автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.03, диссертация на тему:Научные основы предохранения механизмов с электроприводом военно-гусеничных машин от перегрузок

Для служебного пользования Экз. № // На правах рукописи

иШ

НИКИТИН МИХАИЛ АЛЕКСЕЕВИЧ

УДК 623.438.324-62-7

НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ ПРЕДОХРАНЕНИЯ МЕХАНИЗМОВ С ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ ВОЕННО-ГУСЕНИЧНЫХ МАШИН ОТ ПЕРЕГРУЗОК

Специальность 05.05.03 - "Колесные и гусеничные машины"

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Курган 1998

Работа выполнена на кафедре спецмашиностроения Нижнетагильского института Уральского государственного технического университета

Официальные оппоненты: доктор технических наук профессор

Благонравов А. К.

доктор технических наук профессор Дергунов Н. П.

доктор технических наук профессор КфжавинВ. В.

Ведущая организация ГПО Уралвагонзавод

(г. Нижний Тагил)

Защита состоится 23 октября 1998 г. в на заседании диссертационного сове га Д064,18,01в Курганском государственном университете по адресу: 640669, г. Курган, ул. Гоголя, 25, й /У-

Телефон для справок (35222) 2-26-52

Ваши отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью, просим выслать по указанному адресу.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Курганского государственного университета.

Автореферат разослан "/€с>" 998 г.

Ученый секретарь <

диссертационного совета ' - /' С. С.Гулезов

/ /

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. В общем комплексе защиты страны военно-гусеничные машины (ВГМ) являются ударной силой сухопутных войск. Их значение еще более возросло с возможностью применения ракетно-ядерного оружия. В 60-70 годах в гусеничных машинах произошел резкий скачок в части совершенствования трансмиссии, ходовой части, двигателя, вооружения танка. Появляются танки Т-62, Т-64, Т-72, БМП. Они оснащаются механизмами, автоматами, устройствами, где в приводах необходимо было обеспечить предохранение звеньев от разрушения при перегрузках, заклинках, задержках уже в более жестких функциональных условиях.

Ранее используемые в ВГМ и машиностроении принципы предохранения звеньев от перегрузок не могли удовлетворять следующим требованиям, предъявляемым к механизмам:

- высокую безотказность в диапазоне температур окружающей среды ±50°С;

- высокую ремонтопригодность и сохраняемость;

- высокую стабильность параметров во всем диапазоне условий применения.

В основном в механизмах с электроприводом осуществлялись три принципа:

- предохранение разрушением чувствительного элемента в предохранительном устройстве (ПУ);

- предохранение временным разрывом кинематической связи механизма;

- предохранение проскальзыванием и трением поверхностей в чувствительном элементе ПУ.

Механизмы, выполненные по первому принципу, в ВГМ вообще неприемлемы. Разрушение чувствительного элемента (штыря, шпонки и т.д.) в процессе работы танкового механизма выводит из строя на некоторое время танк как боевую единицу.

Механизмы, выполненные с временным разрывом кинематической связи внутри ПУ, обладают тем недостатком, что не обеспечивают надежное отключение электродвигателя в момент заклинивания, задержки механизма. При разрыве кинематической связи появляются такие положения перемещающихся звеньев, при которых наблюдается уменьшение величины передаваемого крутящего момента до величин, близких к 0.

Механизмы, выполненные по третьему принципу, требуют систематического обслуживания, т.к. в процессе эксплуатации в них происходит интенсивный износ трущихся поверхностей. Кроме того, они неустойчиво функционируют при температуре -35°С...-50°С.

Так, в первых образцах танка Т-72, где использовались ПУ, выполненные по принципу проскальзывания и трения поверхностей в чувствительном элементе, наблюдалась нестабильность момента буксования, а также увеличение продолжительности цикла. Точность передачи крутящего момента при отрицательных температурах окружающей среды снижалась в 2-3 раза по сравнению с точное-

тью, соответствующей температуре +20°С, что приводило к перегреву приводных электродвигателей и выходу их из строя.

Основными видами отказов являлись:

- неполное досылание заряда в камору пушки из-за пробуксовки фрикционных элементов;

- выход из строя электродвигателя досылателя при буксовании муфты в случае ушкания цепи в срез каморы пушки;

- перегрев электродвигателя вращающегося транспортера вследствие попадания в окно неуловленных поддонов;

- отсутствие фиксации захвата механизма подъема кассет при уменьшении величины момента буксования;

- выход из строя электродвигателя в приводе люка из-за примерзания крышки люка к плоскости расточки.

Регулировка крутящих моментов в ГТУ, вызванная условиями работы механизмов ВГМ в диапазоне температур до -50°С, увеличивала длительность и трудоемкость в обслуживании танка на 5 н.ч. Поэтому, для обеспечения высокой надежности функционирования механизмов ВГМ с электроприводом и исключение их обслуживания, регулировочных работ, а также уменьшение массы и габаритов, возникла необходимость разработки новых принципов предохранения и предохранительных устройств, удовлетворяющих современным требованиям эксплуатации.

Цель и задачи работы. Целью работы является создание теоретических основ предохранения механизмов с электроприводом ВГМ от перегрузок, обеспечивающих повышенные ТТХ.

Для достижения этой цели решались следующие задачи:

1. Создание физических основ принципов предохранения механизмов с электроприводом от перегрузки.

2. Исследование эффективности предложенных принципов какв стационарных, так и полевых условиях эксплуатации.

3. Разработка оптимальных кинематических схем чувствительных элементов, предохранительных устройств, создание стендов для определения характеристик предохранительных устройств, реализацияразработок в оборонной промышленности.

Научная новизна. В диссертации представлены научные основы существующих и 2-х новых принципов предохранения звеньев механизмов от перегрузок: предохранение разделением (дифференциацией) удара при буксовании и предохранение упругими элементами.

Разработаны математические модели объектов, построенных по новым принципам предохранения звеньев. Созданы методики расчета предохранительных устройств применительно к узлам ВГМ. Проведен сравнительный анализ эффективности новых принципов по сравнению с существующими. Представлены обоснованные критерии оценки работоспособности предохранительных устройств:

точность передачи момента, безотказность, объем, применяемость, себестоимость.

Разработана новая классификация чувствительных элементов по виду процессов, происходящих внутри них.

Это создало предпосылки для повышения тактико-технических характеристик механизмов ВГМ.

Практическая ценность. Использование новых принципов предохранения при разработке механизмов танка позволяет:

- сохранить высокий уровень безотказности и ремонтопригодности (до Р = 0,999);

- исключить обслуживание механизмов в войсках (сокращение общего обслуживания на 5 н.ч.);

- уменьшить возимый ЗИП танка (исключение динамометров, приспособлений для замера моментов и т.д.);

- уменьшить массу, габариты механизмов (примерно в 1,3 раза);

- улучшить компоновочные характеристики предохранительных устройств (установка ПУ в труднодоступных местах);

- уменьшить себестоимость изготовления чувствительных элементов (в 1,5...4 раза).

Впедрепие результатов. Разработки по теме диссертации внедрены в производство в следующих механизмах:

1. Во вращающемся транспортере АЗ танка Т-72;

2. В механизме удаления поддонов АЗ танка Т-72;

3. В досылателе выстрелов танка 172-ЗМ;

4. В механизме разряжания пушки 2А46;

5. В приводе крышки люка АЗ танка Т-72;

6. В механизме подъема кассет АЗ танка Т-72;

7. В стопоре пушки 2А46;

8. В механизме защемления стреляных гильз пушки 2А46;

9. В автомате чистки пушки;

10. В автомате начинки лент патронами калибра 7,62;

11. В установщике времени взрывателя.

Разработки защищены авторскими свидетельствами СССР №№ 33693,52861, 50523,456579,75312,75006,473028,94501,109984,137163,170453,188728,233297, 250940 и др.

Материалы по изобретениям к а.с. №№ 33693,52861,75312,109984,188728, 250940,233297 проданы на патентно-лицензионной основе за рубеж.

Экономический эффект. Кроме основного эффекта от внедрения разработок автора в части повышения ТТХ танка получен и экономический эффект за счет уменьшения себестоимости новых чувствительных элементов в 1,5...4 раза. Экономический эффект составляет 252000 рублей в год (в ценах до 1990 г.) при крупносерийном производстве танков.

Апробация работы. Работав целом и ее отдельные положения доложены и обсуждены на научно-технических конференциях, семинарах в 1975-1995 г., в том числе - Всесоюзные (СДетербург - ВНИИТРАНСмаш), республиканские (Челябинск - У ПИ, Ижевск - ИМИ, Екатеринбург - УГТУ, Нижний Тагил - НТИ УГТУ).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в 32 печатных работах.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из пяти гнав, выводов, заключения, списка литературы (122 наименования), содержит 110 рисунков, 23 таблицы, приложения на 48 страницах. Текстовая часть диссертации изложена на 153 страницах машинописного текста.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Теоретические основы предохранения механизмов с электроприводом в механизмах ВГМ с разработкой 2- новых принципов: предохранение разделением удара при буксовании и упругими элементами.

2. Разработка методик конструирования и расчеты чувствительных элементов предохранительных устройств.

3. Экспериментальные исследования предохранительных устройств механизмов с электроприводом в ВГМ.

4. Разработка новой классификации принципов предохранения.

5. Предложение критериев оценки предохранительных устройств.

6. Результаты промышленной апробации и внедрите результатов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цели и задача, основные положения, определяющие научную новизну работы и ее практическую ценность.

Первая глава содержит материалы, посвященные принципам предохранения механизмов от перегрузок разрушением чувствительного элемента, с периодическим разрывом кинематической связи между ведущими и ведомыми звеньями, трением фрикционных поверхностей, а также предохранительным устройствам (ПУ), построенным по данным принципам.

В общем случае ПУ состоит из трех составляющих (рисунок 1): чувствительного элемента, промежуточного звена, исполнительного механизма. ПУ в танковых механизмах обычно выполняется по схеме, где все его элементы смонтированы в одном корпусе. Определяющим звеном в схеме ПУ является чувствительный элемент, т.к. он определяет степень нагруженности звеньев в механизме и габарты механизма в целом.

Наиболее распространенными чувствительными элементами в машиностроении являются фрикционные, шариковые, кулачковые муфты.

Чувствительный элемент реагирует на изменение контролируемых в установленном диапазоне ограничений нагрузок (например, крутящего момента) и через промежуточное звено передает сигнал на исполнительный механизм, осуществляющий отключение приводного электродвигателя.

пРЕДохРАниге/ъное ЫСТРОЙСГВО

ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ ПРОМЕЖУТОЧНОЕ ЗВЕНО ИСПОЛНИТЕЛЬНЫЕ

ЗЛЕЙ ЕКТ ЭЖНЕН Т

инотнрагчого ДЕЙСТВИЯ

С »РИК ЩЛОНМЫЕ .

ИУЛОиковЫЕ.ЫО

■МДИ|>СТЧО» о-оаоачго

«смол Л.Е ИСТ ВИЯ

(плавкие пое-

оазоаого

ДЕЙСТВИЯ

(срезноя иоивт)

МНОГОЙ ООТЦОГО действия (поЕоыва7Е/1и, КНОПКИ, КОНЦЕССИИ 1-1 Т.Д.)

Рис. 1 Элементы ПУ

При перегрузке л объекте защиты чувствительный элемент должен пропустить нагрузку, например, крутящий момент, допустимый по максимальному значению и желательно постоянный по величине.

Передача крутящего момента чувствительным элементом при перегрузке сопровождается проскальзыванием, перемещением ведущих звеньев относительно ведомых (буксование). Величина крутящего момента будет изменяться в зависимости от сил трения, состояния трущихся поверхностей, ударных сил, вязкости смазки, температуры окружающей среды и т.д. и находиться в диапазоне максимального и минимального моментов. По максимальному моменту определяется механическая прочность ведущих и ведомых звеньев и, в конечном счете, габаритно-массовые характеристики механизма. В схеме ПУ, где промежуточным звеном является электрическая цепь, величина минимального момента определяет уровень срабатывания исполнительного механизма (например, автомата защиты разрывного), обеспечивая загашу электродвигателя. Если величина минимального момента резко уменьшится, тогда величина силы тока также уменьшится, автомат защиты не сработает и электродвигатель не отключится. Процесс буксования становится неуправляемым во времени, что приведет к перегреву обмоток электродвигателя и его выходу из строя.

Таким образом, диапазон моментов буксования чувствительного элемента ПУ максимальной границей определяет прочность звеньев механизма, его объемно-массовые характеристики, а минимальный - защиту электродвигателя. Чем уже диапазон максимального и минимального моментов, тем надежнее функционирует исполнительный механизм ПУ и тем меньше масса, объем механизмов ВГМ.

В ВГМ применяются механизмы, где отсутствует электропривод, и в них присутствуют чувствительные элементы, которые предохраняют звенья от перегрузок. В процессе буксования чувствительному элементу в данном случае нет необходимости обеспечивать защиту электродвигателя. Такие чувствительные элементы являются сдающими звеньями и требования к ним предъявляются не в полном объеме по сравнению с чувствительными элементами, установленными в механизмы с электроприводом.

На рисунке 2 представлены характеристики чувствительных элементов предохранительных устройств и сдающего звена.

Точка Iп является точкой, с которой начинается процесс буксования в чувствительном элементе или его деформация. В конце процесса электродвигатель

М,' Нм

"I, I, 1,1 „ I, 1, I, 1.С

Рис. 2 Характеристика предохранительного устройства и сдающего жт

жж хрутящнй моыенгна валу элеюродвигателя — — — момент среза штифта

-•- момент буксования фрикционной муфта

момент в упругом звене

отключается исполнительным элементом. Сдающее звено работает в промежутке от точки

до точки ^ .Если в качестве сдающего зве-0 2

на используется торможение вращения якоря электродвигателя, то данный процесс осуществляется по времени до точки ( ь - срабатывания концевого переключателя.

К танковым предохранительным устройствам в работе были сформулированы следующие требования:

- высокая надежность;

- стабильность момента буксования в чувствительном элементе при изменении темпе-

— — — — момент буксования кулачковой муфты ....... .... момент буксования зубчатой

предмрщигельной муфты кривы электрического тока ■ точка заклинивания, задержки ыекандаиа „

, I,, 1,, 1, - го™, нрмсгсршуюЕие конец про- ратуры окружающей среды;

цесса буксования, срабатывания АЗР I, ■ точка срабатывания концевого переключателя - НСПрСрЫВНОСТЬ КНУТЯЩСГО МОМСНТа ОУК-

I - точка конечного положения сдающего звена

сования;

- минимальное время буксования;

- исключение необходимости проведения обслуживания и регулировочных работ в процессе эксплуатации;

- минимальные объем, масса.

При этом основными характеристиками чувствительного элемента ПУ являлись:

- коэффициент точности - Л, * ~

Мт

- коэффициент действия - Р»х. ~ ^

- непрерывность передачи крутящего момента, где

М_.,. , М - передаваемые в механизме минимальный и максимальный

тш

моменты.

Мд - максимальная нагрузка, устанавливающаяся в механизме после срабатывания,

М - нагрузка, при которой чувствительный элемент заканчивает срабаты-

вание.

Для сравнительной оценки ПУ в работе выбраны четыре основных критерия: - коэффициент точности ¡Зт ;

- коэффициент применяемости £0 ;

- безотказность ;

- объемно-массовый коэффициент Ш.

Анализ принципа предохранения механизмов от перегрузок разрушением чувствительного элемента (рисунок 3) показывает, что построенные по данному принципу чувствительные элементы (срезные штифты, шпонки и т.д.) в танкостроении применения не нашли, т.к. требуют значительного по величине промежутка времени на восстановление работоспособности механизма, т.е. замены срезанного элемента, что неприемлемо в боевых условиях.

Изучение принципа предохранения механизмов от перегрузок с периодическим разрывом кинематической связи применительно к танковым механизмам (рисунок 4) выясняет, что ПУ, выполненные по данному принципу, не обеспечивают непрерывность передачи крутящего момента при буксовании. В тот момент, когда кулачки полумуфт чувствительного элемента выходят из зацепления и трутся вершинами относительно друг друга, момент сопротивления вращения ведущих звеньев равен момешу трения и близок к 0.

Сопротивление вращению якоря электродвигателя незначительно, величина силы тока резко уменьшается. Уменьшение происходит периодически, исполнительный механизм не в состоянии отрабатывать эти изменения и, соответственно, не обеспечивается защита электродвигателя. Кроме того, они требуют, по сравнению с муфтой со срезным штырем (как образец), увеличения габаритов механизмов, улучшения качества обработки детали, применения высоколегиро-

Рис. 3 Принцип предохранения разрушением чувствительного элемента

и, л

1 и 1' механизм

и)

п.

Рис.4 Принцип предохранения

с периодическим разрывом

кинематической связи м,

т-.МПа

300 200 100

С

1

1

1 1

1

Ус

О 1 2 3 4 5 6 Зг^Д; £>-0,993^0) №1

М0,Н*м

70 60 50 40 30 20

К

д 10 1520 25 30 35 40 45

механизм

М0,Н*м

ванных сталей с применением трудоемкой технологии. Проведенные исследования показали, что кулачковые муфты имеют: ¡5т ч = 0,83; е^ — 0; = 0,999; 1¥= 0,8. Перечисленные выше недостатки обусловливают неприемлемость кулачковых, шариковых муфт в танковых ПУ.

Наиболее широко применяемым принципом предохранения звеньев механизмов от перегрузок является принцип предохранения трением фрикционных поверхностей (рисунок 5).

Изучению процесса буксования в фрикционных муфтах посвящен ряд работ. В данной работе проведен анализ функционирования фрикционных муфт применительно к механизмам танка. Удельные давления дисков находятся в пределах 0,13 ...2,84 МПа, а максимальный момент буксования составил 9,7 Н«м.

Исследования показали, что главным недостатком чувствительных элементов ПУ, выполненных в виде фрикционных муфт, яв-|'=± 50° С ляется резкое падение величины момента буксования при изменении температуры ок-Рис. 5 Принцип предохранения трением ружающей среды до -50°С. По фрикционных поверхностей сравнению с величиной мо-

/ч. - К- А ■?■$;. // ■ мента, зафиксированной при +23 °С, величина момента при -50°С меньше в 2,3 раза, а время срабатывания исполнительного механизма ПУ увеличивается в 3 раза.

С целью исключения вышеуказанных недостатков в работе был исследован вариант покрытия ведущих дисков фрикционной муфты капроном. В диапазоне ±50°С капроновый слой в 0,4...0,6 мм способствовал получению высокой точности передачи крутящего момента при буксовании (р — 0,95), но при увеличении количества циклов механизма до 500 толщина слоя капрона уменьшилась на 30%, а минимальный момент буксования изменился на 23%, что для танковых механизмов неприемлемо.

Вариант покрытия дисков специальной смазкой - дисульфидом молибдена

показал, что при температуре+20°С коэффициент точности ¡5 = 0,95, но исследования при температуре -50°С выявили резкое увеличение максимального момента в 3 раза, что также способствовало исключению данной смазки из механизмов, и не обеспечивает тактико-технические характеристики механизмов.

70 60 50 40 30 20

Г1 -4-

\ + N У

гг

—— 4- у А

<

>

1

10 15?0 ?5 30 35 40 -15

Мота*

Ма; Мстт а0

Критерии оценки фрикционных муфт: (5т ч =0,43; £"0 = 1,0; _/?0 =0,81; ;Р=0,6.

Во второй главе рассмотрен пр1шцип предохранения звеньев механизмов от перегрузок упругими элементами и разделением удара при буксовании.

Для исключения процесса буксования предложено чувствительный элемент выполнить в виде упругого элемента без ограничения хода ведущих звеньев (рисунок 6). После остановки ведущих звеньев упругий элемент деформируется (в зоне упругих деформаций), аккумулируя энергию ведущих звеньев. Если в ПУ наблюдается колебательный процесс, энергия переходит в тепловую. Реализация указанного принципа возможна в двух вариантах: со стопорением ведущих звеньев механизма (рисунок 6) и со стопорящем ведомых звеньев механизма (рисунок 7). Если ведомые звенья механизма занимают в процессе функционирования только два фиксированных положения и имеют незначительные перемещения (до 90°.. .100° ), то целесообразна упрощенная схема установки упругого элемента в червячной паре.

Рис. 6 Принцип предохранения упругими элементами со стопорением ведущих ведущих звеньев механизма

Рис. 7 Принцип предохранения упругими элементами со стопорением ведомых звеньев механизма

м>с "а

10

0.02 о.04 0.06 0.08

300; £00 190

о

300

го о

о

5

о.1 о.г о.з 0.4

~ г 0 -с 9

Стопорное устройство (рисунок 6) ограничивает перемещение ведомых звеньев, что существенно упрощает конструкцию и уменьшает объем механизма. По такой схеме спроектирован, например, привод к крышке и рамке механизма удаления поддонов танка Т-72, где упругим элементом является торсион. При работе механизма после фиксации крышки люка колебательное движение звеньев отсутствует. Отсутствует и процесс буксования в чувствительном элементе. Кинетическая энергия вращающихся звеньев механизма переходит в потенциальную энергию скрученного торсиона. Максимальное напряжение в упругом элементе определяется инерцией вращающихся масс.

Другим вариантом является механизм, где фиксируются ведомые звенья механизма (рисунок 7). Ведомые звенья механизма в определенный момент времени фиксируются стопорным устройством, электродвигатель автоматически отключается и происходит колебательный процесс вращения ведущих звеньев до полной остановки. Наличие стопорного устройства в механизме обязательно. Примером такого механизма является вращающийся транспортер (ВТ) автомата заряжания пушки танка Т-72. При застопаривании ВТ с кассетами стопором одновременно отключается электродвигатель. Момент вращающихся ведущих звеньев передается через упругое звено - пружину на стопор. Под действием момента пружина скручивается, а затем раскручивается. Процесс происходит до полной остановки ведущих звеньев. При аварийном заклинивании ведущих звеньев величина силы тока в обмотках якоря электродвигателя возрастает, срабатывает исполнительный элемент и электродвигатель отключается.

Рассчитываются упругие элементы по известным методикам.

Определено, что при применении упругого звена торсиона критерии оценки

имеют величины: IV= 0,75; К0 = 0,999; £0 = 1,0; ¡Зтн = 1,0; а пружины: 0,5; Л0

=0,999; £0 = 1,0; ¡Зт ч =1,0.

К недостаткам чувствительного элемента, выполненного в виде упругого элемента, можно отнести обязательное наличие в механизме стопорного устройства, а также в некоторых случаях большие габариты по сравнению с фрикционными элементами.

Преимуществами являются более высокая надежность, чем у существующих элементов, т.к. исключен процесс буксования в чувствительном элементе, более высокая технологичность, отсутствие обслуживания в процессе эксплуатации танка и, следовательно, исключение измерительных устройств из ЗИПа танка, а также более высокие компоновочные характеристики элементов.

В работе предложен также принцип предохранения звеньев механизмов с разделением удара при буксовании. Сущность принципа заключается в том, что, например, на ведущем валу устанавливаются индивидуально подрессоренные зубья, которые входят в зацепление с зубьями охватывающего вал барабана (эпицикла). В каждый момент времени в зацеплении с эпициклом находится постоянное количество подрессоренных зубьев. Это условие может быть обеспечено тем, что количество подрессоренных зубьев ( 2 ) не равно количеству зубьев

эпицикла (2^эя ) в соответствии с зависимостью:

при7з„>2 при

где п - любое целое число

При проскальзывании ведущих звеньев относительно ведомых в процессе буксования непосредственно взаимодействуют только промежуточные подрессоренные зубья, поочередно передавая крутящий момент.

За счет неравного соотношения числа подрессоренных зубьев и эпицикла в процессе буксования будет передаваться момент в определенном диапазоне от

Л/ до М..

шах шп

Определено, что чем больше подрессоренных зубьев в чувствительном элементе, тем уже диапазон и больше коэффициент точности /Зт ч .

По данному пршщипу возможно выполнить конструкции по двум направлениям - с внутренним и наружным расположением подрессоренных зубьев (рисунки 8,9).

Мотек Мош1п

Рис. 8 Принцип предохранения разделением удара при буксовании. Внутреннее расположение подрессоренных зубьев.

Рис. 9 Принцип предохранения разделением удара при буксовании. Наружное расположение подрессоренных зубьев.

При конструировании зубчатых предохранительных муфт (ЗПМ) по первому варианту подрессоренные зубья находятся внутри эпицикла, а во втором варианте - снаружи.

Первое направление дает возможность изменять неограниченно ширину чувствительного элемента и выполнить эпицикл облегченного типа. Это позволяет уменьшить время буксования при отключенном электродвигателе, т.к. масса эпицикла незначительна. Но такое расположение подрессоренных зубьев ограничивает их количество, т.к. уменьшается диаметр вала, где располагаются подрессо-

ренные зубья.

Второе направление обеспечивает увеличение чувствительного элемента по диаметру. Подрессоренные зубья находятся в наружном эпицикле, соответственно, увеличивается масса последнего. Количество подрессоренных зубьев можно выполнить увеличенным по сравнению с конструкциями, выполненными по первому варианту, и тем самым увеличить коэффициент Рт ч.

Конструкции чувствительных элементов должны выбираться и строиться в зависимости от особенности того механизма, куда они устанавливаются. Данные чувствительные элементы по сравнению с упругими явно сложнее. Но, обладая такими же свойствами, как у упругих элементов, они устанавливаются в танк в те механизмы, где по функциональным особенностям невозможно установить стопорные устройства и, следовательно, упругие элементы.

Третья глава посвящена теоретическим основам предохранения чувствительным элементом с разделением удара при буксовании при внутреннем расположении подрессоренных зубьев.

С целью создания методики анализа и синтеза чувствительного элемента ПУ, выполненного по принципу разделения удара, разработана математическая модель ПУ. Определены зависимости угловых скоростей эпицикла от количества подрессоренных зубьев, количества подрессоренных зубьев и зубьев эпицикла, коэффициента точности от количества зубьев, момента и времени буксования от угла поворота эпицикла, диаметра ЗПМ от величины момента буксования. В качестве примера рассмотрено ПУ, установленное в досылатель, с внутренним расположением подрессоренных звеньев в чувствительном элементе.

В режиме буксования в досылателе застопорена звездочка-вал, а эпицикл поворачивается под действием инерционного момента ведущих звеньев, электродвигатель отключен.

Пусть эпицикл имеет массу т и перемещается с угловой скоростью а>а , а подрессоренный зуб под действием эпицикла вращается относительно точки О, и скручивает пластинчатый торсион.

Движение подрессоренного зуба разделено по периодам (рисунки 10,11,12):

I период (0...^) - от начала процесса до совмещения вершины зуба эпицикла (точка Г) с вершиной подрессоренного зуба (точка У). Зависимость угла поворота эпицикла от угла поворота подрессоренного зуба определена из уравнений:

(1)

= Лсоз(у-а)

1 = Ц-асо%у = Ксь&{у-а)-асо5г (2)

р = г + айпу = Я.5т(у-а) и представляет:

Рис. 11 Характер изменения углов, угловых скоростей подрессоренных зубьев и эпицикла. У! - угол поворота эпицикла; У2 - угловая скорость эпицикла; У3 -угол поворота подрессоренного зуба; У4 - угловая скорость подрессоренного зуба; ^ Ц, ^ - время периодов буксования.

эпициклом в первом периоде.

Рис. 13 Взаимодействие подрессорного зуба с выпуклыми боковыми поверхностями с эпициклом.

— у — агсвш

( , л

г + аъту

Я

(4)

где Я - внутренний радиус эпицикла, г - радиус цапфы зуба,

а = ОО, - расстояние между центрами эпицикла и зуба. Дифференциальные уравнения движения имеют вид:

(5)

-1 + /-Я-г~У с

(6)

где 3т , ./1)о. - моменты инерции эпицикла и подрессоренного зуба; с'Л , у - углы поворота эпицикла и подрессоренного зуба; Ьг,г,р- параметры чувствительного элемента; с - жесткость упругого элемента;

Решая уравнения (4) (5) (6) получаем уравнение второго порядка для угла У

Р(у)у+Я(.г)г2+Яу = о

(7)

с _ где° J

Ч-б

Численное решение уравнения (7) с начальными условиями

где О)1у6о - начальная скорость зуба с использованием (4) дает точную зависимость углов у , от времени.

2 период (^...^-ог момента совмещения точки Г с точкой У до совмещения точки У с точкой Н. Характеризуется тем, что подрессоренный зуб скользит вершиной по вершине зуба эпицикла. Скорость вращения зуба равна 0.

Определено, что

(0 =

а - соЛ.

тах I I

е-1

Е-г1

(8)

где - угловая скорость эпицикла в начале второго периода

3 период - от момента совмещения точки У с точкой И до момента совмещения точки Г с точкой Ц - подрессоренный зуб соскальзывает с поверхности Е и поворачивается навстречу очередному зубу эпицикла. В конце периода в точке совмещения Г с точкой Ц подрессоренный зуб с ударом встречается с очередным зубом эпицикла. Скорость эпицикла остается неизменной (без учета трения в подшипниках).

Движение зуба описывается уравнением

¿¿Г =-Г-с (9)

Решением уравнения (9) определено, что время третьего периода

/3 = — агссоБ

СОл

г \

У т\ У пах J

(10)

где«0 = . *

V с

Уз =-®о У™ ^КО

(И)

4 период (^..Лз+ААО - от момента начала удара до конца удара. Следует отметить, что угловая скорость после соударения зуба с эпициклом имеет вид:

4 Та

II"

к _

г + а&ту^ Я

(12)

где у - угол поворота подрессоренного зуба в момент соударения с эпицик-

лом.

Время буксования чувствительного элемента возможно определить и по уравнению Лагранжа второго рода

й Л

гдТ\

уда,

ВТ

оа

(13)

ще - кинетическая энергия эпицикла

(За - обобщенная сила Подставив в уравнение значения, соответствующие характеристике чувствительного элемента, получим:

Т =

а

лмт. + м +м

' Гг гпр

уд

•4

(14)

где 4 ~ - средний передаточный коэффициент £У0 - угловая скорость эпицикла,

а число оборотов, которое сделает эпицикл до остановки:

п -

¡=1

4 ти-

(15)

При решении уравнений момент от ударных сил не учитывают, так как масса подрессоренного зуба в 10...20 раз меньше массы эпицикла.

В работе определено, что при увеличении числа подрессоренных зубьев и

я

зубьев эпицикла коэффициент точности /V, ~ д/ увеличивается и стремится к 1.

Найдена геометрическая зависимость угла поворота подрессоренного зуба от угла поворота эпицикла при заданных исходных параметрах.

Представлена методика проектирования чувствительного элемента, в которой определен порядок выполнения конструкции последнего при заданных ¡5 ч и максимального пускового момента, установленного в механизм электродвигателя.

Наружный диаметр £> чувствительного элемента (рисунок 10) определяется по уравнению:

¿) = 0,45-2Ч;573М' +2,2-2-Ь +6-Ь П(а

■ с шк, „ „ (16)

/ шах

где М - момент на одном зубе 1т - дайна торсиона

у - максимальный угол закрученного торсиона

тах

(? - модуль упругости

- коэффициент / - количество пластин торсиона Ь - толщина пластины торсиона

Исследованы критерии существования чувствительного элемента:

1 .Число подрессоренных зубьев и зубьев эпицикла должно быть связано соотношением:

2.Число подрессоренных зубьев должно быть больше двух.

При 2= 1 характеристика прерывистая. При 2=2 один зуб может опираться вершиной на вершину зуба эпицикла, а второй в это же время, выйдя из зацепления с эпициклом, может свободно вращаться до встречи с соседним зубом эпицикла. Характеристика также будет прерывистой.

3. Длина подрессоренного зуба должна быть такова, чтобы при соскальзывании с вершины зуба эпицикла, он встретился с соседним зубом эпицикла боковой поверхностью.

4.Впадина эпицикла должна быть выполнена таким образом, чтобы в процессе буксования подрессоренный зуб при встрече с эпициклом опирался боковой поверхностью в точку пересечения впадины с внутренним диаметром эпицикла. При встрече вершины со впадиной эпицикла уменьшается величина момента сопротивления вращению эпицикла, так как резко уменьшается плечо момента.

Исследованы геометрические параметры эпицикла и подпружиненных зубьев.

На рисунке 12 представлен подпружиненный зуб с плоскими боковыми поверхностями.

Определено, что зависимость момента на одном подпружиненном зубе при повороте эпицикла на ушл от жесткости торсиона и геометрических параметров ЗПМ следующая:

= 1'11=пщл2эп<2 (17)

зп

эп

Если выполнить зуб выпуклым (рисунок 13), то величина момента определяется:

J + -

cosj 90°

М,.КсЛ'. ........ ""

В,. к sin С

А,

'в,

2 Ra eos а ■ С,- _ arceos Dy-a II. IsúiC,

где Ax = R% + a2 + (R-áf - 2R\\-cosa)

(20)

Bx = 2 R + a1 -2Racosa(R - á)

(21)

rl +- rl -R2 -a1 + IRacosa C\ - arceos —---------------- ------------

(22)

Dx = arceos

'г/ + Л2 + a2 - 2Racosa -r024 ч 2r /К2 + а2 - ~2 j?acosa

(23)

При выполнении зуба вогнутым (рисунок 14) получена следующая зависимость:

(24)

где 7 ~

гг sinfarccos^)

+ arctg

R?s'ma R^ eos а - а

(25)

r22+í;-R2a-a2 Ra Ex = -——- -......— + " cosa

2rJo rÁ

(26)

= а-у-у/ (р = 180°-/?; ^=« + 7 + ^-180° (27)

/ = (28) Если мы сравним моменты сопротивления при выполнении подпружиненных зубьев с плоскими, выпуклыми и вогнутыми боковыми поверхностями (рисунок 15), а эпицикл неизменный во всех вариантах, то заметим, что наибольший Д ч получим у чувствительного элемента, где подпружиненные зубья вы-

Рис. 14 Взаимодействие подрессорного зуба с

вогнутыми поверхностями с эпициклом.

М, Н*м

Рис. 15 Зависимости моментов ЗПМ от угла поворота одного зуба; а - подрессорный зуб с плоскими боковыми поверхностями; б - с выпуклыми; с - с вогнутыми.

полнены выпуклыми.

Наиболее оптимальным вариантом выполнения подрессоренного зуба, с точки зрения его прочности и технологичности изготовления, является зуб с плоскими гранями, а эпицикл целесообразно выполнять со впадинами, исключающими касание вершины подрессоренного зуба в их боковые поверхности.

Четвертая глава посвящена теоретическим основам предохранения чувствительным элементом с разделением удара при буксовании при внешнем расположении подрессоренных зубьев.

Другим направлением построения чувствительных элементов с разделением удара при буксовании является внешнее расположение подрессоренных зубьев. Выяснено, что внутреннее расположение подрессоренных зубьев в некоторых случаях невозможно использовать в конструкциях из-за специфических особенностей данных конструкций, их компоновки. Например, в приводе вентилятора танкового двигателя вместо фрикциона, в существующих габаритах нет возможности сконструировать муфту с внутренним расположением подрессоренных зубьев, потому что при ее проектировании необходимо увеличить размеры в осевом направлении. Муфта же с внешним расположением подрессоренных зубьев была разработана в объемах фрикционной.

Рассмотрены математические зависимости угла поворота подрессоренного зуба от угла поворота колеса, произведены расчеты плеч действия усилий в зацеплении, ширины зуба колеса при вершине.

Решены задачи о возможности заклинивания подрессоренного зуба во впадине колеса, а также о величине угловой скорости подрессоренного зуба в момент удара.

В пятой главе приведены результаты стендовых и натурных исследований предохранительных устройств с упругими элементами и разделением удара при буксовании, реализация и внедрение научных исследований в оборонной промышленности.

Целью экспериментальных исследований новых чувствительных элементов ПУ явилась проверка найденных аналитических зависимостей, определение и сопоставление с расчетными основных параметров: коэффициента точности в зависимости от количества зубьев, максимального и минимального моментов буксования, времени буксования, углов закрутки упругих элементов, а также безотказности и требуемого уровня обслуживания в процессе эксплуатации. Исследования чувствительных элементов проводились в стендовых условиях и на танках. На танках исследовались характер изменения деформаций упругих элементов, эксплуатационные характеристики.

Вторым направлением явилось исследование чувствительных элементов на стендах. В качестве объектов исследования использовались досылатель выстрелов и привод к вентилятору танкового двигателя.

В экспериментах замерялся крутящий момент на подпружиненных зубьях до-сылателя с ЗПМ-2 (внутреннее зацепление), где устанавливались эпициклы с раз-

личным количеством зубьев. Параметры записывались на осциллограммах, фрагменты из которых в период процесса буксования представлены на рисунках 16, 17,18.

5 Т. А

г~ - - ^ -л V ь

Г* Г" 3 -в — >1

г -л Г1Д

г г— 1

0.1 0.5 1 1.5 2 2,5 3 с

1,2, 3, 4.5-аглы поборото подрессоренных зубьев} А, Б. В,Г, Д-тоики схода ЗЬБЬГБ с площадки Е.

Рис. 16 Осциллограмма процесса буксования ЗПМ-2. Эпицикл имеет 12 зубьев.

-ч , 4 -- А

* — _3-

* Ц

г 1

0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9

1 ,£,3,4,5-углы псьо^ота подрессоренных А, Б, Г -точки схода зубьев с площадки Е эпицикла.

Рис. 17 Осциллограмма процесса буксования ЗПМ-2. Эпицикл имеет 6 зубьев.

1.2.3,4.5-углы поворота подрессоренных эуььев» А >Б , В, Г, Д-точки сходо ЗУЬЬЕВ С ПЛОНОДКИ Е.

Рис. 18 Осциллограмма процесса буксования ЗПМ-2. Эпицикл имеет 5 зубьев. Количество подрессоренных зубьев 5.

Экспериментальные исследования проводились также и существующих фрикционных элементов, при этом трущиеся поверхности покрывались капроном или дисульфидом молибдена.

Экспериментальные исследования подтвердили, что предохранительные устройства с упругими элементами и разделением удара при буксовании полностью исключили отказы, имевшие место при предохранезпш фрикционными элементами.

Для увеличения точности, исключения нулевых значений моментов при буксовании в чувствительном элементе с разделением удара количество подрессоренных зубьев и зубьев эпицикла необходимо увеличивать с сохранением соот-

2эп

ношения между ними „ - — п. Так при пяти подрессоренных зубьях коэффи-

1

циент точности получен 0,76; при этом крутящий момент изменился в диапазоне от 10 Н*м до 13,1 Н*м, а при двенадцати зубьях получен 0,93.

Проведенные сравнительные исследования досьшателя снарядов с чувствительным элементом в виде фрикционных муфт и разделением удара при буксовании показали, что коэффициента точностиу них составили 0,43 и 0,76 соответственно, а изменение температуры окружающей среды до -50°С привело к увеличению времени буксования для первых и не повлияло на функционирование вторых.

Отмечено, что ПУ, разработанные по новым предложенным принципам, внедрены (рисунки 19,20) в механизмы ВГМ, танка Т-72: вращающийся транспортер, механизм удаления поддонов, привод крышки люка, стопор пушки, а также в другие механизмы, что позволило сохранить высокий уровень безотказности Р= 0,999, исключить обслуживание механизмов в войсках (сократить время общего обслуживания танка на 5 н.ч., уменьшить возимый ЗИП танка, уменьшить массу, габариты механизмов в 1,3 раза, улучшить компоновочные характеристики ПУ, уменьшить себестоимость изготовления чувствительных элементов (1,5...4 раза), что определило экономический эффект в 252000 руб. в год (в ценах до 1990 г.).

Предохранительные устройства, разработанные по предложенным принципам, используются и во вновь проектируемых танках.

г:, г : —в

-Ф—-—щ; I-

а.с. 50523

Рис. 19 Механизмы к военно-гусеничным машинам с предохранительными устройствами, выполненными по принципам предохранения упругими элементами и с разделением удара при буксовании.

1 - автомат разряжания пушки, выполнен с предохранительным устройством, где чувствительный элемент - пружина сжатия; 2 - устройство для чистки каморы пушки - с торсионом; 3 - установщик времени взрывателя -спружиной сжатия; 4-устройство для защемления поддона в каморе пушки - с тарельчатыми пружинами; 5 - полуавтомат начинки лент патронами - с зубчатой предохранительной муфтой; 6 - автомат чистки ствола - с пружиной кручения.

a.c.91630 a.c. 75312 ас. 109984 ас. 94501

Рис. 20

Механизмы танка Т-72 со сдающими звеньями и предохранительными устройствами, построенными по четырем принципам.

1 - стопор пушки, выполнен с предохранительным устройством, где чувствительный элемент - пружина сжатия; 2 - вращающийся транспортер - с пружиной к яения; 3 - механизм удаления стреляных гильз - с торсионом; 4 - привод крышки люка - с торсионом; 5 - подъемный механизм кассет - с пружиной качения; 6 - досылагель выстрелов - с зубчатой предохранительной муфтой; 7 -привод вентилятора двигателя выполнен со сдающим звеном - фрикционной муфтой; 8 - коробки передач со сдающими звеньями - фрикционными муфтами; 9 - подъемный механизм кассет со сдающим звеном при подрыве мины -кулачковой муфтой; 10 - подъемный механизм пушки со сдающим звеном -кулачковой муфтой; 11 - механизм поворота башни со сдающим звеном - кулачковой муфтой.

Выводы.

1. Принципы предохранения танковых механизмов с электроприводом от перегрузок основываются на внутренних процессах, происходящих в чувствительных элементах предохранительных устройств. Определено, что наиболее целесообразным решением проблемы обеспечения предохранения механизмов от перегрузок является исключение процесса буксования в чувствительном элементе или же разделения удара в нем на малые по величине составляющие в процессе буксования.

2. В случае наличия в механизмах танка ограничения перемещений звеньев с фиксацией в крайних рабочих положениях целесообразно использовать принцип предохранения звеньев от перегрузок, основанный на деформации упругих элементов, при котором процесс буксования в чувствительном элементе исключается.

3. При неограниченных перемещениях звеньев механизмов, где отсутствуют фиксированные положения звеньев, целесообразно применять принцип предохранения с разделением удара при буксовании.

4. Принцип предохранения упругими элементами может осуществляться двумя путями - с фиксацией ведущих или ведомых звеньев. Отмечено, что при фиксации ведущих звеньев червячной парой время действия чувствительного элемента меньше, чем при фиксации ведомых звеньев.

5. Чувствительные элементы, выполненные в виде упругих, могут быть различной формы, из многих видов материалов, но все они должны удовлетворять главному требованию - не реагировать на изменение параметров окружающей среды, так как в противном случае не обеспечат надежное функционирование механизмов.

6. Чувствительные упругие элементы по сравнению с элементами, построенными по принципам фрикционных поверхностей или с разрывом кинематических связей, имеют преимущества в объеме, надежности, эксплуатации, себестоимости, но требуют наличия стопорных устройств.

7. Принцип предохранения разделением удара при буксовании характеризуется рассредоточением удара ведущих звеньев в ведомые в чувствительном элементе предохранительного устройства на последовательные соударения подрессоренных зубьев с зубьями эпицикла, что исключает уменьшение передаваемого момента до 0, существенно снижает величину силы удара и износ зубьев. Для осуществления этого принципа необходимо, чтобы количество подрессоренных зубьев равнялось определенному отношению ширины впадины зубьев эпицикла к их ширине в вершине и не было кратным числу зубьев эпицикла.

8. Параметры чувствительного элемента с разделением удара при буксовании следует определять на базе разработанной математической модели, задаваясь коэффициентом точности, минимально допустимым моментом буксования и угловой скоростью вращения выходного вала электродвигателя.

9. Экспериментальные исследования и войсковая эксплуатация подтвердили, что предохранительное устройство с упругими элементами и разделением удара

при буксовании исключили все виды отказов, свойственные предохранительным устройствам с фрикционными элементами, с разрывом кинематических связей и полностью исключили необходимость в техническом обслуживании.

10. Предложенные схемы и конструктивные исполнения чувствительных элементов, основанные на новых принципах, обеспечили возможность оснащения механизмов танка и сопутствующих механизмов предохранительными устройствами, удовлетворяющими поставленным требованиям. Предохранительные устройства, разработанные по принципу деформации упругих элементов, реализованы в механизмах: во вращающемся транспортере, механизме удаления поддонов, подъема кассет, приводе крынки люка, в автомате чистки пушки, а по принципу разделения удара - в досылателе выстрелов, в полуавтомате начинки лент патронами, автомате разряжания. Применение их позволило повысить тактико-технические характеристики танка - надежность функционирования, исключение обслуживания, уменьшение объемов в 1,3 раза, компоновочные данные ПУ, а также уменьшить себестоимость изготовление механизмов.

11. Использование новых принципов при установке устройств в вновь разрабатываемых танках позволяет:

а) сохранить высокий уровень безотказности и ремонтопригодности;

б) исключить обслуживание войск;

в) уменьшить возимый ЗИП танка;

г) уменьшить массу, габариты механизмов;

д) улучшить компоновочные характеристики предохранительных устройств;

е) уменьшить себестоимость изготовления чувствительных элементов.

Основными результатами работы являются:

1. Определены основные требования к танковым предохранительным устройствам: высокая надежность, стабильность момента буксования, непрерывность крутящего момента в процессе буксования, минимальное время буксования, исключение необходимости проведения обслуживания в процессе эксплуатации, минимальные объем, масса, высокая точность передачи крутящего момента.

2 Установлен характер процессов внутри чувствительного элемента ПУ существующих принципов предохранения танковых механизмов от перегрузок: разрушением чувствительного элемента, одновременными ударными нагрузками в процессе буксования ведущих звеньев в ведомые, трением фрикционных поверхностей.

" 3. Предложены новые принципы предохранения звеньев механизмов: упругими элементами и разделением удара при буксовании, которые отличаются отсутствием процесса буксования и видоизменением последнего.

4. Установлены границы функционирования чувствительных элементов ПУ, выполненных по новым принципам. Определено, что на данные чувствительные элементы не действуют температура и окружающая среда.

5. Определено, что одним из основных параметров определяющих точность передачи крутящего момента в процессе буксования чувствительного элемента ПУ является коэффициент точности, величина которого в ГТУ, построенных по принципам с периодическим разрывом кинематической связи и трением фрикционных поверхностей, находится в пределах 0,43 - 0,83, что не удовлетворяет требованиям ТТХ изделий.

6. Установлено, что новый разработанный принцип предохранения звеньев механизмов с электроприводом от перегрузок с разделением удара при буксовании характеризуется рассредоточением удара ведущих звеньев в ведомые путем последовательного соударения подрессоренных зубьев с зубьями эпицикла, что исключает уменьшение передаваемого момента до 0, существенно снижает величину силы удара и износ зубьев.

7. Выявлено, что для осуществления принципа разделения удара при буксовании необходимо, чтобы количество подрессоренных зубьев не было кратным количеству зубьев эпицикла и должно быть выполнено с разностью между ними в 1 зуб, а также количество подрессоренных зубьев должно равняться определенному отношению ширины впадины зубьев эпицикла к их ширине. При увеличении количества зубьев коэффициент точности увеличивается: 5 зубьев - 0,83; 12 зубьев-0,92.

8. Определено, что конструкции чувствительных элементов ПУ, построенных по принципу разделения удара при буксовании возможно выполнять с внутренним и наружным расположением подрессоренных зубьев. Выбор вида зацепления зависит от особенности компоновки механизмов в изделиях ВГМ.

9. Определены зависимость угла поворота эпицикла и подрессоренного зуба, частота вращения эпицикла при заторможенном валу с подрессоренными зубьями, время движения эпицикла до полной остановки при выключенном электродвигателе с заданными массами эпицикла, подрессоренных зубьев, вращающихся деталей, а также с известной жесткостью торсионов.

10. Разработана методика проектирования чувствительного элемента, где проведен анализ геометрических параметров подрессоренного зуба и эпицикла. Установлено, что наибольший коэффициент точности имеет чувствительный элемент, у которого подрессоренные зубья выполнены выпуклыми.

11. Выведена зависимость внешнего диаметра чувствительного элемента от передаваемого момента, жесткости торсионов подрессоренных зубьев и их геометрических параметров.

Определено влияние износа зубьев на неличину передаваемого момента.

12. Определены условия, при которых подпружиненный зуб не будет иметь возможности заклинивания во впадине колеса. Рассчитан отскок подрессоренного зуба при встрече с зубом колеса при внешнем зацеплении, а также отход подрессоренных зубьев под действием центробежных сил.

13. Установлено, что второй разработанный принцип предохранения звеньев механизмов с деформацией упругих элементов характеризуется тем, что в меха-

шзмах, спроектированных на его основе процесс буксования исключается.

После остановки ведомых звеньев в механизме, кинетическая энергия веду-цих переходит в потенциальную энерппо упругого элемента (пружина, торсион, 5уфер и т.д.).

14. Установлено, что реализация принципа предохранения с деформацией /пругих элементов возможна в двух вариантах: с фиксацией только ведомых или совместно ведомых и ведущих звеньев. Второй вариант является наиболее оптимальным.

15. Определено, что применять принцип с деформацией упругих элементов необходимо только в тех случаях, когда в механизмах использованы стопорные устройства, поскольку после стопорения ведущих звеньев механизма возможен колебательный процесс ведомых совместно с упругим элементом.

16. Выявлено, что чувствительные элементы ПУ, выполненные в виде упругих, могут быть различной формы, го многих видов материалов, но все они должны удовлетворять пивному требованию - не реагировать на измените условий окружающей среды, так как в противном случае не обеспечат надежное функционирование механизмов.

17. Отмечено, что расчет упругих элементов должен проводиться по известным методикам проектирования, где по заданной кинетической энергии перемещающихся звеньев определяется угол закрутки выбранных элементов.

18. Определено, что наиболее целесообразно проводить анализ чувствительных элементов ПУ по следующим критериям оценки: точность передачи крутящего момента, применяемость в механизмах, безотказность, объемная характеристика, себестоимость.

Анализ ПУ показал, что наибольший суммарный коэффициент оценки имеют механизмы, у которых ПУ спроектированы по принципу с деформацией упругих элементов, где совместное стопорение ведомых и ведущих звеньев. Они по сравненшо с фрикционными более просты по конструкции, технологичны, имеют меньшую массу, не требуют обслуживания в войсках.

19. Определены кинематические схемы.механизмов, в которых применение новых принципов ПУ наиболее целесообразны по своим функциональным особенностям.

20. Разработаны стенды для проведения исследований и испытаний механизмов с ПУ, построенных по новым принципам. Стенды выполнены в металле и в комплексе с натурными испытаниями позволили определить эффективность предложенных принципов предохранения.

21. Экспериментальные исследования подтвердили, что ПУ с упругими элементами и разделением удара при буксовании полностью исключили отказы, имевшие место при предохранении фрикционными элементами, обслуживание в войсках. Их использование позволяет уменьшить массу механизмов, водимый ЗИП, себестоимость, а также улучшить компоновочные характеристики механизмов.

22. Предложена новая классификация принципов предохранения звеньев механизмов с электроприводом ВГМ от перегрузок по виду основных процессов, происходящих в чувствительном элементе.

Принципы предохранения:

- разрушением чувствительного элемента;

- периодическим разрывом кинематической связи;

- трением фрикционных поверхностей;

- деформацией упругих элементов;

- разделением удара при буксовании.

23. Результаты работы внедрены в изделиях ВГМ на оборонных предприятиях страны и за рубежом.

Основное содержание и результаты диссертации опубликованы в работах:

1. Никитин М.А., Терликов Л.Ф., Воробьев Я. А. Устройство для искусственного отката ствола. /A.c. № 33693 от 8.10.65 г.

2. Никитин М.А., Терликов Л.Ф. Автомат чистки пушки. /A.c. № 46579 от 16.05.69 г.

3. Никитин М.А., Божко А.Г., Терликов Л.Ф., Скитиба Н.Т., Петунии A.B. Автомат разряжания пушки. /A.c. № 50523 от4.03.70 г.

4. Никитин М.А., Терликов Л.Ф. Устройство для заряжания пушки поддонами. /A.c. №52861 от 8.09.70 г.

5. Никитин М.А., Кривошея Е.Е. Механизм улавливания стреляных гильз. /A.c. № 75312 от 3.12.73 г.

6. Никитин М.А., Кипнис-Ковалев Ю.А. Механизм удаления стреляных гильз. / A.c. №75006 от 9.11.73 г.

7. Никитин МА. Предохранительная муфта. /A.c. № 473028 от 13.02.75 г.

8. Кривошея Е.Е., Никитин М.А.. Кагиров Г.М. Стопор вращающегося транспортера. /A.c. № 91630 от 6.11.75 г.

9. Никитин М. А. Досылатель выстрела. /A.c. № 94501 от 1.04.75 г.

10. НикитинМА., Моисеев B.C. Автомат заряжания./Ас. № 100196 от 7.10.76

г.

11. Никитин М. А., Казаков В.Г. Привод люка. /A.c. № 109984 от 01.05.77 г.

12. Зайцева Л.М., Никитин М.А., Моисеев B.C., Комаров В.П., Курилович Ю.А., Милованов Ю.М. Механизм фиксации объекта в кассете. /A.c. № 125836 от 6.02.78 г.

13. Лейбин М.А., Никитин М.А. Автомат начинки лент патронами. /A.c. № 137163 огЗ.12.79 г.

14. Никитин М.А. Защита механизмов танка от перегрузок. /ВБТ № 6, Ленинград, 1979 г., 0,3 п. л.

15. Никитин М.А., Моисеев B.C., Казаков В.Г. Механизм удаления стреляных гильз. /ВБТ №3, Ленинград, 1980 г., 0,8 п.л.

16. Молодаяков H.A., Кормильцев Ю.Г., Каташов В .А., Моисеев B.C.. Никитин М.А.. ДыбляР.Н., Неверов Н.И. Зенитная установка. /А. с. № 148077 от 18.06.80 г.

17. Кравченко М.М., Никитин М.А. Траектории полета стреляных гильз из танка. /ЦНИИ информ. Обзор № 2639,1981 г., 4 пл.

18. Липанов A.A., Никитин М.А.. Моисеев B.C. Установщик времени. /A.c. № 170452 отЗ.ОЗ.82 г.

19. Никитин М.А Механизм улавливания гильз./A.c. № 188728 от 06.02.83 г.

20. Никитин М.А, Моисеев B.C., Кормильцев В.Г., Яборов А.И., Липанов A.A., Казаков В.Г.,КомаровВ.П., Шмуклер Д.М., КуриловичЮ.А., Лесс A.C. Механизм стыковки. /A.c. № 191552 от 2.08.83 г.

21. Казаков В.Г., Никитин М.А., Моисеев B.C. Привод люка танка Т-62. /A.c. № 200987 от27.03.84 г.

22.НикитинМ.А., Терликов Л.Ф.ДрошинА.Я., ФадеевС.В. Устройство для защемления поддонов. /A.c. № 250940 от 06.07.86 г.

23. Никитин М.А., Никитин И.М. Устройство для искусственного отката ствола при движении танка. /A.c. № 319311 от 1.10.90 г.

24. Никитин И.М., Никитин М.А. Автомат чистки пушки. /Положительное решение № 12956 от 9.08.91 г.ВНИИГПЭовыдачеа.с.

25. Никитин И.М., Никитин М. А. Автомат разряжания пушки. /Положительное решение ВНИИГПЭ о выдаче а.с.

26. Никитин М.А.. Каменский Н.М., Караваев А. Д. Предохранительная муфта вентилятора./Положительное решение №4928508/27 от 09.10.91 г.

27. Никитин М.А., Никитин И.М., Скулкин Д. А. Автомат чистки ствола. /Патент РФ№ 1820170 ot28.04.93 г.

28. Никитин М.А.. Пыстогов A.A. Автомат разряжания пушки от выстрела. / Боеприпасы № 1-2,1994 г., 0,3 пл.

29. Никитин М.А. Автомат чистки ствола./Боеприпасы № 1-2,1994 г., 0,5 п.л.

30. Никитин М.А. Принципы предохранения звеньев механизмов от перегрузок. /Боеприпасы № 1-2,1996 г., 0,8 п.л.

31. Никитин М.А. Устройство для защемления стреляного поддона в каморе пушки. /Вестниктранспортного машиностроения № 3, С.-Петербург, 1996 г., 0,3 п.л.

32. Никитин М.А., Брагин A.C. Устройство для чистки каморы пушки. /Патент РФ №2090817ст20.10.97 г.