3.6.1. Подъемные механизмы

В современной артиллерии наибольшее применение нахо­дят подъемные механизмы, передающие вращательное движение от привода через систему зубчатых пар. Последняя пара в этой сис­теме называется коренной и состоит из сектора подъемного меха­низма, закрепленного на люльке, и коренной шестерни. В соответ­ствии с общей компоновкой лафета зацепление коренной шестерни

с сектором может быть внешним или внутренним. Примеры таких компоновок показаны на рис. 3.75 и рис. 3.76.

Сектор располагают на люльке, исходя из общей компоновки орудия, при этом стремятся уменьшить высоту линии огня. Для равномерного нагружения цапф и подцапфенников он чаще всего устанавливается в плоскости стрельбы, но по условиям компоновки орудия сектор иногда располагают сбоку. С целью уменьшения на­грузок на зубья сектора обычно увеличивают его ширину, приме­няются также двухсекторные подъемные механизмы (рис. 3.77), однако в этом случае повышаются требования к сборке всего меха­низма. Число зубьев на секторе выбирается в зависимости от диа­пазона углов возвышения, от радиуса сектора и модуля зацепления в коренной паре, следует иметь в виду, чем большее число зубьев имеют шестерни, тем лучше они работают. Но с увеличением числа зубьев увеличиваются габариты передачи, что нежелательно, осо­бенно для коренной пары. Обычно минимальное число зубьев у ко­ренной шестерни равно 12... 16.

К люльке сектор крепится с помощью болтов или проушин и пальцев (рис. 3.78).

Общую кинематическую схему подъемного механизма опреде­ляет передаточное число от исполнительного органа привода к ка­чающейся части (для ручного привода, например, от допустимой угловой скорость вращения маховика до требуемой угловой скоро­сти качающейся части). Количество кинематических пар выбирает­ся из удобства размещения и обслуживания подъемного механизма в целом, при этом общее передаточное число равно:

i = i₁ -i₂ -i₃ -...-i_n (3.37), где п - число кинематических пар в подъемном механизме.

Легкость и плавность наводки определяется в основном вели­чиной усилия наводчика на маховике. Это усилие при установив­шемся движении можно определить по формуле:

, (3.38)

где М_ст - момент статических сопротивлений, включающий в себя сумму всех моментов трения и момента неуравновешен­ности качающейся части;

R - радиус маховика (по рукоятке);

- коэффициент полезного действия механизма. При страгивании (в период разгона, происходящего примерно за 1/6 …1/5 оборота маховика)

усилие на наводку возрастает примерно в два раза.

Наиболее эффективным пу­тем снижения усилий на руко­ятке маховика является повыше­ние КПД механизма наводки. Этого можно достичь при умень­шении числа кинематических пар, повышении КПД в червячных и винтовых передачах, а также бла­годаря использованию смазки и предохранению механизма от пы­ли и грязи. Однако требование о наличии самотормозящихся пар в механизме приводит к реально­му КПД 0,4.

Несбиваемость наводки обеспечивается введением в кинематическую цепь механизма наводки самотормозящихся пар: винто­вой или червячной с углом наклона их винтов:

a<arctgf (3.39) где f- коэффициент трения между сопрягающимися поверхностями.

В тяжелых орудиях иногда применяют гидромеханические подъемные механизмы (рис. 3.79, а) с гидродвигателем поступа­тельного действия, состоящего из цилиндра 1 и поршня 2. Как пра­вило, шарнир цилиндра связан с гнездом в верхнем станке, а шар­нир поршня — с гнездом люльки. При придании углов возвышения гидронасос подает жидкость в рабочую полость А, а из нерабо­чей полости Б жидкость идет на слив в бак. Под давлением жид­кости поршень давит на люльку и изменяет положение качающей­ся части. После остановки на заданном угле возвышения кача­ющаяся часть удерживается с помощью гидрозамков, запираю­щих жидкость в гидросистеме. При уменьшении углов возвыше­ния назначение полостей А и Б меняется на обратные. Для боль­шей компактности в продольном направлении поршень делают те­лескопическим (рис. 3.79, б), при Рис. 3.80. Винтовой подъемный механизм

Рис. 3.81. Подъемно-уравновешивающий механизм:

1 - коническая пара; 2 - внутренняя труба; 3 - матка; 4 - винт; 5 - наружная труба; б – корпус, 7 - пружина

этом поперечные габариты всего узла несколько возрастают. Сту­пени телескопического поршня могут выдвигаться одновременно или последовательно.

В легких орудиях находили применение винтовые подъемные механизмы (рис. 3.80), они применяются также в некоторых совре­менных минометах.

Вращение рукоятки подъемного механизма через коническую пару 1 передается матке 2, которая может быть выполнена как одно целое с ведомой конической шестерней. Если винт 3 шарнирно за­креплен на верхнем станке, то вращение матки заставит переме­щаться вверх (вниз) корпус, связанный с качающейся частью. Тем самым будут придаваться необходимые углы возвышения. Возмо­жен также случай шарнирного крепления корпуса к верхнему стан­ку. В этом случае углы возвышения будут придаваться качающейся части за счет поступательного движения винта, шарнирно скреп­ленного с люлькой.

Для облегчения работы наводчика винтовой подъемный меха­низм может быть конструктивно объединен с пружинным уравно­вешивающим механизмом (рис. 3.81). Вращение рукоятки через коническую пару 1 передается внутренней трубе 2 с маткой 3. По­скольку винт 4 закреплен неподвижно в наружной трубе 5, шар­нирно связанной с верхним станком, вращение матки заставит по­ступательно перемещаться винт вместе с корпусом 6, соединенным с люлькой, придавая тем самым необходимые углы возвышения качающейся части. Перемещение внутренней трубы будет изме­нять усилие пружины 7, компенсирующее влияние силы тяжести качающейся части.