- •Тульский государственный университет
- •Кафедра Расчёт и проектирование автоматических машин лекции
- •Тула – 2009
- •Лекция 1 введение
- •1.1. Предмет, цели и задачи курса.
- •1.2. Краткие исторические сведения о развитии станков и установок автоматических машин
- •1.3. Классификация станков и установок (по в.А.Малиновскому)
- •Лекция 2 общие сведения о станках и установках автоматических машин
- •2.1. Основные определения
- •2.2. Конструкции станков и установок автоматического оружия
- •2.2.1. Вертлюги
- •2.2.2. Остовы
- •2.2.3. Механизмы горизонтального наведения (поворотные механизмы)
- •2.2.4. Механизмы вертикального наведения (подъемные механизмы)
- •Углы вертикального наведения
- •2.2.5. Ограничители рассеивания
- •2.2.6. Выравнивающие механизмы и устройства
- •2.2.7. Регулировочные механизмы и устройства
- •2.2.8. Уравновешивающие механизмы
- •2.2.8.1. Уравновешивание момента силы тяжести качающейся части
- •2.2.8.2. Уравновешивание силы тяжести подъемной части (рисунок 2.10)
- •2.2.9. Амортизаторы
- •2.2.10. Элементы, связанные с питанием оружия коробкодержатели
- •Лекция 3 требования, предъявляемые к станкам и установкам
- •3.1. Мощность стрельбы
- •3.2. Маневренность системы
- •3.3. Надежность работы
- •3.4. Удобство обслуживания и простота содержания
- •3.5. Производственно-экономические требования
- •4.2. Требования, предъявляемые к амортизаторам станков и установок автоматических машин
- •4.3. Типы амортизаторов
- •4.4. Схемы работы амортизаторов. Импульсно-силовые диаграммы
- •4.5. Расчет пружины амортизатора при отсутствии демпфера
- •4.6. Расчет пружины амортизатора при использовании демпферов сухого трения
- •Лекция 5 расчет и проектирование гидравлических тормозов отката и наката
- •5.1. Назначение гидравлических тормозов отката - наката и требования, предъявляемые к ним. Сущность работы гидравлических тормозов
- •5.2. Конструктивные схемы гидравлических тормозов.
- •5.3. Определение усилия гидравлического сопротивления канавочного тормоза отката
- •5.4. Проектирование гидравлического тормоза отката
- •5.5. Определение усилия гидравлического сопротивления канавочно-игольчатого тормоза в накате
- •5.6. Определение скорости движения откатных частей при свободном откате
- •5.7. Определение скорости движения откатных частей при торможенном откате
- •Лекция 6 расчет уравновешивающих механизмов
- •6.1. Анализ существующих схем уравновешивания
- •6.2. Пружинные уравновешивающие механизмы тянущего типа
- •6.3. Пружинные уравновешивающие механизмы толкающего типа
- •6.4. Уравновешивающий механизм со спиральной пружиной
- •Лекция № 7 расчет механизмов наведения
- •7.1. Общие замечания
- •7.2. Реакции, действующие на качающуюся часть станка
- •7.3. Реакции, действующие на вращающуюся часть станка
- •7.4. Секторный подъемный механизм
- •7.5. Секторный поворотный механизм
- •7.6. Винтовой подъемный механизм
- •Лекция № 8 обеспечение устойчивости полевых станков при стрельбе
- •8.1. Вводная часть
- •8.2. Продольная устойчивость при откате
- •8.2.1. Предварительные замечания
- •8.2.2. Условие продольной устойчивости
- •8.2.3. Исследование условия продольной устойчивости и меры ее обеспечения
- •8.2.4. Определение наименьшей длины отката с сохранением устойчивости
- •8.2.5. Опорные реакции при продольных направлениях стрельбы
- •8.3. Поперечная устойчивость при откате
- •8.3.1. Предварительные замечания
- •8.3.2. Об устойчивости зенитных систем
- •8.3.3. О поперечной устойчивости станков для стрельбы по наземным целям
- •Станок с одной опорной точкой сзади
- •Станок с двумя опорными точками сзади
- •Список литературы
4.5. Расчет пружины амортизатора при отсутствии демпфера
Для установления взаимосвязи силы, действующей на установку, длины отката и времени цикла работы амортизатора рассмотрим простейшую схему амортизации оружия, сводящуюся к поступательному и прямолинейному движению тела, связанного с упругой системой, на которое подействовала импульсная нагрузка (рис.4.15).
Рис. 4.15 Принципиальная схема.
Оружие при откате сжимает пружину амортизатора. Время отката оружия можно определить из уравнения движения. Для этого необходимо проинтегрировать его один раз, полученное выражение разрешить относительно скорости движения и приравнять последнюю нулю. В результате получим
, (4.1)
где p - частота свободных колебаний оружия, связанного с амортизатором;
f0 и f - стрелы начального и окончательного поджатия пружины амортизатора.
Обозначив , получим
, (4.2)
Определим р.
Применив закон сохранения энергии (без учета потерь на трение), будем иметь
.
Учитывая, что П0 = сf0 и П =сf, получим
, (4.3)
где mк - масса откатных частей;
V0 - начальная скорость отката;
- длина отката;
с - жесткость пружины амортизатора;
П0 и П - усилия предварительного и окончательного поджатия пружины.
Круговая частота
, (4.3а)
тогда из (4.3) получим
.
Умножив числитель и знаменатель правой части на и учтя, что = f - f0, получим
. (4.4)
Тогда
, (4.5)
или
, (4.6)
где
.
Линейная функция Ф = f(a) изменяется в сравнительно небольших пределах, поэтому, задаваясь Ф и пользуясь формулой (4.6), можно для различных условий работы пружинных амортизаторов получить соотношение основных параметров V0, и tотк.
Для определения максимального усилия отдачи воспользуемся выражением П = сf. Помножив и разделив правую часть на и учитывая, что =f -f0 будем иметь
.
Используя (4.4) и (4.3а), получим
. (4.7)
Но mкV0 = J, где J - импульс, под действием которого происходит откат. Тогда
. (4.8)
Длина отката определяется из выражения (4.8)
. (4.9)
Стрела окончательного поджатия пружины амортизатора
. (4.10)
Жесткость пружины
При получении вышеприведенных формул полагалось, что импульсно-силовая диаграмма оружия представлена только импульсами. Для учета действия сил сопротивления поступают следующим образом.
Силу на участке её действия заменяют средней силой Fcp. Тогда оружие будет перемещаться на амортизаторе под действием некоторой результирующей силы, наибольшее значение которой Пр - Пλ = Fср поэтому в приведенных выше зависимостях для параметров амортизаторов можно вместо силы Пλ принять Пр.
Последовательность расчета амортизатора следующая:
1. Из импульсно-силовой диаграммы оружия определяем следующие параметры: импульсы J1, J2, время t1 между действием импульсов J1 и J2, среднюю силу сопротивления Fср на участке t1.
2. Определяем изменение массы короба mк. При несущественном её изменении принимаем массу короба средним значением на участке t1.
3. Задаемся характером работы амортизатора и временем отката оружия:
а) для полуцикловой схемы ;
б) для цикловой схемы tотк = (0,75...0,8)t1.
-
Задаемся величиной отношения а = f0 / fλ и определяем Ф = f(а).
-
Определяем наибольшую результирующую силу
.
-
Определяем усилие пружины в конце отката
.
7. Определяем длину отката
8. Определяем стрелы поджатия
и .
9. Определяем жесткость пружины и усилие предварительного поджатия
.
10. По полученным значениям параметров амортизатора производят проверку, насколько эти параметры обеспечивают желаемый характер работы амортизатора. При необходимости корректируют параметры и добиваются желаемого характера работы.