3. Принцип будови та дія накочувача.

Накочувачі призначені для повернення частин відкоту при пострілі в початкове положення і надійного утримання їх в цьому положенні, в проміжку між пострілами і при поході.

Ідея пристрою гідравлічного накочувача полягає в наступному: циліндр, закріплений нерухомо в люльці, наповнений рідиною. Всередині циліндра поміщається поршень зі штоком. Шток зєднаний із казенником ствола. В правій частині циліндра у дна є отвір, який веде в зєднуючий канал. Останній з'єднується з іншим циліндром, заповненим частково рідиною. Вся решта простору всередині циліндра заповнена повітрям (газом), що знаходиться в стислому стані.

Під час відкату поршень зі штоком переміщатиметься всередині циліндра, а рідина з простору між поршнем і дном циліндра перетікатиме через зєднуючий канал у робочий циліндр, стискаючи повітря (газ), що знаходиться там. На додаткове стиснення цього газу витрачатиметься деяка частина енергії руху частин відкоту.

По закінченню відкату енергія, закумульована накочу-вачем, використовується для накоту частин відкоту до їх почат-кового положення до пострілу.

Дійсно, як тільки припиниться відкіт, повітря, стиснуте в циліндрі, почне тиснути на рідину, примушуючи її переходити назад в циліндр накочувача. Рідина тиснутиме, в свою чергу, на поршень і через шток примусить ствол повернутися в початкове до пострілу положення.

Проте енергія, накопичена накочувачем при відкоті, буде більше енергії, необхідної для виконання нормального накочу-вання ствола. Щоб уникнути швидкого накату і можливих ударів об люльку частин, що накочуються, в ПВП передбачається спеціальний пристрій, поглинаючий накат. Цей пристрій назива-ється гальмом накоту.

Під час відкоту накочувач бере участь в гальмуванні частин відкоту поглинаючи деяку частину енергії віддачі, яку і використовують при накоті ствола.

Сила накочувача, необхідна для надійного утримання ство-ла в положенні до пострілу, виходить за рахунок попереднього підтискання.

Накочувачі діляться на 2 основні типи:

• пружинні;

• пневматичні.

Пружинні бувають:

• зі звичними циліндровими пружинами;

• з телескопічними пружинами;

• з пружинами Бельвілля.

Пневматичні бувають:

• повітряні;

• гідравлічні, які бувають:

• з безпосереднім дотиком повітря з рідиною;

• з плаваючим поршнем.

Пружинні накочувачі складаються з однієї або декількох пружин, розташованих по циліндру гальма відкоту і мають деяке попереднє підтискання. Іноді пружини надівають безпосередньо на ствол. При відкоті пружини додатково розтягуються, на що витрачається деяка частина енергії відкату, яка надалі і викорис-товується для накоту ствола.

Позитивні якості пружинних накочувачів:

• простота конструкції;

• надійність дії;

• легкість виготовлення.

Застосовуються в артилерії - до 76 мм і в гірській артилерії з телескопічними пружинами. При пострілі шток відкочується, і його поршень стискає внутрішню пружину, що спирається на дно циліндра, внаслідок чого він відходить назад і своєю закраїною стискає зовнішню пружину, що спирається на дно люльки.

Гідропневматичний накочувач – з безпосереднім дотиком рідини з повітрям.

У гарматах крупного калібру для запобігання вакууму в гальмах використовуються наповнювачі, які складаються з циліндра, приймача, незворотного клапана і регулятора.

При відкаті штоки гальма відкоту наповнювача виходять із циліндрів, рідина з циліндрів витісняється поршнем у приймачі через незворотний клапан. З приймача рідина поступає в передню порожнину гальма і заповнює вакуум, що утворився. При накаті надлишок рідини з циліндра гальма витісняється в приймач, звідки через регулятор поступає в циліндр.

Компенсатори служать для автоматичного регулювання кількості рідини в циліндрі гальма при нагріванні і охолод-жуванні і є додатковим резервуаром, з якого рідина в міру необхідності самоплив поступає в циліндр гальма. Компенсатор частково заповнений рідиною.

Пристрої ущільнювачів служать для попередження витоку рідини і газу з циліндрів ПВП. Вони встановлюються в місцях приєднання штоків через циліндри і на поршнях.

За конструкцією ущільнювачі бувають:

• тонкої підгонки;

• комірні (1,2-х) підковообразної форми;

• сальникові або самостійні, а не з коміром.

Сальник – жгут, шнур, прядивний кінець просочений жиром і спресований.

Для розрахунку ПВП необхідно знати значення сили накочувача в процесі відкату і накоту ствола.

Задача полягає у визначенні сили накочувача у функції від шляху відкату П = f (X).

Процес стиснення і розширення газу в накочувачі відбува-ється згідно із законом:

PWⁿ = PoW = const,

де P і W – поточне значення тиску і об'єму газу в накочувачі;

Po і Wo – початкове значення до відкату;

n – показник политропи = 1,2.

W = Wo – AнХ – поточний об'єм газу, рівний різниці його об'єму і об'єму витисненої з робочого циліндра рідини у момент відкоту,

де - робоча площа поршня накочувача;

D – діаметр поршня;

d – діаметр штока;

X – шлях відкоту.

Відношення початкового об'єму газу до поточного визначається з виразу: ,

де - наведена довжина початкового об'єму газу в накочувачі.

Поточне значення тиску визначається з виразу: , оскільки сила накочувача П=РАн і початкова сила П_о = Р_оА_н, то закон зміни сили накочувача у функції шляху відкоту визначається з виразу: .

Початкова сила накочувача П_о виходить з умови надійного утримання частин відкоту при всіх кутах вертикального наведення, для цього вона повинна долати опір двох сил:

• складові сили маси;

• сили тертя.

Їх можна визначити з виразу: П_о  M_o g (sinφ + f cosφ + ) і є функцією П_о = f(φ),

де tgφ = 1/f при f = 0,2 φ_m = 800.

Для гармат польової артилерії φ_max < φ_m , тому необхідна сила П_о розраховується при φ = φ_max з 10% заданим запасом:

П_о = 1,1M_o g (sinц + f cosφ + ).

Початкова сила накочувача надійно утримуватиме частини відкоту і при великих кутах наведення.

На практиці П_о = (1,0 – 1,25) M_o g.

Наведену довжину початкового об'єму газу S_o визначають, використовуючи поняття про ступінь стиснення газу,

m – це відношення сили накочувача і початкової:

, звідки .

Для польових гармат для гідропневматичних накочувачів прийнято, що m = (1,5-3).

При виборі ступеня стиснення необхідно поміркувати.

1. Прийнята величина m повинна бути не менше граничного m  m_пр. Граничне значення ступеня стиснення витікає з умови стійкості після відкоту:

На практиці m_пр = 4 – 5

2. Зі збільшенням m збільшується надмірна енергія накочувача, яка повинна бути поглинена гальмом накоту, чим доповнюються робота і конструкція гальма.

3. Початковий об'єм газу в накочувачі зі збільшенням m зменшується S_o і початковий об'єм газу W_o, а значить, зменшуються габарити накочувача.

4.Збільшення m приводить до збільшення тиску в накочувачі в кінці відкоту, що збільшує інтенсивність нагріву газу і ускладнює його обтюрацію.

Лекція № 6