ОСНОВИ БУДОВИ АРТИЛЕРІЙСЬКИХ

це, пневматичні накатники дуже поширені у ПВП сучасних причіпних і самохідних артилерійських гармат.

Залежний накатник – це накатник, об’єднаний конструктивно і функціонально з ГВЧ або з іншими частинами гармати.

Незалежний накатник – це накатник, конструктивно і функціонально необ’єднаний з іншими частинами гармати або ГВЧ.

У ПВП сучасної вітчизняної причіпної і самохідної артилерії всіх калібрів поширені тільки незалежні накатники.

Вимоги до накатників:

-накатник повинен забезпечити повний і достатньо швидкий накат;

-накатник повинен утримувати відкотні частини у вихідному положенні;

-робота накатника не повинна супроводжуватися ударами і струсами;

-конструкція накатника повинна бути простою і технологічною;

-конструкція накатника повинна забезпечити надійність, простоту та зручність в експлуатації.

4.2.7. Принцип будови і дія пружинних накатників, їх характеристики та застосування

Пружинні накатники за розміщенням пружин (рис. 4.53) поділяються на накатники з однорядним і телескопічним розміщенням пружин.

Накатники з однорядним розміщенням пружин являють собою одну колонку циліндричних гвинтових пружин, насаджених на ствол або на циліндр ГВЧ у залежних накатниках або на шток у незалежних накатниках.

382

насаджених на нерухомий циліндр у залежних накатниках або на шток у незалежних накатниках.

Рисунок 4.54 – Схема телескопічного пружинного накатника

Пружини, насаджені на шток ГВЧ або на рухомий циліндр, працюють так: при відкоті разом зі стволом відкочується циліндр ГВЧ. Циліндр фланцем стискує внутрішню пружину, яка відводить назад рухомий циліндр. Рухомий циліндр, у свою чергу, стискує зовнішню пружину між дном нерухомої люльки і фланцем. Отже, стискуються обидві пружини, з’єднані послідовно.

Послідовне включення пружин дозволяє отримати порівняно довгий відкот при невеликій довжині накатника, що зручно в гарматах з малою довжиною ствола, наприклад, у гаубицях і гірських гарматах.

Пружини, які насаджені на шток незалежних накатників, стискуються одночасно. Сили стиснення обох пружин рівні між собою і дорівнюють довжині відкоту.

Жорсткість накатника дорівнює сумі жорсткостей обох пружин. Внутрішня пружина має менші переріз і відстань. Напруга обох пружин повинна бути приблизно однаковою.

Така схема застосовується з метою більш економного використання простору і скорочення загальних габаритів накатника, бо в цьому випадку є можливість розміщення більшої кількості пружинної сталі порівняно з простою лінійною схемою.

384

Недоліком схем з телескопічним розміщенням пружин є збільшення габаритів по діаметру і деяке ускладнення конструкції. Пружини виготовляються із високоякісної пружинної сталі прямокутного або круглого перерізу, навиваються у гарячому або холодному стані. Кінці кожної пружини центруються за площиною, перпендикулярною до осі пружини, а потім пружини підлягають термообробці.

Колонка пружин накатника складається із парного числа окремих правих і лівих пружин, що поясняється технологічністю виготовлення пружин. Для виконання ремонту до складу ЗІП входить одна мала пружина. Чергування лівої і правої навивок пружин пов’язано з тим, що гвинтові пружини при стисненні розкручуються, а при розтяганні закручуються. Отже, їх конусні перерізи повертаються відносно опор на кут, пропорційний довжині пружини.

За наявністю великих сил тертя в опорах і великого моменту інерції маси пружини, яка закручується, виникають додаткові до напруг кручення напруги вигину, що погіршує умови роботи пружини. Для усунення цього недоліку в опорах встановлюються кулькові або роликові підшипники, а у колонці чергуються пружини лівої і правої навивки з числом витків у межах 10 – 20.

Пружини розділяють шайбами, які виконують також роль напрямних.

Пружини прямокутного перерізу витримують напругу кручення у 1,5 – 1,75 раза більше, ніж пружини круглого перерізу, що дозволяє отримати виграш у масі пружини накатника за умови використання прямокутного профілю пружин. Хоча пружини круглого профілю і поступаються у деяких якостях пружинам прямокутного перерізу, проте вони більш прості у виготовленні.

385

4.2.8. Принципи будови та дії пневматичних накатників, їх характеристики і застосування

У пневматичному накатнику як пружне тіло використовується стиснене повітря або азот, величина початкового тиску якого вибирається за умови утримання відкотних частин у початковому положенні при всіх кутах підвищення і наявності переносних прискорень від руху гармати.

Співвідношення між вибраною величиною початкового тиску і потрібним початковим зусиллям визначає величину робочої площі, а отже, і поперечні габарити робочого циліндра накатника. Загальні габарити визначаються довжиною відкоту і об’ємом газу, який вибирається з урахуванням необхідного ступеня стиснення.

Для замикання стисненого газу в накатнику використовується деяка кількість рідини СТЕОЛ-М, ПОЖ-70 або веретенного мастила. Залежно від кількості рідини і функцій, які вона виконує, пневматичні накатники поділяються на: суто пневматичні, гідропневматичні.

Залежно від числа циліндрів: одноциліндрові, двоциліндрові, трициліндрові.

Суто пневматичні накатники – це одноабо двоци-

ліндрові накатники з диференціальними пристроями для замикання газу у робочих порожнинах рідиною під тиском, який перевищує тиск газу.

Це досягається тим, що плаваючі поршні, які розділяють рідину і стиснений газ, мають більш велику площу, звернену до газу, порівняно з площею, зверненою до рідини.

Високий тиск рідини передається потім елементам ущільнень. Мультиплікатори накатників мають лише невелику кількість рідини для забезпечення гідрозапору стисненого повітря у робочих порожнинах накатників. Саме цьому назва “пневматичні накатники” виправдана і у принциповому і в конструктивному відношенні.

386

Пневматичні накатники, як правило, мають два циліндри – робочий і повітряний, який виконує роль ресивера для стисненого газу.

Рисунок 4.55 – Схема пневматичного одноциліндрового накатника:

1 – циліндр; 2,6 – стрижні; 3,5 – плаваючі поршні; 4 – шток з поршнем

Часто роль ресивера виконує внутрішня порожнина штока.

Пневматичні накатники майже повністю заповнені стисненим газом; тому вони більш компактні і мають невеликі габарити, а також прості в експлуатації. Крім того, в пневматичних накатниках рідина відокремлена від газу, що виключає можливість її змішування з газом, а у випадку заповнення їх повітрям – забезпечує рівновагу кисню у рідині. Цим зменшується можливість виникнення корозії на деталях і вихід газів із накатників.

Недоліком таких накатників є складність у забезпеченні надійного ущільнення стисненого газу.

Пневматичні накатники поширені в самохідних і танкових гарматах.

Гідропневматичні накатники – це дво- і трициліндрові накатники, в яких один із циліндрів заповнений стисненим повітрям і рідиною, а решта – тільки рідиною.

Циліндри утворюють робочу порожнину і газовий резервуар і мають з’єднувальні отвори, які розташовані так, щоб при всіх можливих кутах підвищення через них могла надходити тільки рідина. В таких накатниках роль

387

робочого тіла виконує стиснене повітря або стиснений азот і рідина – СТЕОЛ-М, ПОЖ-70, або веретенне мастило.

На відміну від суто пневматичних накатників рідина в гідравлічних накатниках призначена не тільки для гідравлічного замикання стисненого газу у газовому резервуарі, а й для передачі його тиску на поршень і циліндр накатника.

Стиснений газ буде надійно замкнений у газовому резервуарі накатника, якщо при всіх кутах підвищення і схилення рідина буде повністю покривати всі ущільнювальні пристрої. Для цього об’єм рідини повинен становити 0,5 – 0,65% об’єму накатника. Конструктивно гідропневматичні накатники виконуються з суміщеними або з роздільними циліндрами. Для зменшення кількості рідини накатника суміщені циліндри компонуються так: один циліндр розміщується всередині іншого ексцентрично зі зміщенням (використовується особливість газу міститься у верхній частині резервуара).

Розглянемо основні принципові схеми гідропневматичних накатників.

Двоциліндрові накатники із суміщеними циліндрами –

це накатники з двома циліндрами, один з яких заповнений рідиною і газом, а другий – тільки рідиною. Всередині робочого циліндра розміщується поршень зі штоком. У двоциліндрових накатниках відкочуються під час відкоту штоки з поршнями, а циліндри, які закріплені на люльці, залишаються нерухомими. З’єднувальний отвір, розміщений у задній частині робочого циліндра, забезпечує надійність розділення рідиною газу і ущільнювальних пристроїв.

Під час відкоту поршень зі штоком починає рухатися і діє на рідину, яка перетікає через з’єднувальні отвори у газовий резервуар. При цьому внаслідок того що рідина не може бути стисненою, об’єм газу у резервуарі зменшується на величину об’єму рідини, яка потрапила до резервуара. Тиск газу збільшується до максимального значення у кінці

388

відкоту ствола. Цей тиск передається через рідину у внутрішній (робочий) циліндр і, діючи на його дно і поршень, створює зусилля накатника. Саме це зусилля і є однією з сил, які гальмують відкот (через поршень і шток). По закінченні відкоту тиск газу через рідину на поршень продовжує діяти і примушує відкотні частини рухатися у протилежному до відкоту напрямку до тих пір, поки вони не повернуться у своє початкове положення.

1 2 3

Рисунок 4.56 – Схема двоциліндрового пневматичного накатника:

1 – зовнішній циліндр; 2 – внутрішній циліндр; 3 – шток з поршнем

Величина зусилля накатника визначається тиском газу і робочою площею поршня, а також величиною сили гідравлічного опору рідини при перетіканні її із порожнини одного циліндра в інший. Така схема накатника – відносно проста і забезпечує надійне ущільнення стисненого газу; але вона допускає кріплення циліндрів тільки на люльці, а, отже, не збільшує маси відкотних частин. Накатники такої конструкції входять до складу ПВП гармат М-30, Д-1 та інших.

Трициліндрові накатники з суміщеними циліндрами –

це накатники з трьома циліндрами, два з яких заповнені рідиною, а третій – рідиною і стисненим газом. Такий накатник відрізняється від попереднього наявністю проміжного циліндра.

У трициліндрових накатниках відкочуються циліндри, які закріплені в обоймі ствола, а штоки з поршнями, закріплені на люльці, залишаються нерухомими.

389

Такі накатники використовуються для збільшення маси відкотних частин, а отже, для зменшення швидкості їх відкоту, що призводить до збільшення стійкості гармати.

1 2 3 4

Рисунок 4.57 – Схема трициліндрового пневматичного накатника:

1 – зовнішній циліндр; 2 – проміжний циліндр; 3 – внутрішній циліндр; 4 – шток з поршнем

Розташування з’єднувальних отворів і введення проміжного циліндра призводить до того, що стиснений газ не може потрапити до внутрішнього робочого циліндра до ущільнень при будь-яких кутах підвищення ствола з урахуванням відкоту циліндрів.

При відкоті робочий циліндр переміщується відносно поршня зі штоком і примушує рідину перетікати у проміжний циліндр, а із нього в газовий резервуар. Об’єм газу зменшується, а тиск збільшується і через рідину передається у робочий циліндр, а саме – на дно циліндра і на поршень. Так утворюється основне зусилля накатника. Через дно циліндра воно передається відкотним частинам і гальмує відкот, а по закінченні відкоту примушує відкотні частини повернутися у початкове положення.

Через поршень і шток це зусилля передається лафету, навантажуючи його у напрямку відкоту. Величина зусилля накатника визначається тиском стисненого газу і робочою площею дна робочого циліндра, а також величиною сили гідравлічного опору при перетіканні рідини із одного циліндра в інший.

390