ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ ТОРМОЗ ОТКАТА ЗОЛОТНИКОВОГО ТИПА

Полезная модель относится к оборонной промышленности, в частности, к тормозам отката артиллерийских орудий.
Существуют тормоза отката следующих типов: шпоночного, канавочного, веретенного, клапанного, золотникового.
В настоящее время предъявляется повышенное требование к скорострельности артиллерийских орудий. В свою очередь, это приводит к увеличению температуры жидкости тормоза отката, так как он поглощает энергию выстрела. Увеличение температуры жидкости в тормозе отката приводит к изменению ее вязкости, увеличению ее объема, изменению силы гидравлического сопротивления и, как следствие, к нестабильности длины отката.
В известном тормозе отката золотникового типа при изменении температуры изменяется вязкость жидкости, вследствие чего, изменяется сила гидравлического сопротивления, что приводит к значительным отклонениям от номинального значения длины отката, особенно при интенсивной стрельбе и при первых выстрелах. Это существенно сказывается на эффективности орудия, так как ухудшается стабилизация положения откатывающихся частей и, тем самым, кучность стрельбы. (Артиллерийское вооружение: учебник для вузов / под ред. И.И.Жукова. - М. Машиностроение 1975. - 420 с.)
Задачу стабилизации длины отката можно решить двумя способами: за счет изменения турбулентности потока жидкости и за счет изменения площади отверстия истечения жидкости.
Известен гидравлический тормоз отката веретенного типа, у которого в конической части регулирующего кольца размещены биметаллические пластины, позволяющие регулировать гидравлическое сопротивление тормоза отката. Прогиб пластин за пределы пограничного слоя потока жидкости вызывает изменение структуры потока, увеличивает турбулентность и силу гидравлического сопротивления регулирующего устройства в тормозе отката. (Проектирование спецмашин, ч.2, кн.2. Лафеты. - Волгоград, 2009, - с.205). Данное устройство не обеспечивает стабильность длины отката из-за нефиксированного положения пластин.
Известен гидравлический тормоз отката веретенного типа, у которого в компенсаторе жидкости на хвостовике контрштока выполнен корректор с передаточными шипами, а на полости плавающего поршня - взаимодействующие с шипами винтовые пазы с переменным углом подъема (Проектирование спецмашин, ч.2, кн.2. Лафеты. - Волгоград, 2009. - с.204). Это устройство и представляет собой температурный регулятор длины отката.
Рассмотренное устройство может быть использовано лишь в тормозах отката с переменной длиной отката в зависимости от угла возвышения.
Известен гидравлический тормоз отката клапанного типа, у которого в проходном отверстии дна цилиндров установлен регулятор длины отката, на жестком каркасе которого внахлест закреплены биметаллические пластины с внутренним слоем с большим коэффициентом теплового расширения (Полезная модель, РФ 1365, кл. F41А 25/02 опубл. 26.12.1995 г.).
Приведенное устройство может быть использовано лишь в тормозе отката клапанного типа.
Наиболее близким является тормоз отката золотникового типа (Физические основы устройства и функционирования стрелково-пушечного, артиллерийского и ракетного оружия. ч.1. - Волгоград, 2002. - с.174) содержащий цилиндр с винтовыми пазами, шток, поршень с радиальными щелями и золотник с выступами и фигурными отверстиями. Однако он не позволяет регулировать длину отката в зависимости от температуры жидкости, так как в конструкции тормоза не регулируется площадь отверстия истечения жидкости при ее нагреве, что приводит к отсутствию стабильности силы гидравлического сопротивления в тормозе отката.
Технический результат - обеспечение постоянства длины отката при изменении температуры жидкости за счет стабильности силы гидравлического сопротивления.
Указанный технический результат достигается тем, что в гидравлическом тормозе отката золотникового типа, содержащем цилиндр с винтовыми пазами, шток, поршень тормоза с радиальными щелями и золотник с выступами и фигурными отверстиями, поршень выполнен полым и в нем установлен тепловой компенсатор жидкости в виде плавающего ступенчатого кольцевого поршня, взаимодействующего с пружиной компенсатора и отверстиями, соединяющими запоршневое пространство тормоза отката с полостью компенсатора жидкости.
Отличием полезной модели является то, что установленный в полом поршне тепловой компенсатор жидкости в виде плавающего ступенчатого кольцевого поршня, взаимодействующего с пружиной компенсатора и отверстиями, соединяющими запоршневое пространство тормоза отката с полостью компенсатора жидкости выполняет функцию температурного регулятора длины отката за счет того, что плавающий кольцевой поршень под давлением нагретой жидкости сжимает пружину и своими выступами создает дополнительное сопротивление в отверстиях истечения жидкости и турбулизируя поток, частично перекрывая их, тем самым, обеспечивая постоянство длины отката при изменении температуры жидкости за счет стабильности силы гидравлического сопротивления.
На фиг.1 изображен гидравлический тормоз отката золотникового типа, в разрезе; на фиг.2 изображен разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - выносной элемент Б на фиг.1.
Гидравлический тормоз отката золотникового типа состоит из цилиндра 1 тормоза, штока 2 с полым поршнем 3 в котором установлен тепловой компенсатор жидкости в виде плавающего ступенчатого кольцевого поршня 4 (фиг.3) с выступами 5, взаимодействующего с пружиной компенсатора 6 и отверстиями 7, соединяющими запоршневое пространство тормоза отката с полостью компенсатора жидкости, шпонки 8 и золотника 9 тормоза отката с фигурными отверстиями 10. Поршень имеет выступы 11, которые входят в винтовые пазы 12 на внутренней поверхности цилиндра 1 и радиальные щели 13. Поршень 3 может вращаться относительно штока 2. Со стороны поршня 3 установлен дисковый золотник 9 тормоза отката. Золотник 9 имеет фигурные отверстия 10. Во время отката золотник 9 перемещается на некотором участке только поступательно. От поворота его удерживает шпонка 8.
Тепловой компенсатор жидкости в виде плавающего ступенчатого кольцевого поршня 4 предназначен для создания дополнительного сопротивления, путем изменения площади отверстия истечения и дополнительной турбулизации потока жидкости, тем самым, обеспечивая постоянство длины отката при изменении температуры жидкости в тормозе отката золотникового типа.
Устройство работает следующим образом. Во время отката шток 2 с полым поршнем 3 перемещается относительно неподвижного цилиндра 1. Силой возникающего при этом давления жидкости, заполняющей цилиндр, золотник 9 смещается вдоль штока 2 и прижимается к полому поршню 3. Фигурные отверстия 10 в золотнике 9 и радиальные щели 13, частично перекрывая друг друга, образуют переменное по длине отката отверстие истечения, что обеспечивает заданную силу гидравлического сопротивления тормоза отката.
При нагреве жидкости при интенсивных режимах огня ее «излишний» объем поступает через отверстия 7 в полость поршня 3, смещает плавающий ступенчатый кольцевой поршень 4 и сжимает пружину компенсатора 6. В результате смещения поршня 4 его выступы 5 частично перекрывают отверстия 10 в полом поршне 3, уменьшая площадь проходного сечения отверстий 10. Поскольку нагретая при интенсивной стрельбе жидкость имеет меньший коэффициент сопротивления, то при уменьшенной площади отверстия истечения жидкости расчетная сила гидравлического сопротивления тормоза отката практически не зависит от нагрева жидкости. Тем самым установка теплового компенсатора в тормоз отката золотникового типа обеспечивает постоянство длины отката при изменении температуры жидкости за счет стабильности силы гидравлического сопротивления.