文档介绍：火炮设计理论
南京理工大学火炮教研室
§ 制退机设计理论与方法
反后坐装置正面设计时制退机力的变化规律
1 液压制退机的基本工作原理
§ 制退机设计理论与方法
基本假设
(1)以地面作为惯性参考系;
(2)液体是不可压缩的;
(3)流动是一维定常的;
(4)忽略液体流经流液孔的收缩现象;
(5)液体流动过程中的能量损失与其比动能成正比。
液压阻力计算
设I腔为工作腔,II腔为非工作腔,X、V为活塞杆运动位移和速度,D为活塞直径,d为活塞杆直径,a为流液孔面积,w为流经流液孔的液体流动速度,p1为工作腔压力, p2为非工作腔压力。
§ 制退机设计理论与方法
液压阻力FΦ=Ap1 ,A=π(D2-d2)/4为活塞工作面积。计算液压阻力就是寻找出p1与X、V的关系。
(1)质量守恒
液体不可压,单位时间流经活塞左右液体体积(质量)应相等,
(2)能量守恒(伯努利方程)
压力:内能
速度:动能
定常流动:总能量不变。
考虑到流动时的能量损失
(3)液压阻力
§ 制退机设计理论与方法
v1=0
p2=0
z1=z2
K=1+ξ
作业:试推导简单筒后坐制退机液压阻力计算式。
液压制退机的工作实质
A/a=50~150,w可达1000m/s以上。
静止液体(v1=0)在几(十)个ms内,达到如此高速,其加速度可高达10000g以上。要使液体获得如此大加速度,活塞必须提供足够大的力,液体对活塞的反作用力(液压阻力)也必然是非常大。a越小,工作腔压力越高,液压阻力越大。
液压阻力主要是液体的惯性力,还包括液体流动时的粘性阻力和局部损失。
静止液体经流液孔后变成高速射流(后坐动能变成液体动能)进入非工作腔,冲击筒底和筒壁,产生湍流,经过剧烈振动最后静止下来,将高速射流的动能转化为热能,使温度升高。
液压制退机的工作就是将后坐部分动能通过液压阻力转化成不可逆的热能消耗掉。能量传递和转化的结果,是使后坐部分对炮架的作用得到缓冲。
§ 制退机设计理论与方法
2 节制杆式制退机的液压阻力
节制杆式制退机内液体流动特点
(1)流液孔随相对运动而变化,变化规律取决于节制杆外形;
(2)两股液路。
各类制退机都是简单制退机的发展。制退机液压阻力计算的思路:
1)基本假设:惯性系;不可压;一维定常;液孔不收缩;损失与动能成正比。
2)分清液路:对多股液路应分股计算,最后迭加。
3)两个定律:质量守恒(速度关系)和能量守恒(压力与速度关系)。
4)阻力计算:以运动体为对象,进行力的合成。
§ 制退机设计理论与方法
液压阻力计算
(1)基本假设
1)惯性系;不可压;一维定常;液孔不收缩;损失与动能成正比。
2)内腔充满(p3>0)。
3)不计斜孔损失。
(2)液流速度
1)支流:内腔充满→单位时间体积增加AfjV
最小截面A1处
2)主流:单位时间进入II腔液体
§ 制退机设计理论与方法
(3)液体压力
1)主流:
2)支流:
§ 制退机设计理论与方法
(4)液压阻力
对杆后坐,制退机的液压阻力就是作用在制退杆上的液压阻力之和。
§ 制退机设计理论与方法
制退机的结构函数。