ОСНОВИ БУДОВИ АРТИЛЕРІЙСЬКИХ

Такі накатники хоча і мають більш складну конструкцію, поширені у ПВП причіпної артилерії.

Слід ураховувати, що в накатниках із суміщеними циліндрами на стінки робочого циліндра, крім внутрішнього тиску рідини, діє ще й однаковий за величиною зовнішній тиск, що може привести до втрати стійкості стінок, якщо вони тонкостінні. Крім того, безпосередній контакт газу з рідиною приводить до того, що при інтенсивному русі струменів рідини в газовий резервуар і назад виникає переміщування рідини і газу. Бульбашки газу переміщуються з рідиною і потрапляють у робочий циліндр і на ущільнення, які призначені для замикання рідини. Бульбашки проходять крізь ущільнення – виникає витікання газу.

Другим недоліком цієї схеми є те, що використання повітря призводить до того, що його кисень розчиняється у рідині. Складаються сприятливі умови для корозії всередині циліндра і в ущільнювальних пристроях.

Двоциліндрові накатники з роздільними циліндрами –

це накатники, які складаються з одного циліндра і резервуара. Циліндр і резервуар сполучаються між собою. При цьому резервуар може мати будь-яку форму, зручну для розміщення в люльці.

У циліндричному резервуарі рідина іноді відокремлюється від стисненого повітря за допомогою плаваючого поршня, що зменшує можливість утворення корозії на деталях при заповненні накатників стисненим повітрям, а також зменшує витікання газу через ущільнювальні пристрої. Крім того, використання роздільних циліндрів змінює характер навантажень на робочий циліндр. Так, на стінки окремого робочого циліндра діє тільки внутрішній тиск рідини.

Накатник з роздільними циліндрами використовують у великокаліберних гарматах з важкими відкотними частинами. Для таких гармат ці накатники будуть більш компактними і зручними для розміщення на лафеті. Накатники такого типу входять до складу ПВП гармат Б-4М, МЛ-20.

391

4.2.9. Призначення, типи, принцип будови і дії ущільнень противідкотних пристроїв та вимоги до них

Ущільнювальні пристрої призначені для запобігання витіканню рідини або газу із ПВП через рухомі і нерухомі рознімні з’єднання.

Ущільнювальні пристрої взагалі визначають надійність і працездатність пневмогідравлічних пристроїв, але, у свою чергу, вони є найбільш слабкою ланкою конструкції накатників.

Вимоги до ущільнювальних пристроїв:

-ущільнення повинно надійно замикати рідину або газ за умов будь-яких тиску і температури;

-ущільнення повинно бути достатньо довговічним;

-ущільнення повинно мати малий коефіцієнт тертя;

-ущільнення не повинно викликати корозію деталей або псування рідини;

-ущільнення повинно бути простим за конструкцією і зручним в експлуатації.

Ущільнювальні пристрої за найбільш загальними ознаками поділяють на такі типи:

за характером ущільнювальних пристроїв: для з’єднань зі зворотно-поступальним рухом, для з’єднань з обертальним рухом, для нерухомих з’єднань;

-за принципом дії: контактні та безконтактні.

У ПВП використовують:

-контактні та безконтактні ущільнювальні пристрої для з’єднань зі зворотно-поступальним рухом (шток з поршнем ГВЧ);

-контактні ущільнювальні пристрої для нерухомого з’єднання.

Контактні ущільнювальні пристрої забезпечують герметизацію за рахунок щільного прилягання ущільнювальних деталей до сполучених поверхонь з’єднання, а без-

393

контактні – працюють за наявністю невеликих зазорів у з’єднаннях.

Нерухомі рознімні з’єднання ущільнюються за рахунок установлення у зазор між сполученими деталями ущільнювальних кілець або прокладок із м’яких матеріалів (міді, алюмінію).

Найбільше поширення у ПВП отримали кільця і прокладки, виготовлені з червоної міді марок М2, М3, М4, які встановлюються в нарізних з’єднаннях для утворення абсолютно непроникних з’єднань.

При угвинчуванні деталей мідне кільце деформується відповідно до форми кільцевої виточки або уступу в сполучених деталях і, щільно притискуючись до них, забезпечує надійну герметизацію з’єднань. Питомий тиск на кільце при складанні повинен бути більшим, ніж текучість червоної міді, що викликає необхідність великих зусиль при затягуванні ущільнювальних з’єднань.

Рухомі з’єднання зі зворотно-поступальним рухом деталей ущільнюються за допомогою сальників, манжет, гумових кілець з використанням лабіринтних ущільнень, а також диференційних ущільнень за умови високої точності виготовлення деталей.

Для ущільнень штоків і поршнів ПВП, які мають зво- ротно-поступальний рух, використовують такі ущільнювальні пристрої: сальникові, манжетні, кільцеві ущільнення, лабіринтні ущільнення, диференційні ущільнення.

Сальникові ущільнювальні пристрої використовуються в ПВП для ущільнення деталей зворотнопоступального руху, що працюють при температурі до 450 С і під тиском до 900 кг/см2. Ущільнення забезпечується еластичним герметизуючим елементом, який стискується під час монтажу з такою силою, щоб питомий тиск у зоні контакту його з ущільнюваною поверхнею перевищував тиск робочого середовища. Отже, сальникові ущільнення працюють завдяки монтажному стисненню набивки

394

натискною гайкою і можуть використовуватися для герметизації систем, у яких тиск може бути відсутнім.

1 2 3 4

Рисунок 4.59 – Схема сальникового ущільнювача:

1 – циліндр; 2 – кільце; 3 – набивка; 4 – шток

Еластичний герметизуючий елемент – це сальникова набивка, яка являє собою плетену або набивку з бавовняних, льняних, азбестових та інших волокон.

Для підвищення працездатності набивка насичується мастилом при температурі 90 – 95 С. Після насичування набивка пресується з метою надання їй визначеної форми і розмірів. Окремі секції сальникової набивки поділяються між собою бронзовими кільцями трапецієподібного або ромбоподібного перерізу.

Вущільненнях із трапецієподібними кільцями верхні шари набивки, які прилягають до корпусу сальника, будуть мати більшу деформацію, ніж нижні, що прилягають до штока. Отже, верхній шар знаходиться під більшим тиском, і набивка у міру зношення буде переміщуватися із області підвищеного тиску в область зниженого, а отже, у бік ущільненої деталі.

Вущільненнях із ромбоподібними кільцями зона підвищеного тиску знаходиться у середній частині набивки, і вона у міру зношення буде переміщуватися і в бік ущільненої деталі, і в бік корпусу сальника.

З цієї точки зору використовувати ромбоподібні кільця не дуже корисно порівняно з трапецієподібними.

395

Профіль кілець і зусилля монтажного стиснення набивки визначають зусилля стиснення сальника до рухомого штоку і силу тертя, яка виникає при цьому.

Переваги сальникових ущільнень: простота конструкції і надійність герметизації за будь-якого тиску.

Недоліки: велике тертя і необхідність періодично підтягувати натискні гайки.

Рисунок 4.60 – Схема сальникового ущільнювача з ромбоподібними кільцями:

1 – натискна гайка; 2 – ромбоподібне кільце; 3 – набивка; 4 – шток

Широко використовують сальникові ущільнення для ущільнення штоків ГВЧ ПВП внаслідок низького тиску в їх циліндрах у неробочому стані. Такі ущільнення мають ГВЧ гармат Д-30, Т-12, Д-1, М-30 та інших.

Крім того, сальникові ущільнення використовують у сполученні з манжетними ущільнювальними пристроями, де вони, крім герметизації, захищають манжети від пошкоджень пилом, брудом і піском.

Манжетні ущільнювальні пристрої

Використовують у ПВП для ущільнення деталей зво- ротно-поступального руху в агрегатах з тиском або без нього.

Конструкція ущільнювального вузла складається з манжет і натискних кілець. Герметизація забезпечується за рахунок деформації манжет під дією манжетного тиску і

396

тиску робочого середовища. Найбільше поширення дістали гумові і гумовотканинні шевронні та V-подібні манжети. Розроблені також манжети із шкіри, фторопласту, капрону та інших матеріалів.

Шевронні гумові манжети використовують для ущільнення деталей, що працюють під тиском до 500кг/см2, при температурі від –30 до +50 С.

Кільця і манжети виготовляють із мастилостійкої гуми. Кількість манжет у вузлі ущільнення залежить від ущільнювального діаметра і тиску робочого середовища. За необхідності використовують притискні пристрої у вигляді натискної гайки або пружини.

Шевронні фторопластові манжети використовуються у тому випадку, коли гумові манжети непридатні через хімічну активність робочого середовища, високу температуру або велике тертя. Вони використовуються при максимальному тиску ущільненого середовища до 400 кг/см2 і температурі від 195 до 250 С.

Рисунок 4.61 – Схема шевронного манжетного ущільнювача:

1 – циліндр; 2 – манжета; 3 – опорне кільце; 4 – натискне кільце

Шевронні гумові манжети, як правило, використовуються у сполученні з V-подібними гумовими манжетами, наприклад, в ущільненні штока ГВЧ ПВП 2С3М.

397

V-подібні гумові манжети використовують для ущільнення деталей, які працюють під тиском до 320 кг/см2 і температурі від -35 до +80 С. Вони забезпечують герметизацію контактної поверхні, яка створена загостреними краями вузлів манжети за рахунок її деформації під час монтажного стиснення ущільнення натискною гайкою або пружиною.

При підвищенні тиску ущільнюване середовище розширює вуса манжети, збільшується площа контакту, що і забезпечує надійне замикання середовища. У цьому випадку ступінь прилягання обтюрувальних поверхонь манжети знаходиться у прямій залежності від величини тиску середовища, що ущільнюється, а саме – чим вищий тиск, тим щільніше і надійніше підтискується манжета до поверхонь, що ущільнюються.

Розпираюче й опорне кільця виготовляються з бронзи і служать для поліпшення працездатності ущільнення. При цьому розпираюче кільце повинно мати отвір для підведення тиску середовища, що ущільнюється, до манжети. Манжети повинні розміщуватися внутрішнім боком у бік середовища, що ущільнюється. Для забезпечення надійного ущільнення робочого середовища встановлюють дві манжети: одна над одною.

Рисунок 4.62 – Схема манжетного V-подібного ущільнювача:

1 – розпираюче кільце; 2 – манжета; 3 – опорне кільце

Манжети виготовляються пресуванням мастилостійкої гуми при температурі 200 – 250 С.

398

Манжетні ущільнювальні пристрої з V-подібними манжетами використовують для ущільнення штоків і поршнів накатників ПВП гармат 2А19, Д-30 та інших (встановлюються по дві манжети у кожному ущільненні). Крім того, вони також використовуються із сальниковими ущільненнями, наприклад, у ГВЧ ПВП гармат Д-20, Б-4М і в накатниках ПВП гармати Б-4М.

Рисунок 4.63 – Схема замкненого манжетного ущільнювача

V-подібні шкіряні манжети використовують для ущільнення деталей, які працюють під тиском до 100 кг/см2 і температурі робочого середовища від -20 до +70 С.

У суто пневматичних накатниках, де рідина у робочій порожнині відсутня, можуть використовуватися замкнені манжетні пристрої. При цьому манжети обернені всередину порожнини, куди подається рідина під тиском, що перебільшує тиск газу в циліндрі. Це можливо внаслідок використання мультиплікатора тиску.

Рисунок 4.64 – Схема ущільнювача з V-подібною шкіряною манжетою

399

Під більш високим тиском починається витікання ущільнювальної рідини через пори шкіри, а при температурі нижче -20 С і вище +70 С шкіряні манжети втрачають еластичність, висихають і розтріскуються. Крім того, у веретенному мастилі шкіра висихає і перепускає мастило крізь себе, а у СТЕОЛ-М вона поглинає воду, набрякає і втрачає свою форму. Отже, для підвищення працездатності шкіряні манжети насичують мастилом, як і сальникові ущільнення.

У сучасних конструкціях позитивними якостями манжетного ущільнювального пристрою порівняно із сальниковим є: менші габарити, мале тертя, відсутність необхідності періодичного підтягнення натискних пристроїв.

Недоліком манжетних пристроїв є ненадійне ущільнення робочого середовища за відсутності тиску, а манжетні пристрої, навпаки,- за наявності тиску.

Проте за низьких температур сальникове ущільнення скорочується у розмірах і утворює зазор в ущільненні. У цьому випадку при виконанні першого пострілу, доки ГВЧ не розігрівся, через цей зазор може бути винесено значну кількість середовища, що ущільнюється. Гумові манжети, які щільно притиснені до штока, ліквідують цю небезпеку.

Рисунок 4.65 – Схема ущільнення кільцями

Ущільнення кільцями із гуми круглого перетину використовуються для ущільнення деталей зворотнопоступального руху, які працюють під тиском до 100 кг/см2, а з використанням захисних шайб із фторопласту – до 200 – 350 кг/см2 і при температурі від -50 С до

400