5. Расчет приведенной силы, действующей на ведущее звено

Приведенной силой называется условная расчетная величина, которая, будучи приложенной к точке приведения механизма на возможном ее перемещении, производит элементарную работу, равную сумме элементарных работ приводимых сил (моментов сил) на возможных перемещениях точек приложения этих сил, что эквивалентно равенству мощностей приведенной и приводимых сил (моментов сил).

В случае, когда ведущее звено совершает поступательное движение (затворная рама АКМ), приведенную силу, действующую на него без учета КПД можно определить по формуле:

где – движущая сила, приложенная к звену приведения;

- сила сопротивления, приложенная к звену приведения;

- сила сопротивления движению, приложенная к i-му поступательно движущемуся звену;

- передаточное отношение от i-го поступательно движущегося звена к звену приведения;

- момент силы сопротивления движению относительно оси вращения j-го звена, имеющего вращательное движение;

– передаточное отношение от j-го вращающегося звена к звену приведения;

- расстояние от оси вращения j-го звена до точки приведения массы (точки контакта со звеном приведения);

m, n – количество поступательно и вращательно движущихся звеньев соответственно.

Основной движущей силой в автоматике СО, как, правило, является сила давления пороховых газов, действующая на ведущее звено автоматики в период отката (в автоматике АКМ – сила давления пороховых газов, отведенных через боковое отверстие в стенке ствола в газовую камеру и действующих на газовый поршень, связанный с затворной рамой.) В данной работе определение приведенной силы в период отката ограничивается учетом лишь сил сопротивления приложенных к ведущему звену автоматики. Не будут учитываться силы трения гильзы в патроннике при ее извлечении, силы трения между боевыми выступами затвора и боевыми упорами ствольной коробки при отпирании и запирании ствола. Так же не будут учитываться силы трения в шарнирах и направляющих звеньев.

Учитываемые силы:

В период отката такими силами будут являться:

• - сила возвратной пружины;

• - момент силы сопротивления взведению курка;

• - сила трения между патроном в магазине и нижней частью затворной рамы и затвора.

В период наката ими будут являться:

• - сила возвратной пружины;

• - сила трения между патроном в магазине и закраинами магазина при извлечении патрона или сила трения между патроном в магазине и нижней поверхностью выступа затворной рамы при досылании патрона.

Исходные данные для расчета приведенной силы, действующей на затворную раму автомата АКМ следующие:

• жесткость возвратной пружины ;

• начальное поджатие возвратной пружины

• жесткость боевой пружины

• начальный угол закручивания боевой пружины

• средняя сила пружины подавателя магазина ;

• коэффициент трения между патроном и закраинами магазина или нижними поверхностями затвора и выступа затворной рамы

При этом:

• сила возвратной пружины определяется по формуле:

• момент силы сопротивления взведению курка определится по формуле:

• сила трения определяется по формуле:

Для построения графика необходимо рассчитать значения в точках циклограммы, характеризующихся включением и выключением действующих на ведущее звено сил, в 2…3 промежуточных точках на участке с плавно изменяющимися значениями i и r, в точках со скачкообразными изменениями значений i и r (до и после скачков).

5.1. Расчет приведенной силы сопротивления в период отката

На участке свободного хода рамы на неё воздействует лишь сила сопротивления возвратной пружины и силы трения между патроном в магазине и нижней частью затворной рамы. В этом случае приведенная сила определится по формуле:

. (до начала работы курка).

В точке начнется взведение курка и на затворную раму начнет действовать сила сопротивления взведению курка. При этом значение в данной точке скачкообразно возрастет. После скачка оно определится по формуле:

. (после включения курка).

На участке состав и характер действующих на ведущее звено сил остается прежним, следовательно значение приведенной силы будет вычисляться по формуле (4.8). Но на этом участке будет наблюдаться как плавное, так и скачкообразное (в точке ) изменение значения и . Поэтому значение на данном участке необходимо рассчитать: в промежуточных точках на участке , например, ; дважды в точке (до и после скачка и ); в промежуточных точках на участке , например при ,

; в точке

.

.

.

.

.

. (до отключения курка).

В точке закончится взведение курка и из действующих сил исключится сила сопротивления взведению курка, что вызовет скачкообразное изменение значения приведенной силы, действующей на ведущее звено. После скачка значение , очевидно, будет определяться формулой (4.7).

. (после отключения курка).

На участке состав и характер действующих на ведущее звено сил остается прежним, следовательно значение приведенной силы будет определяться по формуле (4.7.).

. (сила трения действует).

В точке затворная рама с затвором выйдет из взаимодействия с верхним патроном, находящимся в магазине. При этом из состава сил, действующих на затворную раму, исключится сила трения между ними и значение приведенной силы скачкообразно изменится до значения:

.

На участке состав и характер действующих на ведущее звено сил останется прежним, следовательно значение приведенной силы будет определяться формулой (4.9).

.

5.2. Расчет приведенных сил в период наката

В период наката движение ведущего звена начинается с крайнего заднего положения ( . На участке на затворную раму с затвором будет действовать движущая сила возвратной пружины. Значение приведенной силы на этом участке рассчитывается по формуле (4.9).

.

.

В точке в состав учитываемых сил включается сила трения патрона о загибы магазина, действующая на ведущее звено через затвор. При этом приведенная сила скачкообразно изменится до значения:

. (с учетом силы трения о загибы магазина).

В точке циклограммы , определяющей конец извлечения патрона, сила трения между патроном и загибами магазина, действующая через затвор, сменится на силу трения между следующим патроном в магазине и нижней поверхностью выступа затворной рамы. При этом приведенная сила будет определяться формулой:

.

На участке состав и характер действующих на ведущее звено сил останется прежним, следовательно значение приведенной силы будет определяться по формуле (4.11).

.