Подтверждение цикла работы автоматики винтовки с клиновым запиранием под патрон 7,62, газоотводного типа

       (7.3.11

7.4. ПРОЦЕСС ЗАПИРАНИЯ

При движении затвора в крайнее переднее положение он воздействует на клин с силой, перпендикулярной наклонной поверхности затвора , в результате которой возникает сила трения . Под действием этих сил клин прижимается к правым направляющим в ствольной коробки. Со стороны этих направляющих на клин действует сила  (равнодействующая всех сил по поверхности направляющих), в результате которой возникает сила трения . На затвор клин действует с силами, равными соответственно  и , направленными в противоположную сторону. Эти силы прижимают затвор к направляющим, что вызывает реакцию направляющих. Направляющие действуют на затвор с силами  и .

Рисунок 7.4. Процесс запирания.

Приложим к основному звену потерянную силу , и к клину -  и запишем следующие зависимости, проектируя силы на направление движения основного звена 1:

Для затвора:

                     (7.4.1)

                               (7.4.2)

Для клина:

      (7.4.3)

              (7.4.4)

Определим из уравнения (7.4.2)  и подставим в уравнение (7.4.1):

 (7.4.4)

             (7.4.5)

Преобразуем это выражение:

             (7.4.6)

Аналогично из уравнения (7.4.4) определим  и подставим в уравнение (7.4.3). Преобразуя, находим:

                        (7.4.7)

Поделив уравнения (7.4.6) на (7.4.7) получим:

  (7.4.8)

Так как

,

то

.

Зная выражение для коэффициента передачи сил, легко найти значение передаточного отношения. Коэффициент передачи сил равен передаточному отношению, если связи идеальны. Тогда при

.                                                      (7.4.9)

Для нашего механизма при

.                   (7.4.10)

Определяем коэффициент приведения масс:

         (7.4.11)

7.5. ДВИЖЕНИЕ ОТРАЖАТЕЛЯ

При движении затвора в крайнее заднее положение он воздействует на отражатель с силой, перпендикулярной наклонной поверхности отражателя , в результате которой возникает сила трения . Под действием этих сил отражатель поворачивается против часовой стрелки. Со стороны направляющих на затвор действует сила  (равнодействующая всех сил по поверхности направляющих), в результате которой возникает сила трения . На затвор отражатель действует с силами, равными соответственно  и , направленными в противоположную сторону.

Рисунок 7.5. Поворот отражателя.

Для затвора:

       (7.5.1)

              (7.5.2)

Из уравнения (7.5.2) определяем :

         (7.5.3)

Подставляем полученное выражение (7.5.3) в уравнение (7.5.1):

 (7.5.4)

Для отражателя:

                                     (7.5.5)

Определяем из уравнения (7.5.5) :

                     (7.5.6)

Поделив уравнения (7.5.6) на (7.5.3) получим:

            (7.5.7)

Так как , то

          (7.5.8)

Зная выражение для коэффициента передачи сил, легко найти значение передаточного отношения. Коэффициент передачи сил равен передаточному отношению, если связи идеальны. Тогда при

.                                                      (7.5.9)

Для нашего механизма при

                                      (7.5.10)

Учитывая, что  определяем коэффициент приведения масс:

       (7.5.11

7.6. ДВИЖЕНИЕ АВТОСПУСКА В ОТКАТЕ

При движении затвора в крайнее заднее положение он воздействует на автоспуск с силой, перпендикулярной наклонной поверхности отражателя , в результате которой возникает сила трения . Под действием этих сил автоспуск поворачивается по часовой стрелки. Со стороны направляющих на затвор действует сила  (равнодействующая всех сил по поверхности направляющих), в результате которой возникает сила трения . На затвор автоспуск действует с силами, равными соответственно  и , направленными в противоположную сторону.

Рисунок 7.6. Поворот автоспуска.

Для затвора:

       (7.6.1)

              (7.6.2)

Из уравнения (7.6.2) определяем :

         (7.6.3)

Подставляем полученное выражение (7.6.3) в уравнение (7.6.1):

 (7.6.4)

Для автоспуска:

                                     (7.6.5)

Определяем из уравнения (7.6.5) :

                     (7.6.6)

Поделив уравнения (7.6.6) на (7.6.3) получим:

            (7.6.7)

Так как , то

          (7.6.8)

Зная выражение для коэффициента передачи сил, легко найти значение передаточного отношения. Коэффициент передачи сил равен передаточному отношению, если связи идеальны. Тогда при

.                                                      (7.6.9)

Для нашего механизма при

                                      (7.6.10)

Учитывая, что  определяем коэффициент приведения масс:

       (7.6.11)

7.7. ДВИЖЕНИЕ УПОРА В ОТКАТЕ

При движении затвора в крайнее заднее положение он воздействует на упора с силой, перпендикулярной наклонной поверхности отражателя , в результате которой возникает сила трения . Под действием этих сил упор поворачивается против часовой стрелки. Со стороны направляющих на затвор действует сила  (равнодействующая всех сил по поверхности направляющих), в результате которой возникает сила трения . На затвор упор действует с силами, равными соответственно  и , направленными в противоположную сторону.

Рисунок 7.7. Поворот упора.

Для затвора:

       (7.7.1)

    (7.7.2)

Из уравнения (7.7.2) определяем :

         (7.7.3)

Подставляем полученное выражение (7.7.3) в уравнение (7.7.1):

 (7.7.4)

Для упора:

                                      (7.7.5)

Определяем из уравнения (7.7.5) :

                     (7.7.6)

Поделив уравнения (7.7.6) на (7.7.3) получим:

             (7.7.7)

Так как , то

           (7.7.8)

Зная выражение для коэффициента передачи сил, легко найти значение передаточного отношения. Коэффициент передачи сил равен передаточному отношению, если связи идеальны. Тогда при

.                                                      (7.7.9)

Для нашего механизма при

                             (7.7.10)

Учитывая, что  определяем коэффициент приведения масс:

       (7.7.11)

7.8. ОТРАЖЕНИЕ ГИЛЬЗЫ

При движении затвора в крайнее заднее положение отражатель воздействует на гильзу с силой, перпендикулярной наклонной поверхности отражателя , в результате которой возникает сила трения . Под действием этих сил гильза поворачивается против часовой стрелки. На отражатель гильза действует с силами, равными соответственно  и , направленными в противоположную сторону.

Рисунок 7.8. Отражение гильзы.

Приложим к основному звену силу , и к гильзе -  и запишем следующие зависимости:

Для отражателя:

 (7.8.1)

Для гильзы:

 (7.8.2)

Из выражения (7.8.1) определяем :

 (7.8.3)

Из выражения (7.8.2) определяем :

 (7.8.4)

Поделив выражение (7.8.3) на (7.8.4) получаем:

 (7.8.5)

Так как , то

 (7.8.6)

Зная выражение для коэффициента передачи сил, легко найти значение передаточного отношения. Коэффициент передачи сил равен передаточному отношению, если связи идеальны. Тогда при

.                                                      (7.8.7)

Для нашего механизма при

                                 (7.8.8)

Учитывая, что  определяем коэффициент приведения масс:

 (7.8.9)

7.9. ДОСЫЛАНИЕ ПАТРОНА

При движении подвижных частей в накате происходит досылание патрона в патронник. Затвор нижней поверхностью выдавливает патрон из зацепов магазина при этом в месте контакта возникают силы  и . При движении затвора по направляющим возникают силы  и . При досылании патрона возникает силы реакции  и . При движении патрона по направляющим возникают силы и .

Рисунок 7.9. Досылание патрона.

Приложим к основному звену силу , и к патрону -  и запишем следующие зависимости:

Для затвора:

 (7.9.1)

N2 = fN1 (7.9.2)

Для патрона:

 (7.9.3)

 (7.9.4

 (7.9.5)

Так как , то

 (7.9.6)

 (7.9.7)

Зная выражение для коэффициента передачи сил, легко найти значение передаточного отношения. Коэффициент передачи сил равен передаточному отношению, если связи идеальны. Тогда при

.                                                      (7.9.8)

Для нашего механизма при

 ;  (7.9.9)

 (7.9.10)

 (7.9.11)

7.10. РЕЗУЛЬТАТЫ РАСЧЕТОВ ПО ПОЛУЧЕННЫМ ФОРМУЛАМ

8. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОЛНОГО ИМПУЛЬСА, МАКСИМАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ И ВРЕМЕНИ РАБОТЫ БОКОВОГО ГАЗООТВОДНОГО УСТРОЙСТВА

Исходные данные

1. Площадь наименьшего сечения газопровода ………………...0,196310-4 м2

2. Площадь поршня ……………………………………………….0,636210-4м2

3. Площадь зазора между поршнем и стенками

газовой камеры ……………………………………………...0,0062510-4м2

4. Начальный объем газовой каморы …………………………. 0,2610-6м3

5. Масса поршня и движущихся совместно

с ним частей автоматики ……………………………………………..0,515 кг

6. Масса заряда ……………………………………………………0,0031 кг

7. Масса пули …………………………..…………………………….…0,0096 кг

8. Среднее давление пороховых газов

в канале ствола в начале отвода газов …………………..……..904105 Па

9. Среднее давление пороховых газов

в канале ствола в дульный момент  ……………….…………….890105 Па

10. Время движения пули от начала отвода газов

до дульного момента  ………………………………………….…..0,00019 с

11. Объем заснарядного пространства в дульный момент  ...…26,08410-6 м3

12. Показатель политропы ………………………………………………….1,524

13. Отношение теплоемкости k………………………………………………….1,3

14. Путь пули до газоотводного отверстия ……………………...36,8 см

15. Полный путь пули в канале ствола ……………………………..…….57,2 см

16. Площадь поперечного сечения канала ствола  ……………...…0,46710-4 м2

17. Объем зарядной каморы ………………………………………3,810-6 м3

8.1. Определяем значения относительных параметров бокового газоотводного устройства по зависимостям:

;

;

;

.

8.2. По таблицам определяем значения поправочных коэффициентов:

;

;

;

.

8.3. Определяем относительный удельный импульс газоотводного двигателя по зависимости:

8.4. Определяем подведенный удельный импульс, для чего необходимо предварительно вычислить следующие величины:

; ; ;

;  .

Значения относительных давлений  и , а также параметра  выбираем из таблиц по следующему выражению:

;

; ; .

Значения относительных давлений ,  и параметра  выбираем из таблицы при :

; ; .

Значение относительной координаты  определяем по зависимости:

Таким образом,

;

;

;

;

Подведенный удельный импульс давления двигателя определяем по зависимости:

.

8.5. Определяем удельный импульс давления газоотводного двигателя:

.

8.6. Определяем время периода последействия:

.

8.7. Определяем время работы газоотводного двигателя:

.

8.8. Определяем время, соответствующее максимальному давлению в газовой каморе, по зависимости:

.

Значение  выбираем по величине:

.

Для нашего случая . Тогда

.

8.9. Определяем максимальное давление в газовой каморе по зависимости:

.

8.10. Определяем максимальное усилие пороховых газов на поршень:

.

8.11. Определяем полный импульс силы бокового газоотводного двигателя:

 .

9. РАСЧЕТ ЦИЛИНДРИЧЕСКОЙ ПРУЖИНЫ НА ПРОЧНОСТЬ

Расчет ведется при следующих исходных данных:

1. Наружный диаметр пружины ………………………………………. 9 мм

2. Усилие предварительного поджатия …………………………… 54 Н

3. Длина пружины при предварительном поджатии …………………. 229 мм

4. Рабочий ход пружины  ………………………………………………...90 мм

5. Диаметр проволоки ……………………………………………………..2 мм

9.1. Определяем средний диаметр пружины:

.                                             (9.1)

9.2. Определяем длину пружины при рабочем поджатии пружины:

.                                 (9.2)

9.3. Подбираем число рабочих витков пружины n, так чтобы , предварительно определив :

.                                     (9.3)

Выбираем

Определяем общее число витков:

.                              (9.4)

9.4. Определяем линейную деформацию пружины при предварительном поджатии:

. (9.5)

9.5. Определяем длину пружины в свободном состоянии:

.                                      (9.6)

9.6. Определяем шаг пружины:

.                              (9.7)

9.7. Определяем осевую нагрузку при рабочем поджатии пружины:

.                   (9.8)

9.8. Определяем осевую нагрузку при поджатии до соприкосновения витков:

. (9.9)

9.9. Определяем напряжение пружины при поджатии до соприкосновения витков:

.           (9.10)

Определяем коэффициент концентрации напряжений :

 (9.11)

где:  - индекс пружины, выбирается в пределах от 4 до 12 по формуле:

 (9.12)

9.10. Определяем развернутую длину проволоки:

                                       (9.13)

10. РАСЧЕТ ДВИЖЕНИЯ АВТОМАТИКИ

Исходные данные

1. Масса затворной рамы , кг ………………………………………………0,190

2. Масса затвора , кг ………………………………………………………..0,200

3. Масса ударника , кг ………………………………………………………0,075

4. Масса клина , кг ………………………………………………………….0,060

5. Масса задержки ударника , кг …………………………………………...0,035

6. Масса автоспуска , кг …………………….0,019

7. Масса упора , кг …………………………………...0,015

8. Масса отражателя , кг …………………………………………………....0,080

9. Масса гильзы , кг ………………………………..………………………0,0023

10. Масса патрона , кг ………………………………….0,0150

11. Масса боевой пружины , кг ………………………..0,0120

12. Масса возвратной пружины , кг ……………...……...0,0340

13. Момент инерции задержки ударника , кгм2…………….…0,910-5

14. Момент инерции автоспуска , кгм2………………….…..0,5610-6

15. Момент инерции упора , кгм2………………………………..0,3210-6

16. Момент инерции отражателя , кгм2……………..…………………0,210-5

17. Момент инерции гильзы , кгм2………………………………....0,2210-5

18. Жесткость возвратной пружины , H/м ……………………………90

19. Жесткость боевой пружины , H/м …………………………………2400

20. Усилие возвратной пружины F1, H …………………………………….54

21. Усилие боевой пружины F2, H …………………………………………..70

22. Удельный импульс двигателя автоматики , Hc/м2 ………....…0,7546105

23. Площадь поршня , м2…………………………..……………..….0,636210-4

На первом участке движение затворной рамы под действием сил давления пороховых газов на поршень и силы сопротивления возвратной и боевой пружин описывается дифференциальным уравнением:

где  - ускорение основного звена; - перемещение основного звена.

Чтобы избежать решения дифференциального уравнения движения на первом участке (от 0 до 0,017 м), будем считать, что затворная рама получает импульс от двигателя автоматики мгновенно, а затем движется только под действием возвратной и боевой пружины. Скорость затворной рамы в начале первого участка будет равна:

Движение затворной рамы будет описываться дифференциальным уравнением:

Решение данного уравнения имеет вид:

На границе первого и второго участка (0,017 до 0,020 м) происходит ударное присоединение затвора. Коэффициент восстановления скорости после удара в этом случае равен нулю, скорость затвора перед ударом также равна нулю. Поэтому скорость затворной рамы и затвора после удара, т.е. скорость затвора и затворной рамы в начале второго участка, будет равна:

На втором участке (0,017 до 0,020 м) происходит сведение автоспуска и упора и движение затвора. Уравнение движения запишется в следующем виде:

В этом уравнении обозначим:

 ,

тогда его решение аналогично решению уравнения движения на первом участке, но при этом основное звено движется только под действием возвратной пружины:

На границы второго и третьего участка заканчивается сведение автоспуска и упора. Скорость основного звена после этого процесса будет определяться по зависимости:

На третьем участке (0,2 до 0,04 м) происходит дальнейшее движение затвора в откате. Уравнение движения на этом участке запишется в виде:

В этом уравнении обозначим:

тогда его решение аналогично решению уравнения движения на втором участке:

На границы третьего и четвертого участка начинается движение отражателя. Скорость основного звена после этого процесса будет определяться по зависимости:

На четвертом участки (0,04 до 0,13 м) происходит дальнейшее движение затвора в откате и поворот отражателя. Уравнение движения на этом участке запишется в виде:

В этом уравнении обозначим:

тогда его решение аналогично решению уравнения движения на втором участке:

На пятом участке происходит отражение гильзы. Для упрощения примем, что отражение гильзы происходит мгновенно, а не на 2 мм. Таким образом, пятый участок из расчета выпадает, тогда скорость в начале шестого участка будет:

На шестом участке движение описывается дифференциальным уравнением вида:

В этом уравнении обозначим:

тогда его решение аналогично решению уравнения движения на втором участке:

Принимаем при ударе о затыльник коэффициент восстановления скорости , получаем скорость отскока основного звена:

Знак минус указывает на изменение направления движения.

На седьмом участке движение описывается уравнением:

В этом уравнении обозначим:

тогда его решение аналогично решению уравнения движения на втором участке:

На восьмом участке (0,128 до 0,02 м) происходит досылание патрона.

Уравнение движения на этом участке запишется в виде:

В этом уравнении обозначим:

тогда его решение аналогично решению уравнения движения на втором участке:

На девятом участке (0,02 до 0,017 м) происходит досылание патрона и разведение автоспуска и упора.

Уравнение движения на этом участке запишется в виде:

В этом уравнении обозначим:

тогда его решение аналогично решению уравнения движения на втором участке:

На десятом участке:

Определяем время движения основного звена автоматики на каждом участке определим приближенно по средней скорости:

На первом участке –

На втором участке –

На третьем участке –

На четвертом участке –

На пятом и шестом участках –

На седьмом участке –

На восьмом участке –

На девятом участке –

На десятом участке –

Страницы: 1, 2