火炮反后坐装置设计.pdf

1 目录1.自由后坐诸元的计算1.1膛内时期自由后坐诸元计算1.2后效期自由后坐诸元计算1.2.1 火药气体作用系数1.2.2 后效期开始时炮膛合力1.2.3 时间常数和后效期作用时间1.2.4 炮口制退器冲量特征量1.2.5 有炮口制退器自由后坐诸元计算2.后坐制动图和后坐制动诸元2.1 制定后坐制动图2.2.求解制退后坐诸元3.复进机设计4.制退机设计4.1 制退机的工作长度4.2 活塞工作面积4.3 制退杆外径及制退筒内径4.4 制退杆内腔直径5.5 节制环直径4.6 制退筒外径4.7 流液孔面积5.节制杆外形调整2 1.自由后坐诸元的计算1.1 膛内时期自由后坐诸元计算0.5dhdmWvmmww+=++0.5dhdmLlmmww+=++膛内运动时期自由后坐诸元序号t/msv/(m/s)l/mW/(m/s)L/m10000.000 0.000 22.09177.10.0550.948 0.001 32.651125.840.1111.548 0.001 43.342204.080.2212.510 0.003 53.8265.590.3323.267 0.004 63.996291.770.3873.589 0.005 74.346337.850.4984.156 0.006 85.191442.090.8315.438 0.010 96.403463.370.9255.699 0.011 106.816575.751.6617.082 0.020 118.17641.412.4927.889 0.031 129.023670.743.0458.250 0.037 139.7126903.518.487 0.043 1.2 后效期自由后坐诸元计算1.2.1 火药气体作用系数弹丸脱离炮口瞬间， 当 tg=9.712ms， 时由内弹道数据可知：pg=56Mpa，Wg=8.4512m/s, Lg=0.043m。

根据火药气体作用系数经验公式：vB03 榴弹炮对应 B=1300；由于后效期对弹丸初速影响较小，认为v0=vg=690m/s；则：=1.884 1.2.2 后效期开始时炮膛合力Fg后效期开始时炮膛合力Fg采用近似公式计算：pFggA则：Fg=6.679×105 N 1.2.3 参数b和时间常数b计算公式：Fvgb05.0后效期作用时间计算公式：1764.0lg303.2pgb则：b=5.24×10-3s；=0.03019s；4 1.2.4 炮口制退器冲量特征量可根据下式计算冲量特征量5. 05.01mmT则：=-0.040 1.2.5 有炮口制退器自由后坐诸元计算emFWbthggtb Wg- 1etmFtWLbtg hggggt btb tLg- 1根据上面两式求解后效期自由后坐诸元，取时间步b/2，则每一个目标点对应 时间和自由后坐速度有：5 自由后坐运动诸元序号t/ms W/(m/s) L/m 序号t/ms W/(m/s) L/m 1 0 0.0000 0.0000 14 12.332 8.4579 0.0652 2 2.091 0.9483 0.0007 15 15.952 8.4400 0.0873 3 2.651 1.5478 0.0014 16 17.572 8.4295 0.1094 4 3.342 2.5102 0.0027 17 20.192 8.4230 0.1315 5 3.8 3.2668 0.0041 18 22.812 8.4190 0.1536 6 3.996 3.5888 0.0048 19 25.432 8.4167 0.1756 7 4.346 4.1556 0.0061 20 28.052 8.4152 0.1977 8 5.191 5.4377 0.0102 21 30.672 8.4144 0.2197 9 6.403 5.6995 0.0114 22 33.292 8.4138 0.2418 10 6.816 7.0817 0.0204 23 35.912 8.4135 0.2638 11 8.17 7.8893 0.0307 24 38.532 8.4133 0.2858 12 9.023 8.2501 0.0375 25 39.802 8.4132 0.2965 13 9.712 8.4870 0.0432 自由后坐速度 -位移曲线0.00002.00004.00006.00008.000010.000001020304050自由后坐时间自由后坐速度自由后坐位移 -时间曲线0.00000.05000.10000.15000.20000.25000.30000.3500051015202530354045自由后坐时间自由后坐位移6 2.后坐制动图和后座坐制动诸元2.1 制定后坐制动图后坐阻力变化规律按固定炮第二类后坐制动图制定。

sin00gFmFFFhTfR密封装置摩擦力F 和摇架导轨摩擦力TF在正面计算时作常量处理，有gguFgfmFmmFhfhjhT0cos式中，f是摇架导轨的摩擦系数，其取值为0.18，u是密封装置的等效摩擦系数，取值为0.4，对于固定炮=0， ；由于6070maxoo>，α =1.4.FT=3352N,F=7448N,Ff0=26068N 固定火炮第二类后坐制动图的后坐阻力变化规律为：)()0(00ttFFttFFFFtttgRgRggRRgRR2 00.50.5(0.5)hKTKTRg Rg KTKTgm WWF tFlLWtlt-=-++其中：WkT=8.15m/s, tg=9.712ms, 7 lλ=900ms, LkT=0.344m, τ =30.09ms， FR0=36868N 则，FRg=72964N 后坐阻力变化规律为：FR=36868+3717t（0﹤t ﹤tg）FR=72964（ tg﹤t ﹤tλ）FRtFR0FR= FRg0tgtλ固定炮第二类后坐制动图8 2.2.求解制退后坐诸元把按照后坐制动图确定的后坐阻力FR规律带入转化方程，解出后坐制动诸元：序号t/ms v/(m/s) x/m 序号t/ms v/(m/s) x/m 1 0 0.0000 0.0000 16 17.572 7.8469 0.1048 2 2.091 0.9035 0.0006 17 20.192 7.7398 0.1252 3 2.651 1.4895 0.0013 18 22.812 7.6352 0.1454 4 3.342 2.4344 0.0026 19 25.432 7.5323 0.1652 5 3.8 3.1789 0.0039 20 28.052 7.4302 0.1849 6 3.996 3.4956 0.0046 21 30.672 7.3288 0.2042 7 4.346 4.0527 0.0059 22 33.292 7.2276 0.2233 8 5.191 5.3106 0.0099 23 35.912 7.1266 0.2421 9 6.403 5.5351 0.0109 24 38.532 7.0258 0.2605 10 6.816 6.9040 0.0199 25 39.802 6.9770 0.2695 11 8.17 7.6655 0.0298 26 80 5.4334 0.5156 12 9.023 7.9954 0.0364 27 120 3.8974 0.7023 13 9.712 8.2063 0.0420 28 160 2.3614 0.8274 14 12.332 8.0766 0.0631 29 200 0.8254 0.8912 15 15.952 7.9197 0.0836 30 221.496 0.0000 0.9000 制退后坐运动速度 -位移 曲线-2.00000.00002.00004.00006.00008.000010.00000.000 00.100 00.200 00.300 00.400 00.500 00.600 00.700 00.800 00.900 01.000 0 制退后坐位移制退后坐速度9 制退后坐运动速度平方 -位移曲线0204060800.0000 0.10000.2000 0.3000 0.4000 0.5000 0.6000 0.7000 0.80000.9000 1.0000制退后坐运动位移制退后坐速度平方3.复进机设计复进机初力 Ff0=26068N，由于是气瓶注气，取复进机初压Pf0 =6Mpa，活塞工作面积：00ff fFAP=0.004345m2取压缩比 Cm=2.1，多变系数 n=1.3，则气体初容积：101f nmlAVc=0.00692 m3复进机初容积相当长度：0 s fVLA=1.75 复进机力：1.30260681.59 1.59nffssLFFxxL复进机末力：1.3026068666521.75 1.75 0.9nffsNsLFFxL10 复进机力随行程变化规律0100002000030000400005000060000700008000000.10.20.30.40.50.60.70.80.91后坐行程 X/m复进机力F/N4.制退机设计4.1 制退机的工作长度eLllb2max取mml900max，mmlb73，mme502，则mmL1023。

4.2 活塞工作面积PFAhmax1max0其中：)sin(maxjhTfgRghgFmFFFF=72964-33139-7448-3352=29025 N 按自由后坐能量计算液量：wmghE221 =62947J 取估算系数=15000kJ/m311 制退机中的液量Evy=0.0042 m3由lAvymax01.1，得到A0=0.004239 m2制退机工作腔最大压力：AFPh0maxmax1=6.85Mpa﹤35 Mpa，能够满足密封要求4.3 制退杆外径及制退筒内径制退杆外径) 1(220 rAdT，取=2，有dT=43 mm；制退筒内径 ) 1(220ADT=86mm ；4.4 制退杆内腔直径制退机为筒后坐，制退杆内腔直径d1：FFFddzTIh)(max214Fptmax﹥Fhmax，)( maxFFIh出现在Fptmax最大处，此时tmax=3.8ms，制退机液压阻力singFmFFFFhTfRh=10423N；制退杆惯性力为 0；12 制退杆密封装置摩擦力gnmFhz=3724N；材料为40Cr，材料许用应力3s=200Mpa；制退杆内腔直径d1=41.35mm，取整后d1=42mm。

4.5 节制环直径dp= d1-5=37mm 4.6 制退筒外径pp DDTTmax1max1'3432材料是 35 Cr，材料许用应力3s=180Mpa；制退机工作腔最大压力：AFPh0maxmax1=6.85Mpa；DT'=89.7，取整后DT'=90mm，壁厚DDTT'=4mm，不满足要求，调整DT'=91mm4.7 流液孔面积设支流最小截面面积1A出现的位置为节制杆最大截面处，其中41,m a x,ddx=38mm；13 )(42,max,211ddAx=0.0002512 m2 流液孔尺寸()32 032 22 1112pxfjhAAa AFKKvKAf r-=-节制杆直径24xpxddap=-序号x/mm ax/mm2 dx/mm 序号x/mm ax/mm2 dx/mm 1 0 0.00 37.00 16 0.1048 282.39 33.87 2 0.0006 67.97 36.27 17 0.1252 280.45 33.89 3 0.0013 99.58 35.9。