- •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
5.7. Определение скорости движения откатных частей при торможенном откате
Откат оружия при действии на откатные части всех приложенных к ним сил называется тормошенным. Скорость и путь свободного отката считаем известными. Расчет торможенного отката заключается в определении скоростей и пути отката оружия: в зависимости от времени. Для решения поставленной задачи воспользуемся уравнением движения откатных частей, которое имеет вид
. (5.35)
Для определения скорости торможенного отката проинтегрируем уравнение (5.35)
, (5.35а)
гдe Vo, to - начальные условия.
Так как изменение количества движения откатных частей при свободном откате равно импульсу силы Ркн, то
. (5.36)
Подставив (5.36) в (5.35а) и проинтегрировав, получим
. (5.37)
Имея в виду, что dx = Vdt, dL = Wdt, получим
.
Интегрируя последнее выражение в пределах от t0 до t , от L0 до L и x0 до x, получим
. (5.38)
Зависимости (5.37) и (5.38) называют формулами перехода от элементов свободного отката к элементам торможенного отката. Эти формулы позволяют определить скорость и путь тормошенного отката в любой момент времени, если приведенная сила сопротивления откату известна.
Зависимость приведенной силы сопротивления откату от времени или пути отката называют законом отката. Графическое изображение закона отката называется схемой отката.
Профессор Е.Л. Бравин предложил зависимость изменения R по "закону квадрата синуса" в виде
, (5.39)
где Rо - начальная приведенная сила сопротивления откату;
Rmax - наибольшая приведенная сила сопротивления откату;
tд - продолжительность движения пули по каналу ствола;
t - текущее время отката.
В начальный момент, когда откатные части неподвижны, сила гидравлического сопротивления тормоза отката равна нулю. Тогда начальная приведенная сила сопротивления откату принимает вид
R0 = П0 + Rf – Q0 sinφ, (5.40)
где П0 - усилие предварительного поджатия пружины амортизатора.
Для начала первого периода t0 = 0, W0 = V0 = 0, L0 = x0 = 0
Для определения скорости и пути отката в первом периоде преобразуем формулу (5.39) к виду, удобному для интегрирования. Учитывая, что
,
получим
, (5.41)
где
;
;
.
Подставляя полученное значение R в формулы (5.37), (5.38) с учетом начальных условий, имеем
Выполняя интегрирование, получим
, (5.42)
. (5.43)
В конце первого периода t = tд, sinкtд = 0, cosкtд = -1. Подставляя значения величин А, И, к после преобразований получим
; (5.44)
. (5.45)
Для начала второго периода: tо = 0, W0 = Wд, V0 = Vд, L0 = Lд, x0 = xд.
Во втором периоде отката R = Rmax = const.
Интегрируя формулы (5.37), (5.38), получим
; (5.46)
. (5.47)
Для конца второго периода эти формулы принимают вид
; (5.48)
. (5.49)
В третьем периоде отката сила Ркн = 0. Уравнение движения откатных частей принимает вид
(5.50)
Для танковых и стационарных установок в третьем периоде R = Rmax. Принимая за начало отсчета конец второго периода, получим
,
откуда
. (5.51)
Учитывая, что dx = Vdt, после интегрирования имеем
. (5.52)
В конце отката V = 0, тогда продолжительность третьего периода из формулы (5.51)
. (5.53)
Полное время отката
Т0 = tд + τ + t3. (5.54)
Для полевых станков и установок приведенная сила сопротивления откату уменьшается пропорционально длине отката от Rmax до Rλ (рис. 5.12).
Полагая известными Rmax, Rλ и λ, текущее значение силы R определяется из подобия треугольников асе и bed, т.е.
,
откуда
. (5.55)
На основании теоремы об изменении кинетической энергии откатных частей можем записать
,
так как работа силы сопротивления численно равна заштрихованной площади трапеции. Подставляя значение R из (5.55) и разрешая относительно V, получим
. (5.56)
Продолжительность третьего периода отката в этом случае определяем, используя теорему об изменении количества движения откатных частей. Так как скорость в конце отката равна нулю, то можем записать
,
где
.
Продолжительность третьего периода
. (5.57)
Для определения длины отката воспользуемся теоремой об изменении кинетической энергии откатных частей. В конце второго периода х = хτ, V = Vτ, а при х = λ V = 0.Тогда
(5.58)
откуда
.