ОПОРНО-ПОВОРОТНОЕ УСТРОЙСТВО КОРАБЕЛЬНОЙ АРТИЛЛЕРИЙСКОЙ УСТАНОВКИ
ROTATING DEVICE OF SHIP ARTILLERY INSTALLATION

Заявляемое изобретение относится к опорно-поворотным устройствам (ОПУ) корабельных артиллерийских установок.
Известны ОПУ с упругими элементами из фенилона, разработанные в ОАО «ВНИИтрансмаш». (Труды X111 Всероссийской научно-практической конференции. Бронетанковая техника и вооружение. Том 3. - СПб, 2010 г. с 73-76. «Новое опорно-поворотное устройство в бронетехнике. Актуальные проблемы защиты и безопасности.» Галецкий B.C., Иванов И.К., Лукьянов В.Н.).
В новых ОПУ имеются наружное и внутреннее кольца с коническими беговыми дорожками, между которыми расположены упругие ролики в сепараторах и упоры в виде кубиков, свободно скользящих по коническим беговым дорожкам и воспринимающих экстремальные ударные нагрузки на ОПУ при собственном выстреле и снарядном обстреле.
Упругие ролики и упоры изготавливаются из высокопрочной ударостойкой пластмассы фенилон С2. Благодаря упругости фенилона ОПУ становится высокоточным безлюфтовым узлом, кроме того повышается безотказность функционирования ОПУ за счет возможности роликов деформироваться при перекосах беговых дорожек.
Упругие ролики обеспечивают точное наведение орудия на цель, а упоры защищают ОПУ от повреждений при значительных ударных нагрузках.
Перспективным направлением использования безлюфтовых ОПУ с телами качения из фенилона является корабельная артиллерия среднего и крупного калибра, где требуются высокая точность наведения и возможность работы при воздействии агрессивных сред (морской воды) без смазки в процессе эксплуатации.
В известных корабельных артиллерийских установках АК-176МА, А190 и А-192М в состав ОПУ входят несущее основание, посредством которого артиллерийскую установку закрепляют на корабельном фундаменте носителя этой установки, и кольцевая опора качения, наружная и внутренняя обоймы которой выполнены с коническими беговыми дорожками, между которыми в АК-176МА и А190 расположены упругие шары, а в А-192М - упругие ролики и упоры.
Опыт эксплуатации на флоте безлюфтовых ОПУ выявил необходимость периодической замены отработавших свой ресурс упругих тел качения с обеспечением выполнения этой операции без демонтажа артиллерийской установки, для чего в опорах качения артиллерийских установок АК-176МА и А190 внутренние обоймы выполнены с окнами для визуального контроля и замены упругих шаров, отработавших свой ресурс.
Прототипом заявляемого изобретения выбрано безлюфтовое ОПУ корабельной артиллерийской установки А-192М отечественных фрегатов проекта 22350 (устройство и работа прототипа изложены в руководстве по эксплуатации А-192М РЭ часть 1, стр. 73 и А-192М РЭ часть 1, приложение А, стр. 97), находящихся на вооружении ВМФ.
В состав прототипа входят несущее основание, выполненное с зубчатым венцом внутреннего зацепления и обеспечением закрепления этого основания на корабельном фундаменте носителя артиллерийской установки, и опора качения, которая содержит наружную и внутреннюю обоймы с коническими беговыми дорожками, между которыми расположены упругие ролики, помещенные в коробчатые сепараторы, и упоры, выполненные в виде кубиков, свободно скользящих по коническим беговым дорожкам и воспринимающих экстремальные ударные нагрузки на ОПУ при выстреле и качке.
Наружная обойма опоры качения соединяется с поворотным станком корабельной артиллерийской установки.
Внутренняя обойма, выполненная составной из двух колец, соединенных между собой с обеспечением безлюфтовой сборки опоры качения, соединена с несущим основанием и не имеет окон для визуального контроля и замены отработавших свой ресурс роликов и упоров.
В прототипе для замены на корабле кинематических элементов опоры качения, отработавших свой ресурс, требуется демонтаж артиллерийской установки и полная разборка самого устройства, что по затратам времени и средств равносильно капитальному ремонту.
Технический результат, который может быть получен при осуществлении заявляемого изобретения, заключается в возможности оперативной замены отработавших свой ресурс упругих роликов и упоров без демонтажа артиллерийской установки при проведении регламентных работ по ее техническому обслуживанию.
Для достижения этого технического результата в известном ОПУ корабельной артиллерийской установки, включающем несущее основание, выполненное с зубчатым венцом внутреннего зацепления и обеспечением закрепления этого основания на уравнительном кольце корабельного фундамента, и опору качения, содержащую наружную и внутреннюю обоймы с коническими беговыми дорожками, между которыми расположены сменные тела качения и скольжения, причем соединенная с несущим основанием внутренняя обойма опоры качения выполнена составной из двух колец, соединенных между собой с обеспечением безлюфтовой сборки опоры качения, согласно заявляемому изобретению в его состав введены четыре плунжерных гидроцилиндра, ручной гидронасос, гидролинии, соединяющие ручной гидронасос с плунжерными гидроцилиндрами, и лента, замыкаемая вокруг несущего основания с возможностью ввода ее в кольцевой зазор между внутренней и наружной обоймами опоры качения, причем четыре плунжерных гидроцилиндра устанавливаются в поворотном станке корабельной артиллерийской установки с возможностью упора плунжеров этих гидроцилиндров в несущее основание, а соединяемая с поворотным станком наружная обойма опоры качения выполнена составной из двух колец с возможностью отсоединения нижнего из этих колец и перемещения его относительно соединенной с несущим основанием внутренней обоймы опоры качения.
Заявляемое ОПУ корабельной артиллерийской установки имеет в сравнении с прототипом существенные отличия и обладает новыми техническими свойствами, отсутствующими в известном прототипе.
Существенным в заявляемом ОПУ является то, что конструкция этого устройства, следовательно, и конструкция артиллерийской установки в целом, дополнены оборудованием, обеспечивающим проведение замены отработавших свой ресурс упругих роликов и упоров без демонтажа артиллерийской установки.
Заявляемое техническое решение, сохраняя преимущества прототипа, всей совокупностью своих существенных признаков повышает эксплуатационные характеристики корабельной артиллерийской установки.
Анализ существующей научно-технической и патентной информации показал неизвестность предлагаемой совокупности существенных отличительных признаков. Неизвестными оказались и отдельные существенные признаки. Таким образом, заявляемое техническое решение можно считать отвечающим критерию патентоспособности «новизна».
В заявляемом техническом решении имеет место нетрадиционное разрешение проблемы, а именно, усложнение ОПУ, в состав которого введены дополнительные элементы, встроенные в конструкцию артиллерийской установки, позволило применить в конструкции ОПУ упругие элементы, имеющие ограниченный ресурс работоспособности, но обеспечивающие высокую точность устройства. Это стало возможным благодаря тому, что операция замены отработавших свой ресурс элементов конструкции переведена из категории капитального ремонта в разряд регламентного техобслуживания.
Для специалиста такое решение логически не следует из известного технического уровня развития корабельных артиллерийских установок. Таким образом, заявляемое изобретение отвечает критерию «изобретательский уровень».
Устройство и работа заявляемого ОПУ объяснены ниже со ссылкой на приложенные рисунки:
на фиг. 1 показано сечение ОПУ в рабочем положении;
на фиг. 2 показана сечение опоры качения в рабочем положении;
на фиг. 3 показано сечение дорожек качения по конусу;
на фиг. 4 показано сечение ОПУ при разобранной опоре качения и опущенном вниз плунжере гидроцилиндра;
на фиг. 5 показано сечение плунжерного гидроцилиндра
на фиг. 6 показано сечение опоры качения в разобранном положении (по оси технологического болта);
на фиг. 7 показан профиль резиновой ленты ОПУ.
В состав ОПУ корабельной артиллерийской установки входят: несущее основание 1, выполненное с зубчатым венцом внутреннего зацепления и возможностью закрепления этого основания на уравнительном кольце 2 корабельного фундамента, опора качения 3, четыре плунжерных гидроцилиндра 4, ручной гидронасос 5, лента 6, замыкаемая в натянутом состоянии вокруг цилиндрической поверхности основания 1 посредством соответствующего замка, и гидролинии 7, соединяющие ручной гидронасос 5 с плунжерными гидроцилиндрами 4.
Опора качения 3 содержит внутреннюю обойму 8, соединенную с несущим основанием 1, и наружную обойму 9, соединяемую с поворотным станком 10 корабельной артиллерийской установки.
Лента 6 выполнена из прочной резины с обеспечением ввода ее в кольцевой зазор δ между внутренней 8 и наружной 9 обоймами опоры качения 3. На верхней кромке ленты 6 выполнены прорези 11 с обеспечением отгибания отдельных участков ленты.
Внутренняя обойма 8 и наружная обойма 9 выполнены с коническими беговыми дорожками, между которыми расположены упругие ролики 12, помещенные в коробчатые сепараторы 13, и упоры 14, выполненные в виде кубиков, свободно скользящих по коническим беговым дорожкам этих обойм. Размер упоров 14 меньше диаметра упругих роликов 12 на величину их допустимой упругой деформации. При действии на ОПУ экстремальной нагрузки упругие ролики 12 деформируются на максимально допустимую величину, и вся избыточная нагрузка воспринимается упорами 14.
Внутренняя обойма 8 выполнена составной из двух колец: верхнего 15 и нижнего 16, которые соединены между собой через регулировочные прокладки для обеспечения безлюфтовой сборки опоры качения 3.
Наружная обойма 9, соединяемая с поворотным станком 10, выполнена составной из верхнего кольца 17 и нижнего кольца 18, соединенных между собой с обеспечением разборки этой обоймы, при этом соединение верхнего кольца 17 с поворотным станком 10 сохраняется.
В состав каждого плунжерного гидроцилиндра 4 входят цилиндр 19, плунжер 20 и шток 21, соединенный с плунжером 20 подвижно с возможностью относительного вращения и ограниченного продольного перемещения.
Шток 21, в котором выполнен канал 22, соединяющий рабочую полость α плунжерного гидроцилиндра 4 с гидролинией 7, установлен во втулке 23 на резьбе и уплотнен на входе в рабочую полость α.
Гидроцилиндры 4 закрепляются в поворотном станке 10 корабельной артиллерийской установки с возможностью упора плунжеров 20 этих гидроцилиндров в несущее основание 1.
Доступ ко всем кинематическим элементам опоры качения 3 без демонтажа корабельной артиллерийской установки обеспечивается разборкой наружной обоймы 9 и опусканием нижнего кольца 18 этой обоймы относительно внутренней обоймы 8 с использованием технологических болтов 24 и гаек 25.
При этом сохраняется соединение верхнего кольца 17 наружной обоймы 9 с поворотным станком 10, и часть упругих роликов 12, несущих вес артиллерийской установки, оказываются зажатыми между беговой дорожкой верхнего кольца 17 наружной обоймы 9 и беговой дорожкой нижнего кольца 16 внутренней обоймы 8, а остальная часть упругих роликов 12 и все упоры 14, которые соответственно катились и скользили по беговой дорожке нижнего кольца 18 наружной обоймы 9, могут выпасть.
Для предотвращения самопроизвольного выпадания указанной части упругих роликов 12 и всех упоров 14, вокруг цилиндрической части несущего основания 1 предварительно натягивается и замыкается соответствующим замком или посредством склеивания лента 6, после чего она заводится в кольцевой зазор δ между обоймами 8 и 9 до соприкосновения с указанными кинематическими элементами опоры качения 3.
Для разгрузки зажатых роликов 12 следует завернуть штоки 21 во втулки 23, при этом плунжеры 20 выдвинутся из цилиндров 19 до соприкосновения с несущим основанием 1. Затем поднять ручным гидронасосом 5 давление в гидролиниях 7, соединяющих гидронасос 5 с рабочими полостями α плунжерных гидроцилиндров 4, при этом произойдет ограниченное перемещение плунжеров 20 относительно штоков 21, и артиллерийская установка поднимется вместе с верхним кольцом 17 наружной обоймы 9, освобождая зажатые ролики 12.
Замену отработавших свой ресурс кинематических элементов ОПУ выполняют, отгибая отдельные участки верхней кромки ленты 6, удерживающей эти элементы от выпадания.
Сборку наружной обоймы 9 следует выполнить в следующей последовательности:
- поднять нижнее кольцо 18 вверх до упора, не затягивая гайки;
- плавно сбросить давление в гидролиниях 7, при этом артиллерийская установка опустится на ролики 12;
- вывернуть штоки 21 из втулок 23;
- затянуть все крепежные элементы ОПУ и демонтировать ленту 6.
Реализация заявляемой конструкции ОПУ корабельной артиллерийской установки сделает возможной замену всех отработавших свой ресурс кинематических элементов ОПУ без демонтажа вращающейся части артиллерийской установки с уравнительного кольца корабельного фундамента.