Проектирование уравновешивающих механизмов: Методическое пособие, страница 4

В буксируемой, самоходной и зенитной артиллерии наиболее развитым способом устранения неуравновешенности является использование уравновешивающих механизмов (УМ), т.к. они незначительно увеличивают вес орудия, просты по конструкции и удобны в эксплуатации.

Уравновешивающие механизмы по виду аккумулятора  делятся на пружинные и пневматические, причем первые бывают с винтовой или со спиральной пружиной (рисунок 1.2). В зависимости от характера действия силы УМ по отношению к качающейся части пружинные механизмы подразделяются на толкающий и тянущий тип.

Пневматические УМ используются только толкающего типа.

В комбинированных (пневмо – пружинных) механизмах пружины используются как дополнительные аккумуляторы, которые или ослабляют развиваемое пневматикой усилие на верхних углах возвышения или усиливают на нижних.

УМ могут иметь одну или две симметрично расположенные относительно продольной плоскости верхнего станка колонки.

На рисунках 1.3 - 1.5 представлены основные исходные и расчетные схемы уравновешивания.

На схемах обозначены:

О - ось цапф; A -подвижный шарнир; B -неподвижный шарнир;

С -центр тяжести качающейся части;

Qk -вес качающейся части; Ck -расстояние методу осью цапф и центром тяжести КЧ;

α – угол, определяющий положение центра тяжести качающейся части относительно горизонтальной оси  ; - конструктивный угол при ;  -угол возвышения;

β -угол образованный линиями ОА и ОB; ;

P -сила уравновешивающего механизма; h -плечо действия силы PYM относительно от оси цапф .

Рисунок 1.3 Принципиальная и расчетная схемы уравновешивания механизмом тянущего типа

Рисунок 1.4 Принципиальная и расчетная схемы уравновешивания механизмом толкающего типа

Рисунок 1.5 Расчетная схема уравновешивания моментного типа

Схема УМ тянущего типа представлена на рисунке 1.3. Такой УМ применяется с пружинным аккумулятором и допускает получить теоретически полное уравновешивание. В силу достаточно больших габаритов и неудобств компоновки применяется в основном орудиях небольшого калибра, малой мощности и зенитных установках.

На рисунке 1.4 представлена схема устройства УМ толкающего типа. Такие УМ применяются с пружинным, пневматическим и комбинированным (пневмо – пружинным) аккумулятором. Достоинствами данного механизма являются простота устройства, компоновки и эксплуатации. Эти механизмы получили  наиболее широкое распространение в конструкции полевых и самоходных артиллерийских установок среднего и даже крупного калибра.

Принципиальная схема устройства моментного УМ со спиральной пружиной показана на рис. 1.5. К достоинствам этого механизма следует отнести: простоту конструкции, и малые габариты, облегчающие размещение механизма и эксплуатацию орудия. Крупным недостатком, ограничивающим область применения УМ данного типа (орудия малого калибра), является неудовлетворительность разрешения задачи уравновешивания.

Статистический анализ отечественных  и зарубежных образцов полевых и самоходных артиллерийских орудий калибра 100 – 203-мм за период 1943 - 1992г. показывает, что наибольшую вероятность применения (78% или 40 образцов из 51) имеют пневматические уравновешивающие механизмы толкающего типа (рисунок 1.6).

Типовые конструкции уравновешивающих механизмов представлены на рис.1.7 -1.12.

В связи с тем, что эксплуатация орудий с пневматическими УМ возможна в различных климатических зонах с большими перепадами температуры   воздуха, в конструкциях УМ  предусматривается   наличие  механизма, регулирующего величину    давления   р,  а значит и силы в зависимости от   температуры  газа   в   УМ.  Это может быть компенсатор, предназначенный  для  регулировки давления газа внутри УМ, или специальный механизм, изменяющий плечо действия силы. Возможна и их комбинация.

Рисунок 1.6 Применимость схем уравновешивания

Рисунок 1.7 Устройство пружинного уравновешивающего механизма тянущего типа (57-мм зенитная пушка С60)