3.2.Проектирование люльки АО

Рис. 3.4. Схема сопряжения люльки со стволом: 1 - люлька; 2 - цапфенная обойма; 3 - сектор подъемного механизма; 4 - ко­ ренная шестерня; 5 - цапфа; 6, 7 - обойма и башмак; 8 - перед­ ний край цапфенной обоймы; 9 - центр масс ствольной группы; Хт> Lu ~ расстояние от линии цапф до переднего пояса опор (обоймы) и центра масс ствольной группы; Dc, хх- опорная ба­ за ствольной группы и расстояние от переднего края цапфен­ ной обоймы до первого (переднего) пояса опор; N\, N2 - реак­ ция первого ивторого пояса опор; т0- масса ствольной группы

3.2.1 Проектирование короба люльки.

Условная схема сечения короба люльки с ПОУ показана на рис. 3.5, где 1 - короб; 2 - крышка; 3 , 4 - полозки люльки; 5, 6, 7,8 - упрочнительные элементы (шпангоуты).

Расчетная схема короба люльки представлена на рис. 3.6, где: 5 - толщина стенки короба (одинаковая по периметру); а , Ь - условная высота и ширина упрочнительного элемента.

При проектировании короба люльки определяем только не­ обходимую толщину его стенки. Короб люльки подвергается наиболее интенсивным нагрузкам при выстреле и буксировке орудия. Наиболее опасным сечением короба является сечение по переднему краю цапфенной обоймы. Предварительный тео­ ретический анализ показал, что максимальные перегрузки в данном сечении возникают при буксировке АО по пересечен­ ной местности, когда высота падения лобовой коробки в ряде случаев достигает 30-50 см, т.е. примерно в 4-5 раз превышает «стандартную» статистическую осадку АО. В этом случае пере­ грузки в переднем поясе опор находятся в диапазоне 3< п < 4.

Суммарное напряжение в наиболее нагруженном сечении короба определяется известным уравнением

« 2W2. Условием прочности короба люльки в рассматривае­ мом сечении является неравенство

где [ су] - допустимое суммарное напряжение. Поскольку при буксировке АО в сечении короба действуют в основном изги­ бающие моменты, допустимо принять [ст]= [стиз].

Для определения момента сопротивления сечения в виде тонкой стенки с упрочняющими элементами используем извест­ ную зависимость

в н 2

к= 6

Используя эту зависимость, момент сопротивления тонкой стенки найдем как разность вида

W° = W'z -W",

где W'z =- { В - 2б)(Я - 25)2

6

Следовательно, получаем

r « e ^ = l + — .

Момент сопротивления двух вертикальных пар упрочняю­ щих элементов (шпангоутов) определим аналогично предыду­ щему из соотношения

Wm = labH .

Следовательно, суммарный момент сопротивления сечения короба в виде тонкой стенки с двумя вертикальными парами уп­ рочняющих элементов находится из уравнения

w: = W° +W2tu= j ЙЯ§р0р,,

где р, = 1 + аЪ 55р0

Анализ показывает, что величина коэффициента р, нахо­

дится в диапазоне 1,1 < р, < 1,2.

Учитывая, что определяющей нагрузкой для сечения явля­ ется изгиб при буксировке, выражение для суммарного напря­ жения можно записать в виде

где \хР =

Ча из J

Исследования показывают, что для условий буксировки АО по пересеченной местности, когда сила смятия SCM и момент

М ИЗ

где N] - максимальная величина реакции первого (переднего) пояса опор. В буксируемой артиллерии, как показывает стати­ стика, передний пояс опор ствольной группы находится при­ мерно в одной поперечной вертикальной плоскости с линией опоры колес. Ранее было отмечено, что в этой плоскости при буксировке АО возникают максимальные перегрузки. Исследо­ вания показывают, что перегрузка на детали лафета по линии опоры колес при падении лобовой коробки АО с некоторой вы­ соты (например, после подскока при выстреле), при отсутствии механизмов демпфирования, подчиняется закону

где Zm - высота падения лобовой коробки (после подскока при

выстреле или при падении в ров при буксировке); f 0 - стан­ дартная статическая осадка АО.

Известно, что для АО всех типов величина / 0 находится

в диапазоне 0,055 < / 0 < 0,065 м. Во время стрельбы, когда ме­

ханизм подрессоривания выключен, а статическая осадка АО определяется только упругостью грунта и шин колес, её величи­ на снижается и находится в диапазоне 0,4/ 0 < / < 0,6/ 0.

Максимальная высота падения лобовой коробки при бук­ сировке АО примерно в 3-4 раза больше, чем после подскока при стрельбе и находится в диапазоне 0,3<ZK6 <0,5 м, тогда

люльки максимальную перегрузку в переднем поясе опор целе­ сообразно находить по формуле

где Zk6 - максимальная возможная высота падения лобовой ко­ робки при буксировании по пересеченной местности.

В расчетах можно принять

ZK6 * 0 , 4 M и / о=0,065 м .

Вследствие этого и с учетом схемы сопряжения люльки со ствольной группой (см. рис. 3.4) максимальную величину реак­ ции первого пояса опор и изгибающего момента в ней можно найти из условий

N{ =ngm0\i2, M m = X xNu

Д. —опорная база ствольной группы; т0- масса качающей­ ся части АО. Как показывают расчеты, величина коэффициента ц2 находится в диапазоне

Следовательно, искомая величина (толщина стенки короба люльки), с учетом (3.1), может быть найдена из уравнения

г д е ^ 0= - № .; й = 2^

М-оМ-2 V fo

Учитывая, что используемые значения коэффициентов рЛ,р,, р2 являются ориентировочными и близкими к единице, в расчетах можно принять

1

К п = — =

0р0 1 +Н /2В •

Вчастности, для АО с характеристиками

т0 —3500 кг; Х х = 2 м; Я =0,3 м; В = 0,45 м;

/ 0 = 0,006 м; [стиз] = 3-108 н/м2; К0= 0,75,

для предельной высоты падения лобовой коробки ^кб=0,4 м получаем

3.2.2. Проектирование цапф

Цапфы отличаются типом крепления к цапфенной обойме и типом соединения с цапфенными гнездами верхнего станка. Различают два типа крепления цапфы на обойме: цельно ли­ тые и вставные (приварные или гужоные). Схемы выполне­ ния цапф показаны на рис. 3.7, а, б. Различают также 2 типа со­ единения цапфы с цапфенными гнездами верхнего станка: обыкновенное и ступенчатое. Схемы соединения показаны на рис 3.8, а, б.

где ц - коэффициент, учитывающий наличие в цапфе внутрен­ него продольного отверстия. В учебных расчетах можно при­ нять условие

Л ~ 2 5

где Rm - максимальное значение суммарной силы сопротивле­ ния откату (СССО).

3.2.3. Проектирование сектора подъемного механизма

При проектировании сектора подъемного механизма опре­ деляют его радиус (радиус коренной пары) гкп, модуль зацепле­ ния в коренной паре тк и число зубьев сектора Zc. Для опреде­

в которых приняты обозначения: Кх - коэффициент радиуса за­

цепления (радиус сектора); К2,Ка - коэффициенты концентра­

ции и динамичности нагрузки; у,, у , - коэффициенты формы и длины зуба; ZKU1 - число зубьев коренной шестерни; [аи з] - допускаемое напряжение на изгиб в материале зуба сектора;

Мк п - максимальный момент в коренной паре; Ду —доля сек­

тора, занимаемая зубьями; <pmin, cpmax - минимальный и макси­

мальный угол возвышения ствола.

В проектировочных расчетах рекомендуется принимать

1,5 102 < [стиэ]< 2,5 • 102 н/мм2 Максимальный момент в коренной паре рекомендуется

брать из условий буксировки АО по пересеченной местно­ сти, для которых, с учетом рис. 3.4, он определяется урав­ нениями

^ к.п -^и .з * Т ^ 1 > ^ 1 ~ ^?^оМ *2’

где й, W, - поперечная перегрузка и предельное усилие в перед­ нем поясе опор ствола.

В расчетах целесообразно принимать

П р и м е ч а н и е : в расчетах размерность гк„ в мм, сти. в н/мм2