УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФИКСАЦИИ ПРЕДЕЛЬНОГО ОТКАТА И РЕГУЛИРУЮЩАЯ ДЕТАЛЬ УСТРОЙСТВА
DEVICE FOR LIMITING ROLLBACK AND ADJUSTMENT PART OF DEVICE

Предлагаемое техническое решение относится к военной технике и может быть использовано при проектировании или модернизации артиллерийских орудий.
В различных устройствах зачастую бывает необходимо ограничить перемещение рабочих органов. Для артиллерийских орудий таким ограничителем выступает величина предельного отката, которая определяется их конструкцией. Значение величины отката орудия, определяемой посредством указателя отката, может использоваться для определения правильности работы противооткатных устройств. Увеличенный откат свидетельствует об утечке жидкости из тормозов отката, либо о критическом износе уплотняющих элементов.
В качестве простейшего средства измерения величины отката в указателе отката используют линейку, установленную на внешней стороне неподвижной части орудия, с областью значений длин отката допустимых для данного типа орудий. Используемое в этом случае устройство выполнено в виде подвижного относительно используемого средства отсчета указателя (движка на шкале, визира), на который воздействует поводок, закрепленный на подвижной части орудия (Курс артиллерии, кн. 4 Д.Е. Козловский М. Воениздат НКО СССР, 1941, стр. 185). Использование такого механического индикатора требует постоянного наблюдения за откатом со стороны экипажа. При этом указатель перед каждым выстрелом или испытанием должен выставляться в начальное положение. Этот же принцип использован и в последующих конструкциях орудий (Министерство обороны СССР «125-мм танковые пушки 2А46М и 2А46М-1. Техническое описание и инструкция по эксплуатации», Москва, Военное издательство, 1983, стр. 15, 93-96, прототип). Положение предельного отката обозначается на линейке надписью «Стоп» и фиксируется только визуально по указателю, который поджат к линейке упругим элементом. То есть устройство для фиксации предельного отката танковой пушки включает в себя линейку с надписью «Стоп», которую можно определить, как средство для индикации положения или величины предельного отката, указатель, останавливающийся напротив надписи «Стоп» при предельном откате, и деталь (поводок, упор, штифт) на подвижной части орудия, воздействующую на выступающую в сторону подвижной части орудия часть указателя. Положение указателя на линейке устанавливается с нормированным зазором относительно детали например, упора подвижной части орудия, воздействующей на указатель при откате. При удлиненном откате инструкция предлагает обеспечить установленное значение зазора, не конкретизируя содержание этой операции. Как представлено в вышеуказанном техническом описании и инструкции по эксплуатации упор для первой модификации приваривается, а штифт для второй модификации запрессовывается. При этом упор выполнен в виде прямоугольного параллелепипеда или пластины. Такая конструкция регулирующей детали в принципе не дает возможности корректировать какой-либо зазор и требует доработки в этом плане.
Известно, что в конструкциях многозвенных механизмов зачастую следует выдерживать зазор между двумя какими-то звеньями, нередко жестко ограниченный по величине. Решение проблемы ужесточением допусков входящих в механизм деталей при большом количестве звеньев оказывается невозможным или просто экономически необоснованным. В качестве средств решения для вышеуказанной проблемы можно использовать деталь-компенсатор, чертежом которой предусмотрены несколько размерных исполнений какого-либо элемента; припиловку какой-либо детали механизма по месту или фиксацию детали по месту с обеспечением необходимого зазора, например, приштифтовкой рычага к оси по месту.
Вышеперечисленные приемы регулировки имеют определенные недостатки: часть прокладок изготавливается, но не используется; нарушается взаимозаменяемость деталей, возникает необходимость стопорения элементов механизма обвязкой проволокой, стопорными шайбами, кернением или стопорящими составами. Применение этих методов приводит к усложнению и снижению надежности конструкции. Процесс регулирования может быть как непрерывным, так и ступенчатым. Различные решения в этой области описаны, в том числе в патентной литературе. Так в техническом решении, изложенном в свидетельстве за номером 1450970, расстояние до упора меняется посредством вращения эксцентрикового элемента, воздействующего на наклонный рычаг упора (А.с. №1450970, B23Q16/00, от 09.04.1986). Введение в механизм резьбовой пары с контргайкой предложено в техническом решении для упора станка (А.с. №343816, B23Q1/18, от 10.04.1970). В А.с. №453515 использовали для аналогичных целей соединенные между собой шайбы. По мере износа рабочих элементов количество шайб уменьшают. Простое решение предложено для регулируемого упора в виде отверстий, расположенных на некотором расстоянии друг от друга, и фиксатора вставляемого в указанные отверстия (А.с. 1058683, B21D43/00, B21D28/14, от 15.05.1981). То есть перестановкой фиксатора, выполняющего функцию регулирующей детали, производится изменение расстояния до упора и тем самым диапазон срабатывания или фиксации положения устройства. В решении, описывающем устройство для регулировки хода поршня тормоза, применяют ступенчатые планки, которые могут быть изготовлены как единая деталь или набор прокладок разной длины (А.с. №358557, F16D67/04, от 23.08.1971, прототип). Согласно описанию планка представляет собой прямоугольную пластину со ступенчатым средством регулирования на одном конце и средством крепления с другой стороны пластины. Регулирующую функцию деталь выполняет перестановкой из одного положения в иное. Предложенную конструкцию сложно использовать для иной конфигурации сопрягаемых элементов.
С появлением в танкостроении необитаемых боевых отделений появилась потребность в дистанционной диагностике некоторых параметров орудия, в том числе длины отката. Очевидно, что описанная выше конструкция указателей отката не подходят для этой цели. Оба объекта заявляемой группы изобретений направлены на решение общей задачи, сущность которой заключается в том, чтобы разработать конструкцию устройства для дистанционной фиксации предельного отката артиллерийских орудий и которая имела бы возможность настройки диапазона срабатывания.
Данная задача решается, в первую очередь, за счет технического результата, получаемого при использовании предлагаемого решения и заключающегося в обеспечении дистанционной фиксации предельного отката орудия и упрощении настройки используемого для этого устройства за счет применения регулирующей детали.
Указанный результат достигается тем, что в устройстве для фиксации предельного отката танковой пушки, содержащее средство для индикации предельного отката, указатель, связанный со средством, деталь, неподвижно закрепленную на казеннике, и вызывающую движение указателя при откате, внесены следующие изменения, а именно: в качестве средства индикации и указателя предельного отката использован датчик, неподвижно установленный на люльке так, что выдает электрический сигнал в момент достижения откатными частями установленной предельной длины отката, при этом на оси, закрепленной на люльке, закреплен изогнутый двуплечий рычаг одно из плеч которого расположено напротив штока датчика, а на другое плечо рычага установлен ролик, с которым при откате взаимодействует наклонная грань одного из выступов регулирующей детали, выполненной с двумя четырехгранными выступами с возможность ступенчатого позиционирования грани при ее замене путем перестановки детали наклонной грани другой гранью этого же выступа или гранями другого выступа при перестановке детали относительно начального положения первой наклонной грани.
Отличительными признаками заявляемого устройства являются следующие: датчик со штоком, как средство фиксации или индикации предельного отката, изогнутый двуплечий рычаг с роликом на одном из его концов, регулирующая деталь, имеющая возможность ступенчатого регулирования положения рабочего элемента детали, взаимодействующего с роликом рычага.
Действительно, предлагаемое выполнение устройства с электрическим датчиком в качестве указателя отката, установленным на неподвижном основании - люльке или ограждении, и взаимодействующим с каким-либо элементом на откатных частях, например на казеннике, может осуществить дистанционную фиксацию предельного отката. Датчик выдает электрический сигнал при механическом воздействии на его подвижный элемент - шток некого передаточного звена, когда длина отката приближается к предельному значению.
Теоретически возможен, например, прямой контакт, когда казенник нажимает на шток датчика. На практике конструктивно удобнее организовать специально закрепленную на казеннике деталь, а движение на шток датчика передать с помощью промежуточного элемента - передаточного звена, устанавливаемого на люльке. Передаточное звено имеет рабочий элемент для взаимодействия с деталью и элемент для взаимодействия с датчиком.
Деталь имеет, по крайней мере, один рабочий элемент (например - наклонную грань), взаимодействующий с рабочим элементом передаточного звена. Рабочий элемент передаточного звена может отжиматься вниз или вбок - рабочий элемент детали должен иметь соответствующий отжимающий профиль.
Как правило, допуск на выдачу сигнала по длине отката, довольно сильно ограничен, и передаточное звено, используемое для срабатывания датчика, требует регулировки. Между тем, зазор между двумя звеньями механизма может регулироваться введением в конструкцию специальных регулирующих деталей, которые могут быть установлены в двух или более положениях (позициях), что дает возможность ступенчатой регулировки зазора с постоянным или переменным шагом.
Указанный технический результат при осуществлении заявляемой группы решений по объекту изобретения "регулирующая деталь" достигается тем, что в регулирующей детали для устройства, выполненной в виде прямоугольной пластины со средствами регулирования и закрепления, отверстия, введенные для крепления, расположены по краям пластины и имеют оси параллельные боковым граням пластины. На последних выполнены повернутые на 45° прямоугольные выступы со скошенными углами между гранями и с осями или центрами выступов смещенными как относительно средней линии прямоугольной пластины или среднего расстояния между осями отверстий, так и между собой. При этом одна из наклонных граней указанного выступа, направленная в сторону ролика, установленного на конце одного из плеч изогнутого двуплечего рычага устройства для фиксации предельного отката, воздействует на указанный ролик при откате. При повороте в вертикальной плоскости детали на 180° рабочим элементом становится другая грань этого же выступа, позиция которой смещена по отношению к позиции первой грани. При установке второго выступа в рабочее положение поворотом детали на 180° в горизонтальной плоскости достигается второе увеличенное изменение указанной позиции. А при очередном повороте детали на 180° в вертикальной плоскости достигается третье увеличенное относительно предыдущего изменение позиции грани относительно указанного ролика.
Отличительными признаками заявляемой регулирующей детали являются следующие: наличие крепежных отверстий, повернутые на 45° прямоугольные выступы со скошенными углами между гранями и с осями или центрами выступов смещенными как относительно средней линии прямоугольной пластины или среднего расстояния между осями отверстий, так и между собой, наличие рабочей грани (грань выступа, взаимодействующая с роликом при работе устройства), изменение геометрического положения рабочей грани детали при ее перестановке. Действительно, предлагаемое выполнение регулирующей детали в виде прямоугольной переустанавливаемой пластины с выступами, расположенными на двух противоположных сторонах пластины и имеющими наклонные грани позволяет устройству иметь регулируемый интервал откатов, примыкающий к предельному и оговоренный в конструкторской документации. Предлагаемая конструкция 4-х позиционного детали, допускающей 4 возможных установки удовлетворяет требованию простоты регулировки для устройства. Каждой установке детали соответствует определенный путь рабочего элемента до выдачи датчиком сигнала. Регулирующая деталь позволяет осуществить 3-х ступенчатую настройку с шагом, равным допуску на откат. Таким образом, оба объекта заявляемой группы изобретений при их совместном использовании обеспечивают решение единой задачи с получением указанного единого технического результата.
Заявляемая группа изобретений соответствует требованию единства изобретения, поскольку группа из разнообъектных изобретений образует единый изобретательский замысел, причем один из заявленных объектов группы - регулирующая деталь -предназначена для осуществления другого заявленного объекта группы - устройства для фиксации предельного отката, при этом оба объекта заявляемой группы изобретений направлены на решение одной и той же задачи с получением единого технического результата.
Проведенный заявителем поиск и анализ информации по доступным источникам не выявил сведений об аналогах заявляемой группы изобретений, обладающими признаками, тождественными (идентичными) всем существенным признакам каждого из объектов в заявляемой группе изобретений. Поэтому, каждый из объектов группы изобретений соответствует критерию охраноспособности "новизна".
Проведенный поиск и анализ известных решений, аналогичных заявляемой группе изобретений, не выявил известность использования совокупности отличительных признаков для решения аналогичных задач с получением такого же результата. Результаты поиска показали, что каждый объект заявляемой группы изобретений не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники.
Следовательно, каждый из объектов заявляемой группы изобретений соответствует критерию охраноспособности "изобретательский уровень".
Отсутствие препятствий технического, технологического и иного порядка для промышленной реализации заявляемых объектов и сам факт промышленной реализации этих объектов у заявителя подтверждают соответствие каждого из объектов заявляемой группы изобретений критерию охраноспособности "промышленная применимость".
Сущность изобретения поясняет приводимый ниже пример его конкретного исполнения, который не исключает и другие возможные варианты или модификации его реализации в пределах заявленной ниже формулы, и чертежи, на которых представлены: фиг. 1 схематично изображает вид сбоку на предлагаемое устройство с регулирующей деталью, а на фиг. 2 представлен вид сверху в положении срабатывания.
Конструкция предлагаемого устройства в позиции срабатывания представлена на фиг. 1 в правой части рисунка. А слева показана регулирующая деталь с ее возможными положениями при регулировке. Здесь на казеннике 1 установлена регулирующая деталь 2, которая выполнена в виде прямоугольной пластины с отверстиями для крепления болтами 3, имеющая по бокам два прямоугольных выступа 8 и 14 (фиг. 2), повернутых на 45° и сдвинутых друг относительно друга вдоль длинной стороны или направления отката. Прямоугольные выступы имеют скошенные углы между гранями. Смещение осей или центров выступов как относительно средней линии прямоугольной пластины или среднего расстояния между осями отверстий, так и между собой позволяет изменять положение нижней правой грани 10 при перестановке детали. Эта наклонная грань 10 указанного выступа 9 направлена в сторону ролика 6, установленного на конце одного из плеч изогнутого двуплечего рычага 5 устройства для фиксации предельного отката, и воздействует на указанный ролик 6 при откате. Изогнутый двуплечий рычаг 5 здесь играет роль передаточного звена. Второе плечо указанного рычага 5 расположено напротив штока датчика 7. Другие грани выступов 9 и 14 задействуются в качестве рабочих только если они попадают в позицию эквивалентную по направлению грани 10 при перестановке детали 2. При этом их метрическое положение является смещенным на 5 мм, как показано на фиг. 16, для первой позиции 11, на 10 мм для второй позиции 12 и на 15 мм для третьей позиции 13. Первая позиции достигается при повороте в вертикальной плоскости детали на 180° рабочим элементом становится другая грань этого же выступа Вторая позиция 12 выполняется при установке второго выступа 14 в рабочее положение поворотом детали на 180° в горизонтальной плоскости. Происходит второе увеличение перемещения третьей грани выступа 14 в позицию 12, При очередном повороте детали 2 на 180° в вертикальной плоскости достигается третье увеличенное относительно предыдущего изменение позиции 13 грани относительно указанного ролика. Изогнутый двуплечий рычаг 5 установлен вращающимся вокруг горизонтальной оси 8, закрепленной на люльке 4. Ролик 6 в свою очередь установлен на оси 15 изогнутого двуплечего рычага 5. В принципе конструктивное выполнение регулирующей детали устройства может быть и другим, что не имеет принципиального значения для процесса фиксации. Работает устройство следующим образом. При нормальной длине откате в пределах определяемых инструкцией по эксплуатации на изделие рабочая грань одного из своих выступов 9 или 14 не действует на ролик 6 и датчик не выдает сигнала. При достижении величины предельного отката (Lстоп) деталь 2 рабочей гранью 10 одного из своих выступов 9 или 14 наезжает на ролик 6. Рычаг 5 поворачивается, освобождая шток датчика 7, которым выдается электрический сигнал. Для получения сигнала на заданной длине отката деталь 2 может быть установлена в одном из четырех положений или позиций, при использовании поворота детали 2 на 180° в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Рабочая грань детали может занимать при этом одно из положений 10, 11, 12, или 13, как показано на фиг. 1. При равномерном шаге регулировки 5 мм диапазон изменения положения грани составит 5×3=15 мм.
Достигаемый шаг регулировки во многих случаях сможет удовлетворить эксплуатационным требованиям, особенно если шаг регулировки равен допуску на откат.
Предложенная конструкция устройства с деталью, имеющей регулировку положения рабочей поверхности, не требует прокладок, резьбовых соединений, припиловок по месту, и реализована на перспективном изделии. Введение в конструкцию многозвенных механизмов многопозиционных деталей для регулировки зазоров или ходов применимо для использования также в иных областях машиностроения.