5.2. Конструктивные схемы гидравлических тормозов.

В зависимости от конструкции регулирующего устройства, обеспечивавашего заданный закон изменения силы гидравлического сопротивления, различают веретенные, золотниковые, канавочные и шпоночные тормоза отката.

1. Канавочный тормоз отката с игольчатым тормозом наката (рис.5.2)

При откате оружия жидкость, находящаяся в полости I, вытесняется в полость II через отверстия, образованные канавками на внутренней поверхности цилиндра.

Зависимость гидравлического сопротивления от площади регулирующего отверстия тормоза позволяет получить желательный закон торможения оружия за счет изменения профиля канавок.

В полости II тормоза при откате оружия появляется свободное пространство, не занятое жидкостью, образующееся за счет выхода из цилиндра части штока. Максимальный объем свободного пространства (вакуума) будет в момент окончания отката.

Дополнительное гидравлическое сопротивление, позволяющее получить желаемый закон торможения оружия при накате, получается за счет тормоза наката. В данном случае роль тормоза выполняет контршток 4, вытесняющий жидкость из полости III.

Подобные тормоза откатных частей применяются только на стационарных и танковых установках.

2. Шпоночный тормоз отката с игольчатым тормозом наката (рис.5.3).

Конструктивная особенность этого тормоза в том, что изменение площади отверстия истечения жидкости достигается за счет шпонки I переменного сечения. Шпонка закреплена в цилиндре 2 неподвижно и входит в канавку постоянного сечения на поршне штока.

Регулирующее отверстие тормоза отката изменяется по длине отката за счет изменения высоты шпонки.

Действие шпоночного тормоза аналогично канавочному, преимуществом его является технологичность конструкции.

3. Веретенный тормоз отката (рис.5.4).

Регулирующее отверстие веретенного тормоза отката получается за счет зазора между веретеном I переменного сечения и регулирующим кольцом 2.

4. Золотниковый тормоз откатных частей (рис.5.5).

У золотникового тормоза площадь регулирующего отверстия изменяется за счет поворота регулирующих деталей относительно друг друга. На рис. 5.5 показана схема тормоза, у которого поршень I, свободно насаженный на шток, может вращаться относительно неподвижных золотников 2 и 3 при откате (накате) оружия, благодаря винтовой канавке 4 на внутренней поверхности цилиндра. Золотники представляют собой диски с фигурными вырезами, они могут перемещаться лишь в осевом направлении по шпонке на оси штока.

При откате оружия золотник 3 отходит от поршня, а между окнами поршня и фигурными вырезами золотника 2 образуется требуемое отверстие истечения.

При накате ствола после выбора вакуума в рабочей полости цилиндра возникает обратный поток жидкости. При этом от поршня отходит золотник 2, а золотник 3 прижимается к поршню, образуя требуемое отверстие истечения жидкости.

Достоинством золотникового тормоза является простота конструкции и возможность изменения длины отката.

5.3. Определение усилия гидравлического сопротивления канавочного тормоза отката

Выведем зависимость для гидравлического сопротивления канавочно-игольчатого тормоза отката при следующих допущения:

1) Жидкость в тормозе отката несжимаемая;

2) Тормоз отката полностью заполнен жидкостью;

3) Давление в нерабочей полости тормоза и в полости штока равны за счет выходящей при откате части штока.

Расчетная схема тормоза отката представлена на рис. 5.6.

Обозначим: - диаметр поршня;

- диаметр штока;

- рабочая полость поршня;

- площадь отверстий истечения жидкости;

- скорость торможения отката.

Сила гидравлического сопротивления рассматриваемого тормоза отката:

. (5.1)

Найдем выражение для давления . Для потока жидкости из полости I в полость II уравнение Бернулли имеет вид:

, (5.2)

где: - давление жидкости в полостях I и II;

- скорости жидкости;

- плотность жидкости;

- коэффициент гидравлических потерь.

Рисунок 5.6. Расчетная схема тормоза отката-наката канавочно-игольчатого типа.

Пологая , т.к. , после преобразований получим:

. (5.3)

Из уравнения сплошности рассматриваемого потока:

, (5.4)

можно найти скорость:

, (5.5)

где: - коэффициент сжатия струи.

Подставляя значения в выражения для и обозначая:

, (5.6)

получаем:

. (5.7)

После подстановки выражения (5.7) в (5.1) получим формулу КАМЭ для гидравлического сопротивления тормоза отката:

, (5.8)

где:

. (5.9)

- конструктивная характеристика тормоза отката.

Коэффициент сопротивления берут .

Рис.5.7. Графики сил, действующих на откатные части при откате.