Проектирование уравновешивающих механизмов: Методическое пособие, страница 3

·  диапазон углов вертикальной наводки ;

·  конструкция верхнего станка.

По конструкции качающейся части определяют (рис. 1.1):

1.  Q_K -  вес качающейся части;

2.   координаты положения центра тяжести качающейся части С, которые в полярной системе координат относительно оси цапф О примогут быть заданы: расстоянием до центра тяжести - С_K=ОС=ОС₀; конструктивным углом "₀.

По конструкции качающейся части и верхнего станка определяют вероятные координаты положения шарниров крепления уравновешивающего механизма.

Для выполнения практических расчетов студентами по дисциплине «Проектирование …» предусмотрены задания на проектирование уравновешивающего механизма, представленные в Приложении А и Б.

Рисунок 1.1 – Схема определения  момента веса качающейся части

1.2  МОМЕНТ НЕУРАВНОВЕШЕННОСТИ КАЧАЮЩЕЙСЯ ЧАСТИ

Момент веса качающейся части, в соответствии с рисунком 1.1, является величиной переменной, зависит от угла возвышения j и определяется зависимостью вида:

,       (1.1)

где "=j+"₀ , j - текущее значение угла возвышения.

Постоянная составляющая момента равна .

Для компенсации этого момента, выполняется уравновешивание качающейся части, т.е. конструктивно создается момент обратного знака, который называется уравновешивающим моментом M_Y= M_Y(j).

Полное уравновешивание достигается при условии

M_Y(j)=M_K(j)                 (1.2)

в пределах сектора вертикальной наводки .

Однако, на практике независимо от вида уравновешивания возможно только теоретически полное уравновешивание, т.е. выполнение условия (1.2). В действительности всегда имеет место момент неуравновешенности

.        (1.3)

Этот момент и определяет величину усилия на маховике механизма вертикальной наводки.

Основными причинами появления момента неуравновешенности являются:

·  переменные по величине и знаку (в зависимости от наводки качающейся части вверх (+) или вниз (-)) моменты трения (T_i ) в шарнирах цапф и уравновешивающих механизмов, в уплотнениях при использовании пневматических аккумуляторов

;      (1.4)

·  наличие на качающейся части расходуемых боеприпасов;

·  влияние внешней среды на работу и износ элементов конструкции уравновешивающих механизмов.

Влияние температуры внешней среды на уравновешивание снижается с помощью температурного регулятора – дополнительного приспособления уравновешивающих механизмов.

Так как независимо от способа полное уравновешивание осуществимо только теоретически,  то целесообразно гарантировать перевес казенной части. В этом случае реакции шестерни на секторе подъемного механизма и шарнире верхнего станка не будут менять своего направления до и после выстрела. Это снижает риск появления дополнительных ударных нагрузок на элементы конструкции орудия.

При проектировании уравновешивания правильно выполнять условие (1.3) в виде:

 .             (1.5)

1.3  СТРУКТУРНЫЙ СИНТЕЗ КОНСТРУКЦИИ

Задача синтеза структур проектируемых объектов заключается в определении состава элементов, способах их соединения и алгоритмов взаимодействия между собой, определяющих кинематическую схему и рабочий процесс проектируемых объектов. Эта задача относится к наиболее трудно формализуемым.

Применительно к уравновешиванию качающейся части задача решается на основе анализа существующих способов статического уравновешивания (рисунок 1.2):

1. Грузового - утяжеление казенной части орудия, находящейся  ниже оси  цапф;

2. Применением специального  устройства - уравновешивающего механизма, создающего момент, противоположный по знаку и примерно равный моменту от действия силы тяжести качающейся части на всем допустимом диапазоне углов возвышения.

Рисунок 1.2. Классификация способов уравновешивания

Утяжеление казенной части орудия нежелательно из-за увеличения общего веса орудия, что снижает его тактическую маневренность. Грузовое уравновешивание используется в орудиях, стреляющих с подвижного основания (танковых, корабельных), где качающиеся части подвержены колебаниям носителя.