ВЯЗКО-УПРУГИЙ ДЕМПФЕР ДИНАМИЧЕСКИХ НАГРУЗОК НА ШАССИ САМОХОДНЫХ АРТИЛЛЕРИЙСКИХ ОРУДИЙ
VISCOUS-ELASTIC DAMPER OF DYNAMIC LOADS ON THE SELF-PROPELLED ARTILLERY CANONS CHASSIS

Изобретение относится к демпфирующим устройствам и предназначено для дополнительного гашения колебаний шасси и ствола самоходного артиллерийского орудия (САО) при стрельбе и на марше. Используемые в конструкции самоходного артиллерийского орудия дульный тормоз, противооткатные устройства, уравновешивающий механизм, торсионные механизмы шасси не обеспечивают быстрого (менее 4 с) и полного гашения колебаний от действия выстрела, что приводит к «клевку» дульной части ствола, юзу шасси и сбиванию точки наводки. Перечисленные факторы во многом определяют скорострельность современных артиллерийских орудий.
Известны демпферы, которые могут работать с различного рода упругими элементами в виде пружин, торсионов, фрикционов и т.п.
Торсионное демпфирующее устройство, включающее корпус и расположенные в нем торсионы, одним концом соединенные с корпусом, другим концом, снабженным рычагом, взаимодействующие со штоком, воспринимающим ударную нагрузку, отличающееся тем, что рассеяние кинетической энергии транспортного средства осуществляется за счет чередующихся процессов упругого кручения рабочих частей торсионных элементов и самопроизвольного восстановления их формы, осуществляющихся при воздействии цилиндрических кулачков штока на рычаги торсионов, расположенных по группам в определенном порядке, обеспечивающем последовательное включение их в работу (патент РФ №63369 U1, кл. E01F 15/00, 2006 г., опубликовано 27.05.2007 г.). Однако данное демпфирующее устройство имеет сложную габаритную конструкцию, небольшие линейные перемещения штока, что снижает эффективность применения.
Из известных наиболее близким по технической сущности является демпфирующее устройство, включающее в себя размещенные в цилиндрическом патроне поршень со штоком, пружину, заполненную вязкой жидкостью, гидравлическую камеру и подвижную гильзу в виде цилиндра, имеющую на наружной поверхности винтовую канавку с переменным шагом и присоединенную к хвостовой части штока с возможностью соосного взаимного перемещения. Гильза обеспечивает при перетекании жидкости торможение звеньев с нарастающим эффектом при рабочем ходе. В хвостовой части штока выполнен продольный паз с образованием торцевого клапана между ним и гильзой, обеспечивающий плавное перемещение поршня со штоком при обратном ходе (Патент РФ №2109184 С1, кл. F16F 9/00, E05F 3/00, 1997 г., опубликовано 20.04.1998 г.). Данное демпфирующее устройство имеет сравнительно сложную конструкцию собственно демпфера, инерционность действия, что обусловливает снижение эффективности.
Технический результат изобретения заключается в создании режима вязко-упругого гашения колебаний корпуса САО, в уменьшении низкочастотного и высокочастотного спектра колебаний, в обеспечении плавности поглощения ударной нагрузки и компактности монтажа упругих элементов.
Технический результат достигается за счет применения системы вязко-упругих элементов, включающих сдвоенный блок тарельчатых пружин переменного тороидального профиля, уплотнение штока, состоящее из набора конусообразных полиуретановых колец, гидропневматической камеры, поглощающих остаточную кинетическую энергию откатных частей.
Демпфер (фиг. 1) содержит коаксиальный корпус с проушиной, закрепленной на оси катка САО, в виде двух стальных цилиндров с хромированными поверхностями, заполненных воздухом под давлением 6,5 МПа, скрепленных дном, при этом в нижней части корпуса установлены впускной 2 и выпускной 11 клапаны подачи рабочей жидкости для создания гидрозапора сжатого воздуха, между которыми расположена регулирующая втулка с прорезями 12 и вмонтированным шаговым двигателем 14 с диском 13, в верхней части находится фрикционно-опорное устройство 8, состоящее из латунной опорно-поджимной втулки, полиуретанового пылезащитного воротника, набора полиуретановых колец в виде усеченного конуса, развернутых встречно, в свободные полости межу которыми заложена пластичная графитовая смазка, а на хромированном штоке 6 с одной стороны крепится упруго-демпфирующее устройство 4, состоящее из набора тарельчатых пружин переменного профиля и латунный поршень 3 с полиуретановой рубашкой, имеющей лабиринтное уплотнение, с другой - проушина 10.
Демпфер работает следующим образом. Во время выстрела ударная нагрузка от корпуса САО через проушину 10 передается на шток 6 и на упруго-демпфирующее устройство 4. При возникновении реакции от оси катка САО через проушину 1 происходит упругое сжатие пружин и перемещение поршня 3, который посредством рабочей жидкости, пробрызгиваемой через отверстия переменного сечения регулирующей втулки 12, сжимает воздух в полости коаксиального корпуса, гася колебания корпуса САО. Работа сжимаемого воздуха при пробрызгивании рабочей жидкости вызывает вязкое сопротивление демпфера. Посредством шагового двигателя 13 осуществляется осевое перемещение диска 13, изменяющего площадь истечения жидкости через калиброванные отверстия регулирующей втулки 12, что обусловливает изменение вязко-упругой характеристики демпфера. Пластичная смазка в полостях фрикционно-опорного устройства 8 исключает схватывание и чрезмерный фрикционный разогрев полиуретановых колец в режиме интенсивных колебаний. Величина вязкого трения в демпфере регулируется опорно-поджимной втулкой фрикционно-опорного устройства 8.