкоту, є клин.

Рис. 21. Схема клинового затвора:

а – задня опорна поверхня; б – упори; в – отвір стріляючого механізму; г – паз; д – лоток; е – дзеркало клина; к - пази

Клин має форму чотиригранної призми, передня грань якої виконується перпендикулярною до осі каналу ствола. Верхня і нижня грані клина паралельні осі каналу ствола, задня грань має незначний нахил до передньої грані (1°20¢-1°40¢).

Така конструкція клина забезпечує при русі його в гнізді казенника остаточне досилання гільзи при заряджанні і майже повністю виключає сили тертя між клином і гільзою при відкритті затвора, а також полегшує відкриття і закриття затвора.

У клині, в його верхній частині, є напівкруглий виріз для проходу гільзи при досиланні її в канал ствола. Це дозволяє збільшити довжину клина без збільшення його шляху при відкритті і забезпечити більш стійкий рух клина в гнізді казенника.

На передній поверхні клина є місця, які якнайбільше зношуються. Це виступи, які ударяють по плечах екстрактора, і виступи, за які зачіпляються лапки екстрактора при утриманні клина у відкритому положенні. Для збільшення часу життя клина в цих місцях робляться спеціальні вкладиші.

Для захищення клина від порохових газів, що прориваються через втулку капсуля, до передньої поверхні клина прикріпляється на гвинтах сталева загартована плитка, звана “дзеркалом” затвора. Розміри її відповідають діаметру дна гільзи.

В центрі дзеркала є отвір, вісь якого співпадає з віссю капсульної втулки гільзи. Цей отвір є продовженням внутрішнього циліндрового вирізу в клині, в якому розміщується ударно-спусковий механізм.

У середній частині бічних граней клина є фігурні вирізи, по яких ковзають кривошипи механізму відкриття і закриття затвора.

Як правило, клинові затвори встановлюються на гарматах малого і середнього калібрів, що мають роздільно-гільзове і унітарне заряджання.

Кривошип призначений для переміщення клина при відкритті і закритті затвора і служить замикаючою ланкою механізму.

Кривошип, повертаючись разом із віссю, тисне на фігурний виріз клина і переміщає його вертикально або горизонтально в гнізді казенника. Оскільки задня грань нахилена до дзеркала під кутом 1°20¢ - 1°40¢, рух клина відбувається не тільки вертикально або горизонтально, але і дещо вперед. При цьому клин передньою гранню досилає гільзу в камору, займаючи певне положення, запирає канал ствола. Кривошип не дає можливості переміщатися клину в зворотному напрямі. Кривошипи (1-2 шт) насаджені на шліци осі, яка розміщується в нижній задній частині казенника. На цій же осі на її правому торці укріплена рукоятка відкриття затвора вручну.

При розрахунку клина на міцність він розглядається як балка, вільнолежача на двох опорах, і навантажена рівномірно розподіленим навантаженням, довжиною l = D_ДП, шириною b=D_ДН, де D_ДН - діаметр камори у казенного зрізу.

Висота клина розраховується за формулою

h = 0,77 D_ДН ,

де: s_n- допустима напруга на вигин матеріалу клина.

Розглянемо сили, діючі на клин.

При пострілі тиск порохових газів впливає через гільзу на передню грань клина і створює зусилля, яке передається через задню грань клина казеннику і направлене по осі каналу ствола. Це зусилля Рдн можна розкласти на дві складові:

нормальну Р_N = Р_дн cos a і дотичну Р_кл = Р_дн sin a.

Викиданню клина з гнізда протидіє сила тертя F_тр,_. направлена вгору: F_тр.= Р_N f, де f – коефіцієнт тертя між матеріалом клина і казенника.

Самовідкрив затвора при пострілі неможливий оскільки F_тр.> Р_кл (щоб виключити самовідкрив) або Р_дн cos a > Р_дн sin a, звідки f > tg a. Коефіцієнт тертя f для сталевих поверхонь 0,08 - 0,1, отже a £ (4 - 6)° , виконують a » (1- 2) ° у сучасних гармат. Для надійного замикання каналу ствола необхідно виключити переміщення клина під дією на нього сил при пострілі, тобто для цього слід забезпечити умови самогальмування клина і мати замикаючу ланку в механізмі. Провівши ряд математичних обчислень, виводиться наступне рівняння:

a= 2 f,

де f – коефіцієнт тертя; a - кут нахилу задньої грані.

Це рівняння є умовою самогальмування клина, тобто клин буде самогальмуючим, якщо кут нахилу його задньої грані a буде менше подвоєного значення коефіцієнта тертя f.

Величина коефіцієнта тертя f залежить від:

- полягання дотичних поверхонь;

- властивостей і якості мастила, яке вживають;

- умов експлуатації;

- кількості мастила на опорних поверхнях.

Нижня межа кута a обмежується зростанням зусилля необхідного для відкриття і закриття клина, а верхня – трудністю забезпечення умови самогальмування.

Умови самогальмування для a = 0,023 і f = 0,009 не виконуються. Тому гармата з сильно змазаним клином не допускаються до стрільби.

Умови самогальмування недостатньо для надійного замикання каналу ствола клина з наступних причин:

- у сучасних гарматах закриття клина відбувається з великими швидкостями, при яких через відскок клина можливе мимовільне відмикання затвора;

- в процесі експлуатації можливі випадки порушення умови самогальмування клина через сильну змазку опорних поверхонь.

У замикаючому механізмі для забезпечення надійного замикання окрім самогальмування клина передбачена замикаюча ланка, що виключає самовільне відкривання каналу ствола в разі порушення умови самогальмування клина. Такою ланкою є кривошип.

У клинових затворах залежно від положення сили діючої на кривошип з боку клина R_N, розрізняють 3 схеми положення центру кривизни паза.

В першій схемі – центр кривизни паза лежить ліворуч від осі кривошипа і напрям дії сили R_N проходить ліворуч осі обертання кривошипа, а момент від сили, діючої на кривошип, перешкоджатиме опусканню клина. В цьому випадку кривошип прагне обернутися проти ходу годинникової стрілки, а сила тертя, прикладена до нього, буде направлена в протилежну сторону. При цьому розглядається залежність:

y₀ £ a - r₃,

де y₀ – кут між радіусом кривошипа і вертикальною площиною;

a - кут між нормаллю до поверхні дугового паза в точці дотику кривошипа і вертикальною площиною;

r₃ – кут тертя.

Для надійного замикання початковий кут установки кривошипа повинен бути менше різниці кута нахилу нормалі дугового паза в точці дотику ролика кривошипа і кута тертя. Замикання клина буде тим надійніше, чим менше коефіцієнт тертя між роликом і клином. При такій схемі затрудняється відкриття затвора. Ця схема забезпечує хорошу надійність закривання ствола.

Друга схема - центр кривизни паза лежить правіше осі обертання кривошипа. При цьому сила викликає поворот кривошипа у бік відкриття клина. Сила тертя при цьому перешкоджає відкриттю клина. В цьому випадку залежність має вигляд:

y₀ £ a + r₃.

Для надійного замикання початковий кут установки кривошипа y₀ повинен бути менше суми кута нахилу нормалі дугового паза в точці дотику ролика кривошипа a і кута тертя r₃.

Замикання клина буде тим надійніше, чим більше коефіцієнт тертя. Тому доцільно при такій схемі розташування центру кривизни паза ролик кривошипа замінити на шпильку, тобто тертя качання замінити ковзанням.

Клин, що має таку схему, легко відкривається, але не забезпечує надійність замикання, тому в конструкції таких механізмів необхідно мати стопорний пристрій, який перешкоджає повороту кривошипа, можливо використовувати пружину закриваючого механізму.

У третій схемі конструкції кривошипа вектор сили R_N проходить через вісь обертання кривошипа, а напрям сили Fк залежить від напряму руху кривошипа. При такій схемі паза затвор легко відкривається і надійно закривається, оскільки сила R_N не створює моменту ні на відкриття, ні на закриття. В умовах виробництва одержати дану схему в чистому вигляді через допуски на виготовлення дуже важко.

Ударний механізм призначений для виконання пострілу і служить для розбивання ударного складу засобів запалювання

(капсульних втулок, капсулів, ударних запалювальних трубок).

Рис. 22. Стріляючий механізм ударної дії:

1 – пружина; 2 – ударник; 3 – ричаг взводу; 4 – кришка; 5 – бойок; 6 – ричажна система

Спусковий механізм призначений для приведення в дію ударного механізму.

Сукупність ударного і спускового механізмів називається стріляючим пристосуванням.

Вони можуть бути зібрані в єдиний механізм або виконані окремими механізмами, зібраними в корпусі замикаючого механізму – клина.

За типом ударні механізми можуть бути такими:

- що зводяться при відкритті клинового затвора;

- що зводяться за допомогою спускового механізму;

- ручної дії;

- механічної дії.

Незалежно від конструкції ударних механізмів до них пред'являються наступні основні вимоги:

- надійна дія ударника по засобам запалювання, але без пробиття їх;

- достатня живучість бойка;

- зручність експлуатації (легкість розбирання, складання, ремонту).

Надійність дії ударника залежить від запасу кінетичної енергії, якою він має у момент зіткнення і визначається за формулою:

А_у= h =,

де h = ККД механізму (» 0,9);

F₀- сила попереднього підтискання пружини (» 300-350 Н);

F_l - сила пружини при зведеному ударнику (m F₀);

m – ступінь стиснення пружини (» 1,7-2);

l - робочий хід ударника (» 10-15 мм);

m_у- маса ударника;

m_п – маса пружини;

V_у -швидкість ударника

Практично приймається:

- для латунних втулок капсулів А_уб = 3,5 - 4,0 Нм;

- для сталевих втулок капсулів А_у = 7 - 12 Нм.

Нижня межа береться за умови надійності спрацьовування втулки капсуля, а верхня–за умови виключення її пробиваємості.

Швидкість ударника V_у приймається:

- для латунних втулок капсулів - 5-7 м/с;

- для сталевих втулок капсулів - 10-12 м/с.

Жорсткість пружини С визначається за формулою:

С=

Діаметр бойка d_б береться таким, щоб площа поперечного перетину отвору для його виходу в дзеркалі клина або поршня не викликала вибивання пробки у втулці капсуля під дією тиску порохових газів і звичайно приймається d_б = 3-3,5 мм.

Зусилля на ручному спуску - 20- 40 Н.

Переваги клинових затворів:

1.Простота пристрою.

2.Легкість відкриття і закриття.

3.Виключено заклинювання затвора.

4.Виключення можливості затискання руки зарядного між затвором і казенним зрізом ствола.

5.Простота автоматизації.

Недоліки:

1.Відносно велика маса.

2.Важко здійснити надійну обтюрацію при картузному заряджанні.

3. Принцип будови і дії поршневого затвора

Поршневий затвор складається з: поршня, рами, механізму відкриття і закриття, обтюрируючого пристрою, стріляючого пристрою.

Рис. 23. Поршневий затвор для гільзового заряджання:

1 – поршень; 2 – рукоятка; 3 - гніздо

Головною частиною поршневого затвора є поршень у формі циліндра, на зовнішній поверхні якого є гвинтова нарізка. Поршень вгвинчується в гніздо затвора казенника або кожуха, що має аналогічну гвинтову нарізку, чим досягається надійне замикання каналу ствола при пострілі.

Рис. 24. Схеми двохсекційних поршневих затворів:

а – одноступінчаті; б – двохступінчаті

Поршень має секторну нарізку (2- східчасту і 3- східчасту). 2-східчаста нарізка має 6 нарізок і 3 гладкі сектори або 8 нарізок і 4 гладкі сектори. 3-східчаста нарізка має 9 нарізок і 3 гладкі сектори. Повне замикання затвора при розвороті поршня визначається за формулою:

360°/ n,

де n – число всіх секторів.

Рис. 25. Принципова схема приводу поршневого затвору:

1 – вісь; 2 – шип; 3 – рукоятка; 4 – затворна рама;

5 – поршень; 6 – зубчатий сектор; 7 – рейка; 8 – гніздо;

9 – виступ; 10 – стопор роами; а – дуговий паз

У крупнокаліберних гармат знайшли широке вживання 2-тактні затвори з циліндричною секторною нарізкою поршня. Це дозволяє при відносно малій довжині поршня і невеликому куті розвороту (35-50°) добиватися надійного закриття і замикання каналу ствола.

Нарізка робиться міцною, щоб поршень не міг одержати обертальний рух при пострілі під дією сили Р_дн, кут підйому витків гвинтової лінії поршня повинен бути не більше 1°. Нахил гвинтової лінії забезпечує надійну обтюрацію і полегшує відкриття затвора.

Різьба поршня розраховується на вигин, зріз, зминання.

При цьому вважається, що перший виток сприймає максимальне навантаження, рівне 0,34 Р_дн.

Окрім розрахунку на міцність різьби, поршень розраховується на міцність дна і перевіряється на жорсткість вузла замикання.

Для зручності відмикання і замикання затвора поршень кріпиться на рамі, шарнірно зв'язаній з казенником за допомогою осі (вертикальної або горизонтальної).

Для полегшення відкриття і закриття затвора на гарматах крупного калібру встановлюють противагу, що стопориться при пострілі. Для запобігання прориву газів між поршнем і казенником, служить обтюрируюче пристосування, яке складається з:

- грибоподібного стержня;

- обтюрируючої подушки;

- 2-сталевих розрізних кілець.

Рис. 26.Схема поршневого затвора з пластичним обтюратором для картузного заряджання:

1 – прокладка; 2 – пружина; 3 – поршень; 4 – кільце; 5 – обтюрируюче кільце; 6 – грибовидний поршень

Грибоподібний стержень виготовляється з легованої жароміцної сталі і має крізний канал, що забезпечує доступ променя вогню з ударної (гальвано-ударної) трубки до заряду, розташованого в каморі. Обтюрируюча подушка служить для виключення прориву газів з камори при пострілі, виготовляється з тальку, графіту і олиата алюмінію (М-66), або спеціальної гуми (РК-9). Подушка зберігається в спеціальному футлярі. Сталеві розрізні кільця оберігають від руйнування обшивку обтюрирую-чої подушки під час стрільби. Перед стрільбою обтюрируюче пристосування перевіряється на щільність прилягання за допо-могою «синьки» – розчину ультрамарину у веретенному маслі. Постріл здійснюється за допомогою стріляючого пристрою.

Позитивні якості поршневих затворів:

1. Відносно невелика маса.

2. Можливість забезпечення щільного замикання ствола.

Недоліки:

1. Складність виготовлення поршня.

2. Витрата часу на відкриття і закриття.

3. Складність автоматизації приводу затвора.

4. Допоміжні механізми затворів.

Для забезпечення надійної і безпечної роботи затворів вони повинні мати обов'язкові додаткові механізми і пристрої:

- механізм відкриття і закриття ручної дії;

- ударний механізм;

- спусковий механізм;

- викидаючий механізм;

- запобіжний механізм;

- напівавтоматика.

Для зручності відкриття 2-тактних поршневих і горизонтальних клинових затворів кут повороту рукоятки не перевищує 120°. Хід важелів в клинових затворах знаходиться в межах 85-100°. У цих же межах знаходиться кут повороту вертикально розташованої рукоятки у клинових затворів з вертикальним рухом клина.

Рис. 27. Ручний привід відкривання і закривання клинового затвору:

1 – стержень; 2 – екстрактори; 3 – клин; 4 – кривошип;

5 – ось кривошипа; 6 – защіпка; 7 – рукоятка; 8 – задвижка; а – сегментний виріз; б – паз

Пристрій закриваючих механізмів повинен забезпечувати недопущення самовільного відкриття затвора. Це досягається зчепленням рукоятки з рамою і постановкою спеціальних стопорів інерційної або механічної дії. А в клинових затворах фіксація закритого затвора досягається тим, що кінці пазів на зовнішніх поверхнях клина робляться такого профілю, щоб передача руху від клина до рукоятки була неможливою. Іноді ставляться стопори інерційної або механічної дії.

Ударний механізм призначений для здійснення пострілу. При зведеному механізмі ударник зволікається назад і стискає бойову пружину, в яку акумулюється певна кількість енергії.

В ударному механізмі ударник після удару по капсулю повинен відходити назад. Цей відхід за величиною повинен бути таким, щоб кінець бійка відставав від поверхні дзеркала затвора не менше, ніж на 0,5 мм. Якщо цього немає, то ударний механізм повинен мати таку конструкцію, щоб при відкритті затвора спочатку зводиться ударник і лише після цього починався рух клина або поршня. Для безвідмовної дії ударного механізму ударник повинен ударяти по центру капсульної втулки.

Спусковий механізм служить для спуску ударного механізму. Ударні механізми розділяються на механічні і електричні.

Механічні спускові механізми передають зусилля замкової обслуги на стопор взводу ударного механізму. Вони вимагають ретельного регулювання, оскільки частина деталей розміщена на затворі, частина – на казеннику, а частина – на люльці.

Електричні спускові механізми можуть бути електромагнітними і електрозапальними.

Електромагнітні за конструкцією аналогічні механічним, впливаючи безпосередньо на механічний спусковий механізм або ж зводять і утримують ударник електромагнітом, а розмикання електричного ланцюга проводить спуск ударника.

В електрозапальних спускових механізмах обов'язкова ізоляція окремих вузлів і деталей, ковзаючих контактів і електрозапальних трубок або втулки.

Рис. 28. Схема викидаючого механізму важільного типу:

1 – виступ; 2 – клин; 3 – ось; 4 – двохплечні важелі;

а – зуб; б – зачіп

Викидаючий механізм призначений для екстракції гільзи з камори гармати після пострілу, а також для витягання гільзи з бойовим зарядом після осічки. Цей механізм розміщується в основному в клинових затворах або в стріляючому пристрої поршневих затворів.

За конструкцією викидаючі механізми діляться на:

- важельні;

- кулачкові.

За характером додаткового навантаження на гільзу, вони бувають:

- ударної дії;

- плавної дії.

Вимоги до викидаючих механізмів:

- забезпечити надійне витягання гільзи з камори;

- відкидання гільзи на відстань 1,5 -2 м від казенника.

Викидаючий механізм важеля ударної дії клинових затворів складається з двох екстракторів, надітих на вісь викидачів. Екстрактори вгорі мають зачіпи, якими з'єднуються з фланцем гільзи, а внизу – нижні виступи. При відкритті клина його кулачки ударяють по нижніх виступах екстракторів і повертають їх щодо своїх осей. При цьому зачіпи екстракторів, діючи на фланець, витягують гільзу з камори і надають їй певну швидкість. На екстракторах клинових затворів з напів-автоматикою робляться верхні виступи, якими вони утримують клин в нижньому положенні після відкриття затвора. Такі механізми встановлені на гарматах МТ-12, Д-30.

Запобіжні пристрої підрозділяються на 3 типи:

- що запобігають від передчасного пострілу – при неповністю закритому затворі;

- що запобігають від випадкового пострілу – через високу автоматизацію процесу відкриття – закриття – механічний;

- на випадок затяжного пострілу, що спрацьовує тільки після пострілу або виключення запобіжника.

Напівавтоматика– це пристрій, що призначений для приведення в дію частини механізмів затвора після пострілу і заряджання гармати. Вона складається з відкриваючого і закриваючого механізмів. Напівавтоматика працює за рахунок енергії частин відкотів.

Напівавтоматика повинна задовольняти наступним основним вимогам:

- висока надійність за будь-яких умов експлуатації;

- її дія не повинна істотно позначатися на роботі противідкотних пристроїв;

- висока живучість, компактність, безпека і зручність в експлуатації.

Відкриваючий механізм призначений для приведення в дію механізмів затвора: замикаючого, викидаючого і ударного після пострілу.

Закриваючий механізм напівавтоматики пружинного типу, призначений для приведення в дію механізмів затвора замикаючого і запобіжного – після заряджання гармати.

Копірний відкриваючий механізм ударної дії працює за рахунок енергії частин відкотів при накаті. При відкоті шпилька кулачка, зустрічаючи копір, який закріплений на люльці, повертається разом з кривошипом з кутовою швидкістю. Кривошип, діючи роликом на фігурний паз клина, переміщає його вниз з іншою швидкістю.

Позитивні якості такого механізму:

- простота пристрою;

- безвідмовність у роботі;

- висока надійність.

Недоліки:

- залежність від швидкості накату;

- ударний характер передачі зусиль.

Такі механізми застосовуються для вертикального переміщення клина, маса якого не перевищує 40-60 кг (МТ-12, Д-30).

Допоміжні механізми призначені для:

- полегшення роботи обслуги при заряджанні гармати;

- полегшення роботи обслуги при пострілі.

До них відносяться:

- утримуючий механізм;

- механізм повторного зведення;

- механізм полегшення заряджання.

Утримуючий механізм призначений для утримання снаряда, а в деяких випадках – і гільзи в каналі ствола при заряджанні, коли стрільба ведеться при великих кутах наведення ствола. Цей механізм застосовується тільки в гарматах з роздільно–гільзовим заряджанням. Основною деталлю утримую-чого механізму є держак, який розміщується в лотку клина або в казеннику. При відкритому затворі держак, знаходиться під поверхнею лотка клина або казенника і перешкоджає випаданню снаряда з камори до моменту його досилання в сполучний конус. При відкритті затвора держак за допомогою спеціального пристрою в момент викидання гільзи втоплюється в своє гніздо і не перешкоджає її руху. Після викидання гільзи при подальшому відкритті затвора держак займає своє початкове положення. Механізм повторного зведення призначений для зведення ударного механізму без відкриття затвора при осічках. Він застосовується в затворах, зведення ударного механізму яких відбувається при їх відкритті.

Лекція № 4

Тема 1. Заняття 4. Артилерійські лафети.

1. Призначення, класифікація, склад і основні вимоги, що пред'являються до лафетів.

2. Дія пострілу на жорсткий станок лафету.

3. Дія пострілу на артсистему з відкотом по осі.

4. Умови нерухомості та стійкості гармати при відкоті.

1. Призначення, класифікація, склад і основні вимоги, що пред'являються до лафетів

Лафет– частина артилерійської гармати, призначена для опори ствола, зміни його положення в просторі і забезпечення стійкості при пострілі.

Лафет складає основну частину будь-якої артустановки і служить опорою, що підтримує гармату і безпосередньо приймає на себе зусилля, що виникають під час пострілу. Ці зусилля і навантаження передаються на бойовий ствол або станини гармати.

На деяких артустановках бойовий стол і станини з'єднані в єдину конструкцію, звану лафетом.

Станина у будь-якому випадку несе на собі частину, що коливається, цілий ряд механізмів, пристроїв, агрегатів, що відносяться до частини, яка обертається, але виконує самостійні задачі.

До складу лафета входять наступні основні вузли гармати:

- люлька;

- противідкотні пристрої;

- верхній станок;

- механізми наведення;

- врівноважуючий механізм;

- нижній станок;

- бойовий хід із підресорюванням;

- прицільні пристосування;

- щитове прикриття;

- допоміжні пристрої.

Лафети сучасних гармат класифікуються:

а) за способом з'єднання зі стволом:

- жорсткі, у яких ствол при пострілі не рухається відносно люльки;

- пружні, які мають рух щодо люльки.

Такий лафет з¢єднаний зі стволом через противідкотні пристрої, що допускає при пострілі значне переміщення ствола відносно лафета.

Такі лафети дозволяють:

- зменшити масу гармати;

- збільшити скорострільність;

- підвищити купчастість і влучність стрільби;

- автоматизувати заряджання гармати.

б) за способом пересування:

- рухомі, які дозволяють переміщати гармату на своєму ході;

- стаціонарні – укріплених районів.

Рухомі, в свою чергу, можуть бути:

1. Самохідні – такі лафети називають самохідними гарматами.

2. Саморушні – які можуть переміщатися на деякі відстані двигуном, а на великі відстані вони буксируються тягачем, оскільки потужність і ресурс двигуна малий.

3. Буксировані – такі, у яких переміщення здійснюється тільки спеціальним тягачем. Причому переміщення може здійснюватися на колісній або гусеничній ходовій частині.

Всі гармати наземної артилерії мають рухомі лафети.

Рухомі лафети є:

- бойовою станиною при стрільбі;

- засобом транспортування при здійсненні маршу.

До лафетів пред'являються вимоги як до:

а) бойового ствола:

- бути міцним і масивним при пострілі, а його механізми повинні надійно працювати на протязі тривалого терміну експлуатації в різних бойових умовах;

- швидко, плавно і безперервно здійснювати наведення гармати на ціль;

- забезпечити високу точність наведення;

- забезпечувати стійкість гармати при стрільбі;

- мати допоміжні механізми, що забезпечують вирівнювання гармати на грунті, підвищення скорострільності, маневреності і живучості;

- забезпечити можливість великої вогневої маневреності гармати;

- бути легким і простим за конструкцією;

- забезпечити простоту експлуатації.

б) засобу транспортування гармати:

- висока прохідність по дорогах усіх типів, по мостах і нерівностях місцевості, подолання водних перешкод і бродів;

- живучість – здатність витримувати тривалі переходи з різними швидкостями – пересування без пониження бойових властивостей гармати;

- швидко і з невеликим зусиллям здійснювати переведення з похідного в бойове положення і - навпаки;

Міцність лафета гармати– при пострілі забезпечується:

- раціональністю конструкцій окремих елементів лафета;

- підбором відповідного матеріалу для виготовлення деталей лафета;

Стійкість лафета гарматипри пострілі досягається конструктивними заходами:

- збільшенням маси;

- збільшенням довжини відкоту;

- застосуванням дульного гальма;

- зменшенням висоти лінії вогню;

- зменшенням плеча динамічної пари;

- експлуатаційними:

- веденням стрільби на зменшених зарядах;

- правильною установкою гармати на вогневій позиції.

Для збільшення вогневої маневреностістворюються лафети з 2х,3х,4х станинами, тим самим збільшується сектор горизонтального наведення.

Висока прохідністьдосягається за рахунок:

- зменшення питомого тиску колісного ходу на грунт при русі в різних умовах;

- підвищення стійкості гармати в поході;

- збігу ширини коліс лафета і засобів тяги;

-поліпшення характеристик гармати по подоланню перешкод (кліренс, радіус повороту, подовжня прохідність);

Стійкістьгармати в поході характеризується граничним кутом крену α_κр, при якому гармата не перекидається.

Для підвищення стійкості необхідно:

- збільшити ширину ходу і шини;

- зменшити висоту розташування центру тяжіння

Ширина колії лафетаоцінюється коефіцієнтом К, який дорівнює відношенню коліс гармати до ширини коліс тягача. Як правило, К = 0,95-1,05.

Для підвищення живучості гарматив конструкції лафета передбачають:

- підресорювання ходу;

- надійне кріплення механізмів наведення по-похідному;

- ретельну фіксацію всіх деталей;

- надійну, постійно діючу систему змащування.

Швидкість переведенняз похідного положення в бойове і навпаки забезпечується вживанням спеціальних пристроїв і механізмів (домкратів, лебідок і т.д.).

Станини звичайно виконуються литими або зварними. Бойовий ствол, на якому кріпиться станина, є суцільнозварною конструкцією з балок.

2. Дія пострілу на жорсткий лафет

До останньої чверті XIX століття у гармат ствол жорстко зв'язувався з лафетом, внаслідок чого при пострілі він не міг відкочуватися відносно лафета. Такі гармати називаються гарматами з жорстким лафетом.

Рис. 29. Схема дії пострілу на жорсткий станок

У гармати з жорстким лафетом сила віддачі Р_дн, виникаюча в каналі ствола при пострілі, передавалася через ствол на лафет.

Внаслідок високого тиску в каналі ствола при пострілі сила Р_дн може досягати сотень тонн (100× 10⁴ – 600× 10⁴ Н).

Тому гармати з жорстким лафетом для забезпечення міцності і стійкості робилися важкими, при пострілі підстрибували і відкочувалися іноді на декілька метрів назад.

Гармати з жорстким лафетомне могли забезпечити:

- необхідної скорострільності;

- вони обмежували можливості тиску в каналі ствола, а отже, не могли збільшити дальність стрільби.

Для виключення впливу другорядних чинників і тих, що важко враховуються розглядаючи дію пострілу на гармату, приймаються наступні допущення:

- гармата встановлена на горизонтальній станині при КГН рівному 0 і будь-якому КВН;

- лафет і станина є абсолютно жорсткими тілами;

- всі сили, діючі на гармату, лежать у вертикальній площині симетрії;

- гармата при пострілі залишається у спокої щодо станини.

Розглянемо дію пострілу на гармату з жорстким лафетом, коли ствол жорстко з¢єднаний з лафетом.

Знайдемо умову, при якій лафет не буде відділятися від станини і не одержить горизонтального переміщення.

При пострілі на лафет діють наступні сили і реакції:

Р_дн – рівнодіюча сил, виникаюча при пострілі, прикладена до дна каналу ствола і направлена в протилежну сторону руху снаряда;

Q_б – сила ваги гармати, прикладена до центру коливання ствола і направлена вниз, рівна його силі тяжіння;

R₁,R₂ – вертикальна реакція основи на лафет, направлена вгору;

Rб – горизонтальна реакція бойового штиря, направлена у бік руху снаряда і прикладена до центру основи.

Щоб артсистема була нерухома і стійка під час пострілу, всі діючі сили і моменти повинні взаємно врівноважуватися, тобто сума проекцій всіх сил на осі координат і сума моментів їх щодо будь-якої точки повинні дорівнювати нулю.

Узявши проекції сил на вісь Х і моменти цих сил щодо осі, що проходять через точку С, одержимо: (1),

де D – відстань від основи до центру тяжіння системи;

L – діаметр основи станини;

j - кут стрільби;

h = Нcosj - Dsinj.

З першого рівняння (1) одержуємо Р_дн = R_б, тобто щоб система була нерухомою, необхідний опір штиря R_б потрібно зробити великим або таким, що дорівнює силі Рдн.

Умова нерухомості: R_б ³ Р_дн (2).

З другого рівняння (1) маємо:

Для стійкості системи необхідно, щоб була реакція R₁ > 0, тоді умова стійкості системи буде: , отже (3).

Розглядаючи нерівність (3), бачимо, що момент прагне обертати систему проти годинникової стрілки, а момент Р_дн×h - за годинниковою стрілкою, тобто прагне перекинути систему. Зробивши достатньо великою вагу системи і діаметр основи, можна досягти стійкості системи з жорсткою станиною при пострілі.

3. Дія пострілу на гармату з відкотом по осі.

У сучасних гарматах з відкотом по осі лафет має пружний зв'язок зі стволом за допомогою противідкотних пристроїв, розташованих в частині, що коливається. Частина з цапфами і механізмами наведення (МВН, МГН), що коливається, сполучена з лафетом.

У гармат з пружним лафетом при пострілі частини відкотів на початку відкочуються уздовж осі каналу ствола назад, а потім накочуються в початкове положення.

Рис. 30. Схема дії пострілу на пружний станок

У таких гармат при відкоті на лафет діє не сила Р_дн, а сила, що дорівнює і протилежна по напряму силі, з якою гальмується ствол, тобто сила опору відкоту К, або її ще називають сила віддачі .

Ця сила К складається з:

- гальмуючих сил гальма відкоту і накочування;

- сил тертя в рухомих з'єднаннях;

- складової сили маси частин відкотів уздовж осі каналу ствола.

Оскільки час відкату – час дії сили віддачі - значно більше часу пострілу (часу дії сили Р_дн) то для рівноваги системи сила віддачі повинна бути значно менше сили Р_дн. і при цьому, чим більша довжина відкату, тим менша сила віддачі.

Таким чином, противідкотні пристрої дозволяють значно зменшити сили, діючі на лафет. У сучасних гарматах максимальна сила віддачі - в 30-40 разів менше Рдн _max

На частини відкотів при пострілі діють наступні зовнішні сили:

Р_дн – рівнодіюча сил, що діє в каналі ствола в напрямі його осі;

Q₀ – сила тяжіння частин відкотів, прикладених до центру їх тяжіння.

Решта зовнішніх сил залишилася такою ж, як і при дії з жорстким станком (R₁, R₂, R_б, Q_б).

Така система внаслідок переміщення частин відкоту при пострілі, з погляду механіки являє собою змінну систему, в якій окрім зовнішніх сил (R₁, R₂, R_б, Q_б) діятимуть і внутрішні сили.

Тому для вживання умов статичної рівноваги до такої системи на підставі принципу д'Аламбера необхідно до зовнішніх діючих сил додати силу інерції частин відкотів , прикладену до центру тяжіння їх і направлену в зворотний бік їх руху, що буде дорівнювати:

,

де - прискорення відкоту;

- сила інерції.

Приклавши силу інерції рухомих частин до центру тяжіння частин відкоту, приводимо цю рухому систему до системи рівноваги і вирішуємо задачу як статичну.

Прийнявши це допущення за основу, виведемо умову нерухомості і стійкості артсистеми на пружному лафеті.

Для подальшого міркування припустимо, що центр тяжіння частин відкоту розташований на деякій відстані, що нижче за вісь каналу ствола l.

Умова рівноваги системи:

Зазначивши проекції сил на осі х і у, і моменти цих сил, що проходять через точку С, одержимо:

доставляючи значення =Р_дн – К в перше рівняння системи, одержимо: R_б=К cos φ – це умова нерухомості артсистеми.

Підставивши це ж значення у друге рівняння системи, одержимо: - умова стійкості.

Якщо гармата залишається стійкою, то тоді реакція > 0, а значить цю умову стійкості можна записати в наступному вигляді:, нехтуючи L (діаметром основи гармати) або ж .

Проаналізувавши вирази R_б=К cos φ і , зробимо висновок, що дія пострілу на пружний станок зводиться до виникнення однієї сили: K=Rб- Q₀ sin φ, прикладеної до центру тяжіння частин відкотів і напрямів у бік відкоту з моментом .

Коли центр тяжіння частин відкоту лежить на осі каналу ствола, тобто l = 0, дія пострілу в площині стрільби зводиться тільки до сили К – сили віддачі, діючої на станину.

Момент називається моментом динамічної пари, а

l - плечем динамічної пари.

Розглядаючи вираз R_б = К cos φ, робимо висновок, що для зменшення R_б необхідно зменшувати значення К – сили віддачі.

Аналізуючи вираз приходимо до висновку, що для підвищення стійкості артустановки вигідно збільшувати (силу ваги артсистеми) і L (діаметр основи гармати), а зменшувати і момент Рдн ×l .

4. Умови нерухомості та стійкості гармати при відкоті.

Під умовою нерухомості гармати при відкаті розуміють відсутність її переміщення в горизонтальній площині. Ця умова виконується при:

R_б ³Р_дн - для гармати з жорстким лафетом;

R_б ³К(R) cos φ - для гармати з пружним лафетом.

Гармата повинна бути нерухомою за найсприятливіших умов:

К(R) = К_max (R_max ) j =0, при цьому:

R_б³К_max - для гармати з пружним лафетом;

R_б³Р_{дн max} - для гармати з жорстким лафетом.

При розрахунку нерухомості визначається площа опорних сошників станин, при цьому враховується допустимий тиск на грунт, що знаходиться в межах (4 -5)×10⁵ Н/м².

Для гармат з пружним лафетом умова нерухомості розраховується визначенням площі опорних сошників, які знаходяться в межах 0,1–0,6 м², для гармат з жорстким лафетом ця площа може коливатися в межах 2,5–10 м².

Зрозуміло, що такі умови виконати практично неможливо.

Під стійкістю гарматирозуміють відсутність її переміщення у вертикальній площині при відкоті ствола, тобто відсутність обертання гармати відносно опори. Обертання гармати буде відсутнє до моменту її відриву від грунту і визначається з виразу:

.

Гармата буде стійка при відкоті, якщо в процесі відкоту перекидаючий момент буде меншим або дорівнювати стабілізуючому ( які в процесі відкоту змінні), оскільки величина D змінна.

Умова стійкості гармати при відкоті приймає остаточний вигляд:

,

де х – величина переміщення ц.т. частин відкотів гармати;

D₀ – довжина станин;

Q₀ – маса частин відкоту артустановки.

Проаналізуємо умову стійкості з різних позицій:

1.Для гармат з жорстким лафетом К(R) = Р_{дн max} і х=0 вираз стійкості приймає вигляд: ; φ=0; Н₀ »l+h – висота лінії вогню і при цьому необхідно мати масу порядка

10⁶ – 10⁹ Н, а довжину станини - порядка сотень метрів. Очевидно, що створити таку артустановку з сучасною балістикою на жорсткому лафеті неможливо.

2. У період дії порохових газів стійкість гармати тим вища, чим менше сила Р_дн і плече l. Величина Р_дн обумовлена заданими балістичними характеристиками гармати.

Щоб зменшити або зробити негативне плече l, необхідно, щоб центр тяжіння частин відкоту розташовувався як можна ближче до осі каналу ствола або вище осі. З цією метою противідкотні пристрої розміщують або симетрично щодо ствола, або над стволом.

3. Верхнє розташування противідкотних пристроїв дозволяє зменшити висоту лінії вогню і залежне від неї плече h. Зменшення плеча приводить до зменшення перекидаючого моменту К(R)×h.

Момент Р_дн×l впливає не тільки на стійкість гармати, але і:

- підвищує динамічні навантаження на механізм вертикального наведення;

- викликає коливання ствола, що приводить до додаткового розсіювання снарядів.

У більшості сучасних гармат плече динамічної пари l не перевищує 5- 30 мм.

Зменшення плеча h можливе тільки за рахунок пониження висоти лінії вогню і при цьому для виключення ударів казенника об грунт необхідно скоротити довжину відкоту, тобто збільшити силу К(R). Зменшення висоти лінії вогню обмежується умовою загальної компановки гармати. У сучасних гармат Н = 0,8-1 м.

4.Стійкість гармат підвищується зі зменшенням сили опору відкоту К(R) або плеча Н.

Проте зі зменшенням сили К(R) збільшується довжина відкоту, що може привести при великих кутах вертикального наведення до удару казенника об грунт.

5.Стійкість гармати підвищується зі збільшенням маси гармати в бойовому положенні Q_б і плеча D₀ . Збільшення цих параметрів обмежено умовами маневреності гармати.

Незначне збільшення D₀ можна досягти при застосуванні станин, що складаються або телескопічних.

6. Стійкість гармати підвищується зі збільшенням маси частин відкоту Q₀ при незмінній вазі Q_б. Зі збільшенням Q₀ момент стійкості зменшується, але при цьому ще більшою мірою зменшується перекидаючий момент внаслідок зменшення сили К(R), що в результаті приводить до підвищення стійкості.

Зі збільшенням маси частин відкоту за інших рівних умов пропорційно зменшується сила опору відкоту К(R). Оскільки частка плеча Q₀Xcosj менше частки доданка Rh – у виразі стійкості гармати, то збільшення Q₀ приводить до збільшення стійкості гармати. Для збільшення маси частин відкотів Q₀ у деяких гармат відкочуються циліндри противідкотних пристроїв.

7. Стійкість гармати підвищується зі збільшенням кута піднесення ствола φ: збільшується М_ст (стабілізуючий момент) за рахунок зменшення cos φ і зменшується М_опр (перекидаючий момент) за рахунок зменшення плеча h.

Властивість збільшення стійкості гармати зі збільшенням кута вертикального наведення φ використовують для забезпечення стійкості гармат крупного калібру шляхом застосування змінної довжини відкоту. Гармати зі змінною довжиною відкоту при малих φ для зменшення сили R мають відкіт довгий. Щоб виключити удар казенника об грунт при великих φ відкіт роблять коротким. Не зважаючи на збільшення при цьому R, стійкість гармати не порушиться.

Гармати зі змінною висотою лінії вогню поширення не одержали через складність конструкції.

8. Умова стійкості дозволяє одержати теоретичну залежність подовжнього значення сили опору відкоту R при якій дана гармата буде стійкою. При цьому величину КВН приймають граничною – це такий мінімальний КВН, при якому стійкість даної гармати ще забезпечується. Щоб мати можливість вести стрільбу прямою наводкою, для всіх польових гармат доцільно мати КВН = 0.

Для гаубиць і могутніх далекобійних гармат, стійкість яких при φ=0 забезпечити важко, допускається значення φ_пр = 5 -10° (і більше).

9. Внаслідок впливу пружності шин, податливості і пружності грунту при пострілі мають місце стрибки гармат і відкат назад, що приводить до збиття наведення, ця величина коливається від декількох десятків мм до декількох сотень мм. Щоб не заподіяти ударів навіднику, відхід не повинен перевищувати величини, що дорівнює видаленню зіниці виходу прицілу.

Внаслідок стрибка гармати і пружності деталей лафета після пострілу відбувається коливання всієї гармати і частини, що коливається, зокрема. Час загасання цих коливань обмежує можливість збільшення скорострільності.

Для зменшення впливу пружності шин деякі гармати мають пристрій для установки їх в бойовому положенні на більш жорсткій опорі. Це досягається вживанням домкратів, піддонів, сошників, що забиваються в грунт.

Лекція № 5

Тема 1. Заняття 5. Противідкотні пристрої.

1. Призначення, склад та основні вимоги, що пред'являють-ся до противідкотних пристроїв.

2. Будова гальма відкоту.

3. Принцип будови та дія накочувача.

1. Призначення, склад та основні вимоги, що пред'яв-ляються до противідкотних пристроїв.

Противідкотні пристрої (ПВП)призначені для пружного з'єднання ствола з лафетом, гальмування руху частин відкоту, повернення їх в початкове положення і утримання в цьому положенні при будь-якому куті піднесення ствола, що допускається гарматою.

Виходячи з призначення, ПВП повинні задовольняти наступним вимогам:

- створювати опір відкату за встановленим законом;

- забезпечувати необхідну скорострільність гармати;

- повертати після пострілу частини відкоту в початкове положення;

- забезпечувати плавність відкату або накоту гармати;

- бути простими за конструкцією;

- бути зручними в експлуатації;

- допускати можливість штучного відкату.

ПВП складаються з гідравлічного гальма відкату – накочувача і гальма відкоту (модератора), оскільки гідравліка є хорошим поглиначем енергії.

На початку XIX століття з'явилися гармати з відкотом по осі каналу ствола. Ствол гармати накладався на люльку так, що при пострілі він міг разом з деякими іншими деталями переміщатися по ній уздовж осі каналу ствола в напрямі, зворотному руху снаряда. Люлька зв'язується через цапфи зі станиною і за допомогою підіймального механізму вона разом зі стволом може коливатися у вертикальній площині.

Явище переміщення ствола по люльці під час пострілу називається відкатом,а ствол разом з частинами, які приймають участь у відкоті назваються відкатними частинами. Для поглинання енергії частин відкоту, набутих ними під дією пострілу, а потім для повернення їх в початкове положення служить гідравлічне гальмо відкату і накочувач,які поміщаються всередині люльки і складають ПВП.

Завдяки зв'язку ствола зі станиною за допомогою ПВП остання при пострілі не піддається безпосередній дії величезної сили Р_дн, що розвивається в каналі ствола при пострілі, а тільки випробовує дію реакції ПВП. Ця реакція значно менша сили Р_дн, що дозволяє без особливих зусиль забезпечити міцність лафета, стійкість і нерухомість гармати при пострілі. Нерухомість при цьому досягається вживанням сошників невеликих розмірів.

Конструктивно розрізняють гальма з рухомим циліндром і нерухомим штоком.

А за способом утворення отвору змінного перетину гальма відкоту і накоту бувають:

- веретенні;

- голчаті;

- канавочні;

- золотникові;

- клапанні;

- комбіновані.

Сукупність трьох агрегатів: гальма відкоту, накочувача і гальма накоту носить назву противідкотного пристрою.

ПВП включають наступні механізми:

- гальмо відкоту;

- гальмо накоту;

- накочувач;

- сальники і коміри;

- буфери;

- пристосування для наповнення рідиною і повітрям;

- особливі механізми:

а) механізми для зміни довжини відкату;

б) механізм для зміни роботи ПВП зі зміною кута піднесення;

в) компенсатори для поповнення рідиною при недостачі її або для поглинання її надлишку.

2. Будова гальма відкоту.

Ідея пристрою гідравлічного гальма полягає в наступному:всередині циліндра, наповненого рідиною поміщається поршень зі штоком. Циліндр закріплений нерухомо в люльці. В поршні є невеликі отвори. Шток поршня зв'язаний із казенником ствола.

Під час відкату ствола поршень зі штоком переміща-тиметься всередині циліндра, а рідина через отвори в поршні пробризкується з об'єму за поршнем в зростаючий об'єм.

На подолання опору рідини, що пробризкується через ці отвори і витрачатиметься, головним чином, енергія руху частин відкоту. Інша частина енергії відкоту поглинається роботою сили накочувача і силою тертя, що виникає на спрямовуючих люльки і в сальникових ущільненнях гальма накочувача.

В сучасних гарматах для гальмування відкоту і накату застосовуються гідравлічні гальма, в яких гальмування здійсню-ється за рахунок гідравлічного тертя, що виникає при перетіканні рідини через отвори певного перетину, при цьому енергія відкату (до 75%) переходить у теплову енергію рідини.

Як робоче тіло використовується:

- стеол-М у складі: гліцерин 43,6 %, етиловий спирт 20%, вода 32%, хромово-кислий калій 1,6 % і їдкий натрій 0,1 %;

- гліцерин.

Найпоширеніші гальма відкоту – гальма веретенного типу.

Рис. 31. Схема дії гальма відкоту веретенного типу з модератором гальма накоту:

А – робоча порожнина; Б – неробоча порожнина;

1 – ущільнення; 2 – клапан – модератор; 3 – циліндр; 4 – шток з поршнем; 5 – веретино; 6 – компенсатор; 7 – трубка;

а – поржнина штока; б – отвір; в – канавка; г – отвір;

д – калібрований переріз; е - діафрагма

У конструкції гальма веретенного типупри відкаті потік рідини, що поступає з робочої порожнини в поршень, розділяється на два:

- потік, що йде в неробочу порожнину через кільцевий зазор між веретеном і регулюючим кільцем – основний;

- потік, що йде в порожнину штока через канавки модератора – додатковий.

При розрахунках гальма веретенного типу приймаються наступні допущення:

- гальмо відкоту повністю заповнено реальною рідиною, стисливістю якої нехтують;

- тиск всередині поршня дорівнює тиску Р₁ в робочій порожнині;

- тиск Р₂ в неробочій порожнині дорівнює 0, внаслідок виникнення в неробочій порожнині вакууму.

А також вводяться наступні позначення і визначення:

1) Робоча площа поршня .

2) Робоча площа гальма відкоту .

3) Площа отвору регулюючого кільця .

4) Змінна площа веретена .

5) Змінна площа кільцевого зазору між веретеном і регулюючим кільцем .

6) Мінімальна площа для проходу рідини в замодераторний простір W=Атн-Ар.

Сила гальма відкоту буде дорівнювати сумі проекцій сил, діючих на шток з поршнем уздовж його осі:

Ф = Р₁Ат + Р₁(Атн-ар) – РзАтн.

Після численних перетворень даний вираз прийме наступний вигляд:

,

де к = 1,2 – 1,4 : К₃ = 3 – 4, і всі величини (окрім ) змінні і відомі.

визначається з виразу: .

Важливою позитивною якістю гальма веретенного типу є те, що у нього гальмо накоту (модератор) діє по всій довжині накоту. Це здійснюватиметься, якщо під час накоту вакуум буде зосереджуватися тільки в неробочій порожнині циліндра, а порожнина штока повністю заповнюватиметься рідиною.

Умова заповнення порожнини штока рідиною визначається з виразу: .

При недотриманні даної умови необхідно змінювати розміри гальма з урахуванням характеру цієї залежності.

Сила гідравлічного опору гальма при накоті складається з Фн = Фон + Фтн,

де Фон – сила гальма відкоту при накаті;

Фтн – сила гальма накоту.

Ця сила розраховується з виразу:

.

Коефіцієнти опору струменя вимірюються в межах: К=К=1,2 – 1,4 : К=1,5 – 1,7, а також розраховується площа канавок штока: а_тн = nbh,

де n – число канавок 2-4 і розташовуються вони в порожнині штока; b – ширина канавки 5-10 мм.

Тепловий режим гальма відкоту при стрільбі

Енергія, поглинена гальмом відкоту при пострілі, перетворюється на тепло, це приводить до нагріву рідини. Підвищення температури рідини викликає збільшення її об'єму і зменшення в'язкості.

Збільшення об'єму рідини без вживання спеціальних заходів (вживання компенсаторів, недоливу рідини) може привести до недокоту ствола.

Зменшення в'язкості рідини викликає зменшення сили гідравлічного опору гальма (зменшення коефіцієнтів опору К, К,К ), а це приводить до збільшення відкоту і різкості накоту.

Нагрівання рідини вище 90°С може привести до різкого зниження її в'язкості, втрати пружних властивостей гумових комірів ущільнень, виплавки чи просочення сальникових ущільнень.

Через складність процесів теплообміну дослідження теплового режиму гальма відкоту є вельми складною задачею. Її розв¢язання дозволяє встановити для даної гармати режими вогню, виходячи з наведеної температури нагріву рідини, розрахувати компенсатор рідини і т.д. Однією з технічних причин, обмежуючих режим вогню, є нагрів рідини в гальмі відкоту до гранично допустимої температури. При розрахунку приймають:

Тгр = 90°С для стеол-М;

Тгр = 110°С для веретенного масла.

Пристрій, призначений для підтримки постійного об'єму рідини в гальмі відкоту при стрільбі, називається компенсатором. Конструктивно він може бути:

- пружинним;

- пневматичним.

При нагріванні і розширенні внаслідок інтенсивної стрільби або значного підвищення температури навколишнього середовища надлишок рідини поступає в компенсатор з циліндра через отвір, стискаючи пружину або повітряну подушку компенсатора. Після охолоджування під тиском пружини або повітря рідина повертається в циліндр гальма відкоту.

При кожному пострілі внаслідок зміни тиску в неробочій порожнині циліндра відбувається перетікання рідині з компенсатора в циліндр і – назад. Для зменшення впливу пульсації рідини на роботу гальма відкоту площа отвору робиться невеликою або ставиться клапан.

Величина гранично допустимого тиску газу в компенсаторі Р_пр визначається з виразу:

,

ця величина сл

Читайте також:

1. II. Поняття соціального процесу.
2. V. Поняття та ознаки (характеристики) злочинності
3. А/. Поняття про судовий процес.
4. Адміністративний проступок: поняття, ознаки, види.
5. Адміністративні провадження: поняття, класифікація, стадії
6. Акти застосування юридичних норм: поняття, ознаки, види.
7. Аналіз ступеня вільності механізму. Наведемо визначення механізму, враховуючи нові поняття.
8. АРХІВНЕ ОПИСУВАННЯ: ПОНЯТТЯ, ВИДИ, ПРИНЦИПИ І МЕТОДИ
9. Аудиторські докази: поняття та процедури отримання
10. Базове поняття земле оціночної діяльності.
11. Базові поняття
12. Базові поняття про класифікацію медичної техніки

Переглядів: 2090