CN105806163B - 炮弹底排装卸机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种炮弹底排装卸机，涉及弹药维修技术领域，包括机架、送弹机构、夹持装弹机构、装卸机构和控制箱，送弹机构包括辅助支架、炮弹托板、升降装置和水平移位装置，辅助支架设在机架一侧、且通过导轨与机架相连，升降装置设在炮弹托板下方，水平移位装置设在机架上，炮弹托板通过升降装置升高并沿下方导轨移动至炮弹夹持工位就位，通过炮弹夹持工位的夹持装弹机构将炮弹夹持牢固并与装卸工位配合，通过装卸工位的装卸机构对底排进行装卸；通过控制箱协调送弹机构、夹持装弹机构和装卸机构的动作，实现炮弹底排的自动装卸。本发明具有结构紧凑、操作轻松方便的优点，可提高炮弹底排装卸的工作效率，降低劳动强度，提高安全系数。

Description

炮弹底排装卸机

技术领域

本发明涉及弹药维修技术领域，尤其涉及一种炮弹底排装卸机。

背景技术

弹药是军械装备的重要组成部分，是战争中起杀伤破坏作用的重要军事物资，其可靠性和安全性直接影响到武器系统效能的发挥，直接影响到部队的战斗力。弹药维修是保证弹药完好，或使存在缺陷的弹药恢复完好状态的重要手段，是平时和战时都必须进行的一项重要工作。做好弹药维修工作，不仅具有重要的军事效益，而且具有重要的经济效益，因此，我军历来十分重视弹药的维修工作。

由于炮弹底排增程装置储存寿命较短，影响弹药的整体储存寿命，延长弹药储存寿命是弹药维修工作的一项重要内容。而底排是底排增程炮弹的一个重要组成元件，更换失效的炮弹底排是底部排气炮弹换件修理的一项主要内容。底排装置安装在弹体底部，与弹体之间采用螺纹方式连接，由于底排装置直径大且在螺纹处涂有粘结剂，造成装卸扭矩大，手工难以装卸。2013年3月4日申请了《偏心可拆换式炮弹底排旋卸装置》，授权公告号为CN203100582U，采用液压驱动方式来代替手工实现底排的装卸。但是，操作人员在进行底排装卸操作时，装卸炮弹还是不可避免地需要人工上下搬运，对于单体重量较大的炮弹来说，人员的劳动强度还是较大，而且如果脱手，还存在极大的安全隐患。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种结构紧凑、操作方便的炮弹底排装卸机，可提高炮弹底排的装卸工作效率，降低劳动强度。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种炮弹底排装卸机，包括机架和装卸机构，还包括送弹机构、夹持装弹机构和控制箱，所述送弹机构包括辅助支架、炮弹托板、升降装置和水平移位装置，辅助支架设置在机架一侧、且通过导轨与机架相连，升降装置设置在炮弹托板下方，水平移位装置设置在机架上，炮弹托板通过升降装置升高并沿下方导轨移动至炮弹夹持工位就位，通过炮弹夹持工位的夹持装弹机构将炮弹夹持牢固并与装卸工位配合，通过装卸工位的装卸机构对底排进行装卸；所述送弹机构、夹持装弹机构和装卸机构均与控制箱相连。

优选的，所述夹持装弹机构包括滑动底座、上模、下模和连杆机构，所述下模设置在滑动底座上，所述连杆机构与上模相连，通过连杆机构实现上模和下模的开合，所述滑动底座与伸缩装置相连，通过伸缩装置使滑动底座沿机架上导向柱滑移至装卸工位。

优选的，所述升降装置、水平移位装置和伸缩装置均为装弹气缸。

优选的，所述连杆机构包括夹紧油缸、连杆和铰接座，夹紧油缸上端铰接在滑动底座顶部，夹紧油缸下端活塞杆与连杆铰接，上模设置在上模座上，连杆与上模座铰接，上模座下端铰接在铰接座上，铰接座固定在滑动底座上，通过夹紧油缸和连杆实现上模和下模的开合。

优选的，所述上模与上模座间、下模与滑动底座间均为可拆卸连接, 滑动底座上还设有弧形托架, 弧形托架设置在下模外侧,炮弹放置在下模和弧形托架上能够使炮弹中心线保持水平。

优选的，所述炮弹托板侧面设有滑块，滑块能够与辅助支架侧面的导槽配合。

优选的，所述炮弹托板和升降装置均为两套，炮弹托板包括圆弧槽板和底板，底板与升降装置的自由端固定连接，两个升降装置通过连接件与水平移位装置的自由端固定连接。

优选的，所述装卸机构下方设有底排轨道。

优选的，所述导轨和导向柱的两端均设有接近开关。

优选的，所述控制箱内设有按钮、可编程序控制器、信号指示灯、中间继电器、压力继电器，可编程序控制器通过中间继电器、交流接触器对电动机进行控制，电动机进而对液压站控制，液压站对装卸机构的液压马达及夹紧油缸提供动力，夹紧油缸和液压马达通过压力继电器向可编程序控制器输出压力信号；中间继电器通过电磁换向阀控制夹紧油缸和液压马达的油量大小，通过夹紧油缸和液压马达控制夹持装弹机构及装卸机构的动作，通过导轨和导向柱两端的接近开关向可编程序控制器输出位置信号。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：将炮弹放置在送弹机构的炮弹托板上，利用升降装置将炮弹托板升高，利用水平移位装置将炮弹移至炮弹夹持工位，通过夹持装弹机构将炮弹固定夹紧并移至装卸工位，利用装卸机构对炮弹底排进行装卸；通过控制箱协调送弹机构、夹持装弹机构和装卸机构的动作，实现炮弹底排的自动装卸。本发明具有结构紧凑、操作轻松方便的优点，可提高炮弹底排装卸的工作效率，降低劳动强度，提高了弹药底排装卸的机械化及自动化作业水平，提高了炮弹底排装卸的安全系数，对提升新型弹药的维修能力具有重要意义。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中送弹机构的结构示意图；

图3是图2的左视图；

图4是图1中夹持装弹机构的结构示意图；

图5是图4的俯视图；

图6是图4的右视图；

图7是炮弹在送弹机构上的俯视状态图；

图8是图7的主视图；

图9是图1中控制箱内电路控制部分组成框图；

图10是图1中控制箱内电路控制部分的控制程序流程图；

图中：1-机架，2-装卸机构，3-送弹机构，4-夹持装弹机构，5-控制箱，6-辅助支架，7-炮弹托板，8-升降装置，9-水平移位装置，10-导轨，11-炮弹，12-滑动底座，13-上模，14-下模，15-上模座，16-伸缩装置，17-导向柱，18-夹紧油缸，19-水平移位装置，20-铰接座，21-底排轨道，22-圆弧槽板，23-底板，24-连接件,25-弧形托架。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步清楚、完整地描述。

如图1-8所示的一种炮弹底排装卸机，包括机架1和装卸机构2，还包括送弹机构3、夹持装弹机构4和控制箱5，所述送弹机构3包括辅助支架6、炮弹托板7、升降装置8和水平移位装置9，辅助支架6设置在机架1一侧、且通过导轨10与机架1相连，升降装置8设置在炮弹托板7下方，水平移位装置9设置在机架1上，炮弹托板7通过升降装置8升高并沿下方导轨10移动至炮弹夹持工位就位，通过炮弹夹持工位的夹持装弹机构4将炮弹11夹持牢固并与装卸工位配合，通过装卸工位的装卸机构2对底排进行装卸；所述送弹机构3、夹持装弹机构4和装卸机构2均与控制箱5相连。

作为一种优选结构，所述夹持装弹机构4包括滑动底座12、上模13、下模14和连杆机构，所述下模14设置在滑动底座12上，所述连杆机构与上模13相连，通过连杆机构实现上模13和下模14的开合，所述滑动底座12与伸缩装置16相连，通过伸缩装置16使滑动底座12沿机架1上导向柱17滑移至装卸工位;滑动底座12上还设有弧形托架25, 弧形托架25设置在下模14外侧,炮弹11放置在下模14和弧形托架25上能够使炮弹11中心线保持水平。为了方便更换上模13和下模14以适应不同规格的炮弹，所述上模13与上模座15间、下模14与滑动底座12间均为可拆卸连接，可拆卸连接选用螺钉卡槽连接固定，使更换更容易，保证炮弹11中心高保持不变。

所述连杆机构包括夹紧油缸18、连杆19和铰接座20，夹紧油缸18上端铰接在滑动底座12顶部，夹紧油缸18下端活塞杆与连杆19铰接，上模13设置在上模座15上，连杆19与上模座15铰接，上模座15下端铰接在铰接座20上，铰接座20固定在滑动底座12上，通过夹紧油缸18和连杆19实现上模13和下模14的开合。通过夹紧油缸18驱动连杆19，从而带动上模13夹紧或松开炮弹11；送弹到位后夹紧炮弹11，确保炮弹11在拆卸或安装过程中有足够的反向扭矩，通过伸缩装置16驱动滑动底座12沿导向柱17移动，并把炮弹11送至装卸工位，装卸完成后再回到原位并松开炮弹11。

其中，所述升降装置8、水平移位装置9和伸缩装置16均为气缸，气源流量为20L/min，压力0.5～0.8MPa，利用升降装置8和水平移位装置9将炮弹11送至炮弹夹持工位，并将拆卸（装）好的炮弹11送回炮弹托板起始位，利用伸缩装置16可将炮弹11送至装卸工位，利用装卸机构2将炮弹11底排旋卸或旋装。其中，装卸机构2的具体结构及工作原理在授权公告号为CN203100582U的专利《偏心可拆换式炮弹底排旋卸装置》中有详细说明。

装卸机构2对底排旋卸或旋装的扭矩按5000N.m设计，当液压马达输出扭矩为5000N.m时，系统压力为P=10.88MPa，对应的液压站所需电机功率为10.44kW。因此，液压站电机选用型号：Y160M-4，功率为11kW的电机。为了适应多种规格炮弹、多种旋卸扭矩的要求，在液压系统中采用电液比例溢流阀对液压系统的压力进行控制，根据所需转矩，可以在控制箱的触摸屏上进行设定，随时进行改变，操作方便。

通过控制箱5内的电路控制各气缸、夹紧油缸18及装卸机构2的液压马达动作，通过升降装置8的气缸实现炮弹11的升降，通过水平移位装置9的气缸实现炮弹11的就位，通过夹持装弹机构4的夹紧油缸18上下炮弹11的夹紧固定，通过伸缩装置16的气缸使炮弹11与装卸机构2配合，通过装卸机构2的液压马达实现炮弹11底排的装卸；反之，各步骤操作完毕，再将信号反馈至控制箱5，通过电路控制各气缸、夹紧油缸18及装卸机构2的液压马达复位，进行下一个循环操作。

为了使炮弹11移动平稳，在炮弹托板7侧面还设有滑块，滑块能够与辅助支架6侧面的导槽配合。

另外，所述炮弹托板7和升降装置8均为两套，炮弹托板7包括圆弧槽板22和底板23，可将炮弹11两端放置在圆弧槽板22内托住，底板23与升降装置8的自由端固定连接，两个升降装置8通过连接件24与水平移位装置9的自由端固定连接。

当炮弹底排旋卸完毕，为了便于收集卸掉的底排，在装卸机构下方设有底排轨道21，可使卸掉的底排沿底排轨道21滑至下方的收集箱内进行收集。

为了提高自动化水平，通过控制箱5对整机的电路进行协调控制，电路控制部分需要完成以下几项工作：首先是对液压电动机进行驱动控制(不考虑气缸的气泵控制)，从而给整个液压系统提供动力，液压执行元件包括装卸机构2的液压马达和夹持装弹机构4的夹紧油缸18；其次是对液压马达、夹紧油缸18及各气缸的电磁换向阀的逻辑控制，分别实现送弹机构3(气动)、夹持装弹机构4(液压和气动)、旋卸机构2(液压)的各种程序化动作，以及上述动作的单步执行功能，以便于整机的调试；同时，还需有对装卸机构2、送弹机构3及夹持装弹机构4的机械装置的初始化复位，故障检测、报警和紧急停机等功能。

所述控制箱5内设有按钮、可编程序控制器、信号指示灯、中间继电器、压力继电器，可编程序控制器通过中间继电器、交流接触器对电动机进行控制，电动机进而对液压站控制，液压站对装卸机构2的液压马达及夹紧油缸18提供动力，夹紧油缸18和液压马达通过压力继电器向可编程序控制器输出压力信号；中间继电器通过电磁换向阀控制夹紧油缸18和液压马达的油量大小，通过夹紧油缸18和液压马达控制夹持装弹机构及装卸机构2的动作，通过导轨和导向柱两端的接近开关向可编程序控制器输出位置信号。电路控制部分组成框图如图9所示。

从上述功能可看出，电路控制部分的输入量均为开关量，输入信号类型有：对系统发出的按键指令和机械装置的运动位置检测信号。电路控制部分的输出量为开关量和模拟量，输出开关量有：电磁换向阀的通断信号以及送给指示灯的信号。输出模拟量有：根据产品设计的扭矩不同从而输出不同的模拟量值（4～20mA或0～10V）控制比例溢流阀来调整液压系统的压力，因此整个系统为电液开关控制系统，采用以可编程序控制器(PLC)为核心的设计方案。

炮弹维修具有一定的危险性，对安全性、可靠性有着较高要求，所以PLC采用日本三菱可编程序控制器（FX2N-48MR+ FX2N-2DA）进行程序化控制，集成I/O模块24/24，共计48个开关量，两路模拟量输出，其它器件选用法国施耐德电气的系列产品。由于有防爆要求，功率器件全部装入防爆电器控制柜内，导轨10和导向柱17两端的接近开关为直流3线24V用于机械运动的位置检测装置，由于该开关为接近发出信号不与机械装置直接接触，安全性很高。为了提高作业效率，降低劳动强度，整机控制箱采用大屏幕触摸屏进行参数设置，操作简单方便，并具有故障提示功能。电路控制部分的控制程序流程图如图10所示。

本发明主要用于炮弹底排增程弹底排装置的旋卸与旋装，以完成底排装置更换维修任务；同时兼顾考虑其它带底螺炮弹修理留有接口问题。其主要战术有技术指标与要求为：

(1) 主轴扭矩：≮5000N·m；

(2) 工作效率(不包括弹药准备时间）：≮40发/h。

(3) 人机工程：炮弹工作位的主轴轴线离地面高度为800mm。

(4) 适用环境：温度：-10℃～40℃；

相对湿度：≯95％；

海拔高度：≯2500m。

(5) 可靠性要求：平均无故障工作时间(不含操作者在1h内可自行排除的、故障)不应小于400h，使用寿命不少于15年。

(6) 维修性要求：设备结构设计应合理，便于维修，并尽可能多的采用标准件，以提高设备的标准化程度和零部件的互换性，且故障平均排除时间不大于6h。

(7) 安全性要求：①电路控制系统应设置连锁机构，操作失误不应造成故障或事故；②机械执行部分不允许出现机械撞击弹药敏感部位现象，出现故障应能自动停机；③工作状态应采取良好的接地措施，且不得产生电火花、机械火花或高温，符合有关标准规定的电气防爆和防静电要求。

(8) 外观要求：外观选型应美观、大方，涂漆质量应符合JB2855《机床涂漆技术条件》的要求。

综上所述，本发明具有结构合理紧凑、操作轻松方便的优点，满足了以上主要战术技术指标与要求，利用升降装置实现炮弹的升降，利用水平移位装置可将炮弹移至炮弹夹持工位或复位，通过夹持装弹机构将炮弹固定夹紧并移至装卸工位，利用装卸机构对炮弹底排进行装卸；通过控制箱协调送弹机构、夹持装弹机构和装卸机构的动作，实现炮弹底排的自动装卸。利用本发明可提高炮弹底排装卸的工作效率，降低劳动强度，提高了弹药底排装卸的机械化及自动化作业水平，提高了炮弹底排装卸的安全系数，对提升新型弹药的维修能力具有重要意义。

显然，以上所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。描述中的很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (9)

1.一种炮弹底排装卸机，包括机架（1）和装卸机构（2），其特征在于：还包括送弹机构（3）、夹持装弹机构（4）和控制箱（5），所述送弹机构（3）包括辅助支架（6）、炮弹托板（7）、升降装置（8）和水平移位装置（9），辅助支架（6）设置在机架（1）一侧、且通过导轨（10）与机架（1）相连，升降装置（8）设置在炮弹托板（7）下方，水平移位装置（9）设置在机架（1）上，炮弹托板（7）和升降装置（8）均为两套，炮弹托板（7）包括圆弧槽板（22）和底板（23）；炮弹托板（7）通过升降装置（8）升高并沿下方导轨（10）移动至炮弹夹持工位就位，通过炮弹夹持工位的夹持装弹机构（4）将炮弹（11）夹持牢固并与装卸工位配合，通过装卸工位的装卸机构（2）对底排进行装卸；所述送弹机构（3）、夹持装弹机构（4）和装卸机构（2）均与控制箱（5）相连；所述夹持装弹机构（4）包括滑动底座（12）、上模（13）、下模（14）和连杆机构，所述下模（14）设置在滑动底座（12）上，所述连杆机构与上模（13）相连，通过连杆机构实现上模（13）和下模（14）的开合，上模（13）与下模（14）均设有与炮弹相配合的圆弧槽，所述滑动底座（12）与伸缩装置（16）相连，通过伸缩装置（16）使滑动底座（12）沿机架（1）上导向柱（17）滑移至装卸工位。

2.根据权利要求1所述的炮弹底排装卸机，其特征在于：所述升降装置（8）、水平移位装置（9）和伸缩装置（16）均为气缸。

3.根据权利要求1所述的炮弹底排装卸机，其特征在于：所述连杆机构包括夹紧油缸（18）、连杆（19）和铰接座（20），夹紧油缸（18）上端铰接在滑动底座（12）顶部，夹紧油缸（18）下端活塞杆与连杆（19）铰接，上模（13）设置在上模座（15）上，连杆（19）与上模座（15）铰接，上模座（15）下端铰接在铰接座（20）上，铰接座（20）固定在滑动底座（12）上，通过夹紧油缸（18）和连杆（19）实现上模（13）和下模（14）的开合。

4.根据权利要求3所述的炮弹底排装卸机，其特征在于：所述上模（13）与上模座（15）间、下模（14）与滑动底座（12）间均为可拆卸连接。

5.根据权利要求１所述的炮弹底排装卸机，其特征在于：所述炮弹托板（7）侧面设有滑块，滑块能够与辅助支架（6）侧面的导槽配合。

6.根据权利要求１所述的炮弹底排装卸机，其特征在于：所述炮弹托板（7）和升降装置（8）均为两套，底板（23）与升降装置（8）的自由端固定连接，两个升降装置（8）通过连接件（24）与水平移位装置（9）的自由端固定连接。

7.根据权利要求１所述的炮弹底排装卸机，其特征在于：所述装卸机构（2）下方设有底排轨道（21）。

8.根据权利要求1所述的炮弹底排装卸机，其特征在于：所述导轨（10）和导向柱（17）的两端均设有接近开关。

9.根据权利要求3所述的炮弹底排装卸机，其特征在于：所述控制箱（5）内设有按钮、可编程序控制器、信号指示灯、中间继电器、压力继电器，可编程序控制器通过中间继电器、交流接触器对电动机进行控制，电动机进而对液压站控制，液压站对装卸机构（2）的液压马达及夹紧油缸（18）提供动力，夹紧油缸（18）和液压马达通过压力继电器向可编程序控制器输出压力信号；中间继电器通过电磁换向阀控制夹紧油缸（18）和液压马达的油量大小，通过夹紧油缸（18）和液压马达控制夹持装弹机构及装卸机构的动作，通过导轨（10）和导向柱（17）两端的接近开关向可编程序控制器输出位置信号。