Результат интеллектуальной деятельности: ТОРМОЗ ОТКАТА И НАКАТА АРТИЛЛЕРИЙСКОГО ОРУДИЯ

Изобретение относится к конструктивным элементам артиллерийских орудий, допускающим откат ствола и возвращение его в боевое положение, и может быть использовано в артиллерийских орудиях с высокой интенсивностью стрельбы.

Известен гидравлический тормоз отката и наката, содержащий цилиндр, заполненный жидкостью, шток с поршнем и регулирующим кольцом, веретено (см. книгу "Артиллерийское вооружение. Основы устройства и конструирование". Под ред. И.И.Жукова. - М.: Машиностроение, 1975, рис.7.3а, с.228). На конце веретена установлен клапан-модератор тормоза наката. На внутренней поверхности штока имеются канавки, образующие переменный дроссельный канал для торможения наката.

Во время отката ствола рабочая жидкость из штоковой полости тормоза отката вытесняется в поршневую полость цилиндра и в полость штока (замодераторную полость) между клапаном-модератором и дном штока.

При накате ствола жидкость из замодераторной полости пробрызгивается через канавки тормоза наката, а из поршневой полости протекает через переменный дроссельный канал, образованный веретеном и регулирующим кольцом - в штоковую полость цилиндра.

Недостатком таких гидравлических тормозов является, в частности, то, что при малых поперечных размерах штока становится невозможным изготовление канавок переменной глубины для торможения наката на внутренней поверхности штока, кроме того, нарезание канавок является трудоемкой, соответственно дорогостоящей операцией.

Кроме того, ввиду малой рабочей площади канавок торможения наката для торможения откатных частей при накате необходимо обеспечить высокое давление жидкости в замодератной полости.

Наиболее близким по технической сущности и принятым в качестве прототипа заявляемого тормоза отката и наката является гидравлический тормоз отката и наката 120-мм артиллерийского орудия 2А51 (см. "Техническое описание и инструкция по эксплуатации 2А51 ТО. Альбом рисунков". М.: Военное издательство, 1986, с.12, рис.9).

Указанный тормоз отката и наката содержит цилиндр, поршень с полым штоком и регулирующим кольцом, веретено, установленное в полости штока и закрепленное одним концом в дне цилиндра, а на другом конце веретена размещен плавающий поршень тормоза наката. Кольцевой зазор между регулирующим кольцом и веретеном образует переменный дроссельный канал для торможения отката, соединяющий штоковую полость цилиндра с поршневой. Поршень с полым штоком делит полость цилиндра на поршневую и штоковую полости. При откате плавающий поршень тормоза наката откидывается до упора на конце веретена, открывая при этом отверстие на хвостовике веретена для перетекания жидкости в замодераторную полость.

При накате плавающий поршень тормоза наката перекрывает отверстия в хвостовике веретена. Торможение наката происходит в основном путем дросселирования рабочей жидкости из замодераторной полости через дополнительные дроссельные отверстия, выполненные, например, в стенке хвостовика веретена.

Кроме того, дополнительное торможение наката происходит при перетекании жидкости через зазор между штоком и плавающим поршнем тормоза наката, образующийся из-за наличия допусков на изготовление сопрягаемых поверхностей штока и поршня тормоза наката. Указанный зазор вносит нестабильность в торможение наката из-за разброса его величины вследствие изготовления и из-за износа упомянутых сопрягаемых поверхностей.

Это обстоятельство негативно сказывается на параметрах наката, ухудшает работу механизмов заряжания и открывания затвора.

Изготовление отверстий с постоянной площадью истечения в хвостовике веретена для торможения наката является более простой технологической операцией и менее трудоемкой по сравнению с нарезанием канавок переменной глубины на штоке.

Но при этом возникают определенные проблемы.

При малых постоянных дроссельных отверстиях происходит довольно медленный накат, затруднена работа связанных с накатом откатных частей механизмов открывания затвора на больших углах возвышения ствола. При больших дроссельных отверстиях торможения наката конечная скорость наката имеет большие значения, увеличивающиеся с износом сопрягаемых деталей тормоза наката. Вследствие этого откатные части орудия с большой силой соударяются в конце наката с упорами на люльке, что может привести к поломкам люльки, других узлов и выходу из строя орудия и его бортовой аппаратуры.

Задачей настоящего изобретения является обеспечение при сохранении параметров отката и приемлемой продолжительности наката плавного торможения откатных частей в конце наката и уменьшения конечной скорости наката.

Эта задача решается за счет того, что в известный тормоз отката и наката, содержащий цилиндр, разделенный на поршневую и штоковую полости поршнем со штоком, переменный дроссельный канал, соединяющий штоковую полость цилиндра с поршневой, введены новые конструктивные признаки.

Такими признаками являются: тормоз снабжен дополнительным узлом дросселирования рабочей жидкости в конце наката, расположенным в поршневой полости цилиндра и содержащим запорный элемент и дополнительный дроссельный канал, сообщающий поршневую полость цилиндра со штоковой, условный проход которого меньше условного прохода переменного дроссельного канала в конце наката.

Кроме того, запорный элемент может быть подпружинен относительно крышки цилиндра.

Кроме того, запорный элемент может быть выполнен в виде поршня.

Кроме того, дополнительный дроссельный канал может быть образован внутренней боковой поверхностью цилиндра и наружной боковой поверхностью поршня дополнительного узла дросселирования.

Кроме того, поршень дополнительного узла дросселирования выполнен плавающим и установлен на хвостовике штока.

Кроме того, в штоке может быть выполнена полость, в которой установлено веретено, запорный элемент выполнен в виде втулки, подпружиненной относительно крышки цилиндра и охватывающей веретено, а дополнительный дроссельный канал образован внутренней боковой поверхностью канала втулки и веретеном.

Кроме того, в штоке может быть выполнена полость, в которой установлено веретено, запорный элемент выполнен в виде втулки, подпружиненной относительно крышки цилиндра и охватывающей веретено, а дополнительный дроссельный канал образован отверстиями во втулке или веретене.

Снабжение тормоза дополнительным узлом дросселирования рабочей жидкости в конце наката, расположенным в поршневой полости цилиндра и содержащим запорный элемент и дополнительный дроссельный канал, сообщающий поршневую полость цилиндра со штоковой, условный проход которого меньше условного прохода переменного дроссельного канала в конце наката, позволяет уменьшить скорость движения откатных частей в конце наката за счет перекрытия в конце наката запорным элементом переменного дроссельного канала и создания дополнительного гидравлического сопротивления при пробрызгивании жидкости через дополнительный дроссельный канал, не влияя на параметры отката.

Выполнение запорного элемента подпружиненным относительно крышки цилиндра обеспечивает надежное перекрытие переменного дроссельного канала в конце наката.

Выполнение запорного элемента в виде поршня или плавающего поршня, установленного на хвостовике штока - простые и технологичные варианты конструкции запорного элемента.

Образование дополнительного дроссельного канала внутренней боковой поверхностью цилиндра и наружной боковой поверхностью поршня узла перекрытия - простой и технологичный вариант конструкции.

Выполнение в штоке полости, в которой установлено веретено, и запорного элемента в виде втулки, подпружиненной относительно крышки цилиндра и охватывающей веретено, а дополнительного дроссельного канала образованным внутренней боковой поверхностью канала втулки и веретеном или отверстиями во втулке или веретене - варианты выполнения дополнительного узла дросселирования рабочей жидкости в конце наката в тормозах веретенного типа.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен тормоз канавочного типа с запорным элементом в виде поршня, подпружиненного относительно крышки цилиндра, в положении отката, на фиг.2 - то же, в конце наката, на фиг.3 - тормоз с запорным элементом в виде плавающего поршня в положении отката, на фиг.4 - выносной элемент I на фиг.3, на фиг.5 - тормоз с запорным элементом в виде плавающего поршня в конце наката, на фиг.6 - тормоз веретенного типа, на фиг.7 - выносной элемент I на фиг.6 (дополнительный узел дросселирования в тормозе веретенного типа с дроссельным каналом, образованным внутренней боковой поверхностью канала втулки и веретеном, в положении после наката между выстрелами), на фиг.8 - дополнительный узел дросселирования в тормозе веретенного типа с дроссельным каналом в виде отверстий во втулке, на фиг.9 - дополнительный узел дросселирования в тормозе веретенного типа с дроссельным каналом в виде отверстий в веретене.

Тормоз отката и наката артиллерийского орудия содержит цилиндр 1, разделенный на поршневую 2 и штоковую 3 полости поршнем 4 со штоком 5, переменный дроссельный канал 6, соединяющий штоковую 3 полость цилиндра 1 с поршневой 2. Тормоз снабжен дополнительным узлом дросселирования рабочей жидкости в конце наката, расположенным в поршневой полости 2 цилиндра 1 и содержащим запорный элемент и дополнительный дроссельный канал, сообщающий поршневую 2 полость цилиндра 1 со штоковой 3, условный проход которого меньше (например, в 2-10 раз) условного прохода переменного дроссельного канала 6 в конце наката. Параметры переменного дроссельного канала 6 выбраны таким образом, что между выстрелами (после окончания наката) запорный элемент дополнительного узла дросселирования рабочей жидкости перекрывает переменный дроссельный канал 6.

В приведенном на фиг.1 и 2 варианте переменный дроссельный канал 6 выполнен в виде канавок на внутренней боковой поверхности цилиндра 1 переменной глубины и/или ширины, запорный элемент выполнен в виде поршня 7, подпружиненного пружиной 8 относительно крышки 9 цилиндра 1, а дополнительный дроссельный канал 10 образован внутренней боковой поверхностью 11 цилиндра 1 и наружной боковой поверхностью 12 поршня 7 дополнительного узла дросселирования.

В приведенном на фиг.3 и 5 варианте поршень 7 узла перекрытия выполнен плавающим и установлен на хвостовике 13 штока 5. Дополнительный дроссельный канал 10 выполнен в виде канавок на внутренней поверхности цилиндра 1, гидравлически сообщенных с канавками, образующими канал 6.

В приведенных на фиг.6, 7, 8 и 9 вариантах в штоке 5 выполнена полость 14, в которой установлено веретено 15, переменный дроссельный канал 6 образован внутренней поверхностью регулирующего кольца 16 и наружной поверхностью веретена 15. На фиг.6 и 7 приведен вариант выполнения запорного элемента в виде втулки 17, подпружиненной пружиной 8 относительно крышки 9 цилиндра 1, установленной на одном конце веретена 15 и охватывающей его. При этом дополнительный дроссельный канал 10 образован внутренней боковой поверхностью 18 канала втулки 17 и наружной поверхностью 19 веретена 15. На фиг.8 приведен вариант выполнения тормоза веретенного типа с дополнительным дроссельным каналом в виде отверстий 20 во втулке 17, на фиг.9 - в виде отверстий 21 в веретене 15. На втором конце веретена выполнена полость 22, которая соединяется с полостью 14 штока 5 отверстиями 23 и 24. Отверстия 23 перекрываются клапаном-модератором 25 тормоза наката. Клапан-модератор 25 делит полость штока 5 на две полости 14 и 26.

Тормоз отката и наката артиллерийского орудия работает следующим образом.

После выстрела при откате в варианте на фиг.1 и 2 поршень 4 вместе со штоком 5 перемещается относительно цилиндра 1 влево по чертежу. При этом рабочая жидкость из штоковой полости 3 пробрызгивается через переменный дроссельный канал 6 и отверстия 27 в поршне 7 в поршневую полость 2, создавая гидросопротивление движению поршня 4 и соединенным с его штоком 5 откатным частям орудия (не показаны), тормозя их откат. Параметры торможения отката определяются параметрами переменного дроссельного канала 6. При накате поршень 4 со штоком 5 перемещается относительно цилиндра 1 вправо по чертежу. При этом рабочая жидкость пробрызгивается через переменный дроссельный канал 6, создавая гидросопротивление движению поршня 4 и соединенным с его штоком 5 откатным частям орудия (не показаны), тормозя их накат. В конце наката поршень 4 упирается в поршень 7 (фиг.2), сообщая переменный дроссельный канал 6 с дополнительным дроссельным каналом 10 с меньшим условным проходом. Параметры торможения в конце наката определяются параметрами дополнительного дроссельного канала 10, что обеспечивает плавное торможение откатных частей в конце наката.

В варианте на фиг.3 и 5 после выстрела при откате плавающий поршень 7 потоком рабочей жидкости, дросселирующей через канал 6, отбрасывается по хвостовику 13 до упора. При этом рабочая жидкость из штоковой полости 3 пробрызгивается через переменный дроссельный канал 6 и отверстия 27 поршня 7 в поршневую полость 2, создавая гидросопротивление движению поршня 4 и соединенным с его штоком 5 откатным частям орудия (не показаны), тормозя их откат. Параметры торможения отката определяются параметрами переменного дроссельного канала 6. При накате поршень 4 со штоком 5 перемещаются относительно цилиндра 1 вправо по чертежу. При этом поршень 4 упирается в поршень 7, а рабочая жидкость пробрызгивается через переменный дроссельный канал 6, создавая гидросопротивление движению поршня 4 и соединенным с его штоком 5 откатным частям орудия (не показаны), тормозя их накат. В конце наката рабочая жидкость дросселирует через дополнительный дроссельный канал 10 с меньшим условным проходом, чем у переменного дроссельного канала 6. Параметры торможения в конце наката определяются параметрами дополнительного дроссельного канала 10, что обеспечивает плавное торможение откатных частей в конце наката.

После выстрела при откате в вариантах тормоза веретенного типа (фиг.6, 7, 8 и 9) поршень 4 вместе со штоком 5 перемещается относительно цилиндра 1 влево по чертежу. При этом основная часть рабочей жидкости из штоковой полости 3 пробрызгивается через переменный дроссельный канал 6 в поршневую полость 2, создавая гидросопротивление движению поршня 4 и соединенным с его штоком 5 откатным частям орудия (не показаны), тормозя их откат. Параметры торможения отката определяются параметрами переменного дроссельного канала 6, образованного внутренней поверхностью регулирующего кольца 16 и наружной поверхностью веретена 15. Другая часть рабочей жидкости перетекает в полость 14 штока 5, сдвигает клапан-модератор 25 и, открывая отверстия 23, перетекает в полость 26. При накате поршень 4 со штоком 5 перемещается относительно цилиндра 1 вправо по чертежу. При этом основная часть рабочей жидкости пробрызгивается через переменный дроссельный канал 6, создавая гидросопротивление движению поршня 4 и соединенным с его штоком 5 откатным частям орудия (не показаны), тормозя их накат. Во время наката под действием жидкости, находящейся в полости 26, клапан-модератор 25 смещается и перекрывает отверстия 23, в результате этого дальнейшее пробрызгивание жидкости из полости 26 происходит только через отверстия 24 в полость 14 штока 5 и далее через переменны дроссельный канал 6. Сопротивление пробрызгиванию жидкости через эти отверстия и канал 6 создает торможение наката. В конце наката поршень 4 упирается во втулку 17, сообщая переменный дроссельный канал 6, образованный внутренней поверхностью регулирующего кольца 16 и наружной поверхностью веретена 15, с дополнительным дроссельным каналом 10 (фиг.6 и 7), или отверстиями 20 (фиг.8), или отверстиями 21 (фиг.9) с меньшим условным проходом, что обеспечивает дополнительное плавное торможение откатных частей в конце наката.

Таким образом, использование предлагаемого тормоза отката и наката позволяет обеспечить при сохранении параметров отката и приемлемой продолжительности наката плавное торможение откатных частей в конце наката и уменьшение конечной скорости наката.