CN109186340A - 一种摩擦力可调刚度可变式缓冲装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种摩擦力可调刚度可变式缓冲装置，身管和节套带动套筒一起后坐运动，套筒和摩擦片相对于摩擦套和导引杆向后运动，在调节簧弹性力正压力作用下，摩擦套与摩擦片之间产生滑动摩擦力，此摩擦力会在系统后坐运动过程中耗散掉一部分后坐动，且可以通过改变调节簧的正压力来控制该摩擦力的大小。同时，后置弹簧具有一定的预压力，在缓冲过程中，摩擦套带动前滑板向后运动，使前置弹簧不断压缩，当前置弹簧所受压力大于预压力时，后置弹簧也开始压缩，此时多级弹簧构成串联关系，使得缓冲运动更加的平稳。

Description

一种摩擦力可调刚度可变式缓冲装置

技术领域

本发明涉及一种缓冲器技术，特别是一种摩擦力可调刚度可变式缓冲装置。

背景技术

19世纪中叶以前，一般火炮的炮身系通过耳轴与炮架连接，即所谓的刚性炮架。刚性炮架火炮发射时炮架受力大，炮管连同炮架整体后坐。因此，不得不把火炮设计的笨重，以至于在战场上机动性能差。又因为发射时整个火炮产生较大的位移，重新复位和瞄准都得浪费时间，使发射速度受到很大的影响。为解决上述问题，系统设计者尝试着在身管和底座之间安装一个缓冲器，以减少火炮射击时对炮架的作用力。

目前，常用的液压式缓冲器缓冲性能好，但存在泄漏风险，故障诊断复杂，极端环境下无法使用的弊端。而现有弹簧缓冲器虽结构简单，但身管后坐位移大，后座力大，且使得身管后坐前冲往复震动时间变长，影响系统的连续射击的精度。为了解决上述问题，提出了将恒定摩擦力与弹簧式缓冲器相结合的缓冲装置(ZL201518003333.5)但由于摩擦力不可调控，使得装置的性能和使用范围均受到限制，且随着摩擦片的磨损，装置的缓冲效果也受到影响。同时，在振动研究领域中，也提出了一种变刚度减振装置(邱明，廖振强，王涛，宋杰，肖俊波，李佳圣，李洪强.刚度可变偏重块移动式惯性激振装置，ZL 201310681174.4)。由此设计出一种摩擦力可调刚度可变式缓冲装置，大大改善了缓冲装置的使用性能和缓冲效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种摩擦力可调刚度可变式缓冲装置，该装置在于大幅度提高火炮与自动系统弹丸初速，且后坐力小、装置结构简单的系统摩擦力可变型缓冲器。

一种摩擦力可调刚度可变式缓冲装置，包括套筒、摩擦套、导引杆、限位套、摩擦片、外箍、调节簧、堵头、若干弹簧；套筒前端设置于缓冲器连接的缓冲器安装孔，套筒沿轴向设置圆柱形盲孔，套筒侧壁上设置两个相对的且与圆柱形凹槽连通的矩形方孔，限位套固定于套筒后端，摩擦套设置于套筒的盲孔内且位于矩形方孔处，摩擦套外径与套筒盲孔内径相同，导引杆前端设置于摩擦套内，导引杆前端外径与摩擦套内径相同，导引杆后端设置于限位套内，导引杆后端外径与限位套内径相同，摩擦片两个且分别设置于矩形方孔内，摩擦片与矩形方孔的内壁贴合在一起，摩擦片的内壁弧面与摩擦套的外径相等且与摩擦套外壁贴合在一起，摩擦片的外壁弧面的弧度与套筒相同，摩擦片的外壁面沿径向设置盲孔，外箍沿轴向设置外箍中心孔，外箍沿径在两端向设置与外箍中心孔连通的调节簧孔，堵头两个且设置台阶，堵头分别设置于调节簧孔内，调节簧设置于堵头端面和盲孔底面之间，弹簧套于导引杆上且弹簧之间通过滑板连接，最前端的弹簧前端设置滑板且该滑板设置于摩擦套后侧，最后端的弹簧后端与限位套固定连接。

采用上述装置，调节簧对摩擦片的压力可调。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：(1)通过设置带摩擦装置的多级弹簧缓冲器，有效减小了后半程的缓冲特性曲线斜率，结合摩擦装置大大降低了系统的后坐力和后座位移，并缩短了系统后坐前冲往复震动时间；(2)合理调节摩擦块的摩擦阻尼以及多级弹簧各自的弹性系数，可以使第一段的斜率尽可能大，使后边的斜率尽可能小，使整体缓冲效果接近于液压缓冲器；(3)通过设置摩擦片与摩擦套正压力保持恒定机构，使得缓冲器中的摩擦力保持不变，因此能保证系统后坐力和后座位移等参数的稳定，从而提高系统的连续射击精度；(4)可适应各种不同口径的系统稳定发射需要，只需要在现有火炮或自动武器系统上进行简单的改造即可，安装简单；(5)该装置结构简单，尺寸下，重量轻，加工工艺好，生产成本低。

下面结合说明书附图对本发明作进一步描述。

附图说明

图1本发明的系统摩擦力可调式缓冲器的整体结构示意图。

图2是本发明的系统摩擦力可调式缓冲器系统详细结构示意图。

图3是本发明的系统摩擦力可调式缓冲器在摩擦片处的断面结构示意图。

图4是本发明的系统摩擦力可调式缓冲器的套筒的结构示意图。

图5是本发明的系统摩擦力可调式缓冲器的套筒的立体结构示意图。

图6是本发明的系统摩擦力可调式缓冲器的摩擦套结构示意图。

图7是本发明的系统摩擦力可调式缓冲器的外箍结构示意图。

图8是本发明的系统摩擦力可调式缓冲器的导引杆立体结构示意图。

图9是本发明的系统摩擦力可调式缓冲器的摩擦片结构示意图。

图10是本发明的系统摩擦力可调式缓冲器的摩擦片的立体结构示意图。

图11是本发明的系统摩擦力可调式缓冲器的堵头结构示意图。

图12是本发明的系统摩擦力可调式缓冲器的压紧套筒结构示意图。

具体实施方式

结合图1至12，一种摩擦力可调刚度可变式缓冲装置,包括套筒1、摩擦套2、导引杆4、压紧套筒7/限位套10、摩擦片11、外箍3、调节簧12、堵头14、若干弹簧；套筒1前端设置于缓冲器连接的缓冲器安装孔105，套筒1沿轴向设置圆柱形盲孔，套筒1侧壁上设置两个相对的且与圆柱形凹槽连通的矩形方孔104，限位套10固定于套筒1后端，摩擦套2设置于套筒1的盲孔内且位于矩形方孔104处，摩擦套2外径与套筒1盲孔内径相同，导引杆4前端设置于摩擦套2内，导引杆4前端外径与摩擦套2内径相同，导引杆4后端设置于限位套10内，导引杆4后端外径与限位套10内径相同，摩擦片11两个且分别设置于矩形方孔104内，摩擦片11与矩形方孔104的内壁贴合在一起，摩擦片11的内壁弧面与摩擦套2的外径相等且与摩擦套2外壁贴合在一起，摩擦片11的外壁弧面的弧度与套筒1相同，摩擦片11的外壁面沿径向设置盲孔1103，外箍3沿轴向设置外箍中心孔301，外箍3沿径在两端向设置与外箍中心孔301连通的调节簧孔302，堵头14两个且设置台阶，堵头14分别设置于调节簧孔302内，调节簧12设置于堵头14端面和盲孔1103底面之间，弹簧套于导引杆4上且弹簧之间通过滑板连接，最前端的弹簧前端设置滑板且该滑板设置于摩擦套2后侧，最后端的弹簧后端与限位套10固定连接，压紧套筒7内的通孔呈阶梯状且前端通孔内径大于后端通孔内径，压紧套筒7前端内径与最前端的弹簧前端的滑板外径相同，最前端的弹簧前端的滑板设置于压紧套筒7内。

堵头14包括堵头圆柱1401和堵头圆盖1402，堵头圆盖1402的直径大于堵头圆柱1401直径，堵头圆柱1401设置于调节簧孔302内，堵头圆盖1402卡在调节簧孔302上端面上。堵头圆盖1402与调节簧孔302上端面之间设置调节垫片13。

应有多种厚度的调节垫片13可供选择。

装置内的弹簧结构不限于两级串联，亦可采用多级弹簧串联。

受到缓冲力时，身管和节套带动套筒1一起后坐运动，套筒1和摩擦片11相对于摩擦套2和导引杆4向后运动，在调节簧12弹性力正压力作用下，摩擦套2与摩擦片11之间产生滑动摩擦力，此摩擦力会在系统后坐运动过程中耗散掉一部分后坐动，且可以通过改变调节簧12的正压力来控制该摩擦力的大小。同时，后置弹簧具有一定的预压力，在缓冲过程中，摩擦套2带动前滑板5向后运动，使前置弹簧不断压缩，当前置弹簧所受压力大于预压力时，后置弹簧62也开始压缩，此时多级弹簧构成串联关系，使得缓冲运动更加的平稳。系统的一部分缓冲动能转化为缓冲簧的弹性势能，另一部分则以摩擦内能的形式耗散掉，使得缓冲簧的压缩变形减少，系统的后坐位移和后坐力都会大大下降。

实施例

一种摩擦力可调刚度可变式缓冲装置，包括套筒1、摩擦套2、外箍3、导引杆4、前滑板5、前置弹簧61、后置弹簧62、压紧套筒7、后滑板8、垫片9、限位套10、摩擦片11、调节簧12、调节垫片13、堵头14，

所述的套筒1内有同轴且直径依次增大的摩擦套圆柱孔101、缓冲簧圆柱孔102和限位套圆柱孔103，套筒1上有套筒外圆柱106，套筒外圆柱106与摩擦套圆柱孔101同轴，套筒外圆柱106上有矩形方孔104，矩形方孔104与摩擦套圆柱孔101相贯通，套筒1一端有缓冲器安装孔105，所述的摩擦套2有同轴的摩擦套外圆柱面201和摩擦套内孔202，所述的外箍3有外箍中心孔301和调节簧孔302，外箍中心孔301轴线与调节簧孔302轴线正交，外箍中心孔301与调节簧孔302完全贯通，所述的导引杆4上有同轴且直径增大的摩擦套连接轴401和导引轴402，所述的压紧套筒7有同轴的大圆柱孔701、小圆柱孔702，所述的摩擦片11表面上有同轴的摩擦片小圆柱面1101和摩擦片大圆柱面1102，摩擦片大圆柱面1101的直径小于套筒外圆柱106的直径，摩擦片11另外四个表面为平面，摩擦片大圆柱面1102上有盲孔1103，盲孔1103的轴线与摩擦片小圆柱面1101的轴线正交，

所述的堵头14上有堵头圆柱1401和堵头圆盖1402，堵头圆柱1401的直径小于堵头圆盖1402的直径，摩擦套外圆柱面201插装在摩擦套圆柱孔101内，摩擦套外圆柱面201与摩擦套圆柱孔101之间为间隙配合，摩擦套连接轴401与摩擦套内孔202的直径相等且插装固定在摩擦套内孔202内，摩擦片11插装在矩形方孔104内，摩擦片小圆柱面1101的直径与摩擦套外圆柱面201的直径相等且贴合在一起，摩擦片11的四个为平面的外表面风别与矩形方孔104的四个壁面贴合在一起，套筒外圆柱106与外箍中心孔301的直径相等且插装在外箍中心孔301内，盲孔1103与调节簧孔302直径相等且对准连通，堵头圆柱1401与调节簧孔302直径相等且插装在调节簧孔302的口部，

堵头圆柱1401端面与盲孔1103的底面之间安装有调节簧12，堵头圆盖1402与调节簧孔302的口部端面之间设置有调节垫片13，限位套10插装固定在限位套圆柱孔103内，限位套10的一个端面与限位套圆柱孔103的底面重合，导引轴402插装在限位套10内，

导引轴402与限位套10内孔的配合为间隙配合，摩擦套连接轴401上套装有前滑板5、前置弹簧61、后置弹簧62、压紧套筒7、后滑板8、垫片9，前置弹簧61放置于前滑板5与后滑板8之间，前滑板5外圆柱面与压紧套筒大圆柱孔701之间为间隙配合，垫片9插装在缓冲簧圆柱孔102内，垫片9外圆柱面与缓冲簧圆柱孔102之间为间隙配合，垫片9内孔直径小于导引轴402的直径，压紧套筒大圆柱孔701内径大于前滑板5外圆柱面直径，小圆柱孔702内径小于后滑板8外圆柱面直径，初始状态时后置弹簧62、调节簧12处于压缩状态。

前置弹簧61、后置弹簧62为串联关系。

可以通过扭转调节堵头14来改变调节簧12的正压力，从而控制摩擦套2的滑动摩擦力。

摩擦套2和导引杆4应采用销钉或其他方法牢固固定在一起，套筒1和限位套7应采用销钉或其他方法牢固固定在一起。

受到缓冲力时，身管和节套带动套筒1一起后坐运动，套筒1和摩擦片11相对于摩擦套2和导引杆4向后运动，在调节簧12弹性力正压力作用下，摩擦套2与摩擦片11之间产生滑动摩擦力，此摩擦力会在系统后坐运动过程中耗散掉一部分后坐动，且可以通过改变调节簧12的正压力来控制该摩擦力的大小。同时，后置弹簧62具有一定的预压力，在缓冲过程中，摩擦套2带动前滑板5向后运动，使前置弹簧61不断压缩，当前置弹簧61所受压力大于预压力时，后置弹簧62也开始压缩，此时多级弹簧构成串联关系，使得缓冲运动更加的平稳。系统的一部分缓冲动能转化为缓冲簧的弹性势能，另一部分则以摩擦内能的形式耗散掉，使得缓冲簧的压缩变形减少，系统的后坐位移和后坐力都会大大下降。

Claims (5)

1.一种摩擦力可调刚度可变式缓冲装置，其特征在于，包括套筒(1)、摩擦套(2)、导引杆(4)、限位套(10)、摩擦片(11)、外箍(3)、调节簧(12)、堵头(14)、若干弹簧；其中

套筒(1)前端设置于缓冲器连接的缓冲器安装孔(105)，

套筒(1)沿轴向设置圆柱形盲孔，

套筒(1)侧壁上设置两个相对的且与圆柱形凹槽连通的矩形方孔(104)，限位套(10)固定于套筒(1)后端，

摩擦套(2)设置于套筒(1)的盲孔内且位于矩形方孔(104)处，

摩擦套(2)外径与套筒(1)盲孔内径相同，

导引杆(4)前端设置于摩擦套(2)内，

导引杆(4)前端外径与摩擦套(2)内径相同，

导引杆(4)后端设置于限位套(10)内，

导引杆(4)后端外径与限位套(10)内径相同，

摩擦片(11)两个且分别设置于矩形方孔(104)内，

摩擦片(11)与矩形方孔(104)的内壁贴合在一起，

摩擦片(11)的内壁弧面与摩擦套(2)的外径相等且与摩擦套(2)外壁贴合在一起，

摩擦片(11)的外壁弧面的弧度与套筒(1)相同，

摩擦片(11)的外壁面沿径向设置盲孔(1103)，

外箍(3)沿轴向设置外箍中心孔(301)，

外箍(3)沿径在两端向设置与外箍中心孔(301)连通的调节簧孔(302)，堵头(14)两个且设置台阶，

堵头(14)分别设置于调节簧孔(302)内，

调节簧(12)设置于堵头(14)端面和盲孔(1103)底面之间，

弹簧套于导引杆(4)上且弹簧之间通过滑板连接，

最前端的弹簧前端设置滑板且该滑板设置于摩擦套(2)后侧，

最后端的弹簧后端与限位套(10)固定连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，调节簧(12)对摩擦片(11)的压力可调。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括压紧套筒(7)，

压紧套筒(7)内的通孔呈阶梯状且前端通孔内径大于后端通孔内径，

压紧套筒(7)前端内径与最前端的弹簧前端的滑板外径相同，

最前端的弹簧前端的滑板设置于压紧套筒(7)内。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，堵头(14)包括堵头圆柱(1401)和堵头圆盖(1402)，

堵头圆盖(1402)的直径大于堵头圆柱(1401)直径，

堵头圆柱(1401)设置于调节簧孔(302)内，

堵头圆盖(1402)卡在调节簧孔(302)上端面上。

5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，堵头圆盖(1402)与调节簧孔(302)上端面之间设置调节垫片(13)。