RU2657034C1 - Устройство для снаряжения артиллерийских боеприпасов - Google Patents
Устройство для снаряжения артиллерийских боеприпасов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2657034C1 RU2657034C1 RU2017101516A RU2017101516A RU2657034C1 RU 2657034 C1 RU2657034 C1 RU 2657034C1 RU 2017101516 A RU2017101516 A RU 2017101516A RU 2017101516 A RU2017101516 A RU 2017101516A RU 2657034 C1 RU2657034 C1 RU 2657034C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- hydraulic
- hydraulic pump
- pressing
- rod
- hydraulic cylinder
- Prior art date
Links
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims abstract description 64
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 15
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 15
- 239000002360 explosive Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 19
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 17
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 8
- 238000012546 transfer Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 10
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 5
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 5
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 4
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 4
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 4
- 230000009172 bursting Effects 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 1
- 238000013467 fragmentation Methods 0.000 description 1
- 238000006062 fragmentation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 230000036561 sun exposure Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F42—AMMUNITION; BLASTING
- F42B—EXPLOSIVE CHARGES, e.g. FOR BLASTING, FIREWORKS, AMMUNITION
- F42B33/00—Manufacture of ammunition; Dismantling of ammunition; Apparatus therefor
- F42B33/02—Filling cartridges, missiles, or fuzes; Inserting propellant or explosive charges
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области снаряжения боеприпасов (БП) и может быть использовано для прессования разрывного снаряда (РЗ) из сыпучих взрывчатых составов (ВС) непосредственно в каморе снаряда. Устройство содержит станину с расположенной на ней платформой с гнездом для установки корпуса снаряда, прессующий механизм с вертикальным гидроцилиндром верхнего расположения и закрепленным на штоке гидроцилиндра прессующим инструментом, дозатор, снабженный устройством порционной подачи ВС в корпус БП, гидронасос, систему управления. Бункер дозатора установлен на весоизмерительном датчике, дозатор оборудован шнек-винтом с электроприводом, гидроцилиндр оснащен встроенным датчиком линейного перемещения штока, в напорную магистраль гидронасоса встроены датчик давления и гидрораспределитель с электроуправлением, выходы которого соединены гидролиниями с установленными в них предохранительными клапанами со штоковой и плунжерной полостями гидроцилиндра, а в линии слива гидронасоса установлен переменный дроссель. Система управления содержит блок регулирования, блок задания программы, блок сравнения. Выходы блока регулирования подключены через частотные преобразователи к электроприводам дозатора и гидронасоса. К входам блока сравнения подключены выходы весоизмерительного датчика, датчика линейного перемещения штока и частотного преобразователя электропривода гидронасоса, вход которого соединен с выходом датчика давления. Система управления по показаниям датчика линейного перемещения штока корректирует последнюю порцию ВС в соответствии с ее величиной, рассчитанной по формуле. Изобретение позволяет повысить технологичность процесса снаряжения БП, упростить конструкцию устройства для повышения надежности работы, повысить безопасность прессования РЗ при управляемом процессе нагружения уплотняемого ВС. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Заявляемое техническое решение относится к области снаряжательной промышленности и может быть использовано для формирования разрывного снаряда (РЗ) из сыпучих взрывчатых составов (ВС) методом прессования непосредственно в каморе артиллерийских осколочно-фугасных боеприпасов (БП) и боевых частей.
Известно, используемое для формирования РЗ из мощных высокочувствительных ВС, устройство прессования ВС малыми порциями, в котором осуществляется последовательная подача в корпус БП порций сыпучего ВС и уплотнение каждой порции до заданной плотности пуансоном, совершающим возвратно-поступательное и угловое перемещение вокруг своей оси (Кунин Н.Ф., Юрченко Б.Д. Шнекование взрывчатых веществ. М., Дом техники МОП СССР, 1957, с. 110). Это устройство содержит гидроцилиндр, к штоку которого крепится платформа с посадочным гнездом, пуансон (пресс-инструмент - ПИ), снабженный приводами возвратно-поступательного и поворотного движений, дозатор и систему противодавления. Работа устройства осуществляется следующим образом: пустой корпус БП устанавливается очком вверх в гнездо платформы, срабатывает гидроцилиндр, и при подъеме платформы ПИ вводится в камору снаряда. Далее включается кривошипно-шатунный привод и ПИ начинает совершать возвратно-поступательные движения. При подъеме ПИ вверх сыпучий ВС из дозатора самотеком поступает в камеру БП, а при опускании ПИ вниз ВС уплотняется торцевой поверхностью ПИ. Для равномерного уплотнения вещества по сечению каморы БП пуансон при каждом движении вверх поворачивается вокруг своей оси на определенный угол. В процессе уплотнения ВС усилие прессования воспринимается гидросистемой через поршень цилиндра, и, регулируя создаваемое в гидросистеме давление с помощью клапана противодавления, достигают необходимую плотность получаемого заряда.
К недостаткам этого устройства относятся гравитационный способ подачи неопределенной дозы ВС из бункера и его невысокая производительность. Кроме того, в данном устройстве отсутствует аппаратура контроля, обеспечивающая безопасность процесса формирования РЗ. Снаряженный на данном устройстве БП требует доработки с помощью вспомогательных операций (допрессовки) для придания РЗ заданных геометрических размеров (высоты), что невозможно обеспечить располагаемыми в устройстве средствами.
Известно устройство для снаряжения боеприпасов порошкообразными взрывчатыми составами, содержащее прессующий механизм с гидроцилиндром и пресс-инструментом, траверсу с кривошипно-шатунным приводом, механизм зажима и поворота корпуса снаряда, питатель, устройство контроля послойного роста заряда и гидравлическую систему противодавления (патент РФ 2520585 F42B 33/02, опубликован 27.06.2014 г.). Вал кривошипно-шатунного привода жестко связан через синусный механизм с храповой муфтой механизма поворота снаряда, что исключает возможность одновременного прессования порции ВС ПИ, совершающим возвратно-поступательное движение и поворота снаряда. Устройство контроля послойного роста заряда контролирует рост заряда при каждом ходе пресс-инструмента и прерывает процесс прессования при несанкционированном прекращении подачи ВС в камору снаряда.
Недостатком этого устройства является его ограниченная производительность, обусловленная гравитационной подачей сыпучего ВС из питателя в зону прессования, а также отсутствие средств контроля, обеспечивающих безопасность процесса прессования. Высокая интенсивность процесса уплотнения ВС (90 ударов ПИ в минуту) препятствует выходу воздуха из пор ВС в процессе прессования, что приводит к появлению в РЗ областей с защемленным воздухом и снижению средней плотности РЗ в целом. Кроме того, формируемый РЗ обладает значительной разноплотностью, характеризующейся повышенной плотностью в центральной его части по сравнению с периферийной (околостенной) зоной. Основной причиной этого является незначительная по времени длительность (0,1…0,2 с) силового воздействия ПИ на уплотняемый слой ВС, обусловленная особенностями механического привода возвратно-поступательного перемещения ПИ от кривошипно-шатунного механизма, при небольшом, относительно диаметра боеприпаса, размере торца ПИ. Этого времени недостаточно для создания необходимой величины бокового давления, являющегося реакцией осевого усилия со стороны торца ПИ, в слоях ВС, удалённых от центральной зоны, что, как следствие, приводит к пониженной плотности на периферии заряда. Устройство контроля послойного роста заряда, выполненное в виде дискретного датчика, взаимодействующего с перфорированной линейкой, позволяет контролировать процесс прессования только определенной дозы ВС и требует замены линейки при переходе на другой тип ВС, что ограничивает функциональные возможности. Конструкция данного устройства в части механизма привода главного движения, механизма холостых перемещений ПИ и системы настройки противодавления достаточно сложна и требует повышенного ухода. Невысокая точность дозирования ВС и контроля роста заряда приводят к получению снаряженных БП с РЗ различных геометрических размеров (по высоте РЗ), что обуславливает необходимость их допрессовки на вспомогательном оборудовании для придания РЗ заданной высоты.
Известен пресс для порошковых материалов, в том числе для прессования порошковых ВС в артиллерийские снаряды. Пресс содержит трамбовочный (прессующий) механизм, дозатор сыпучего ВС, копирное устройство и механизм углового поворота корпуса снаряда. Трамбовочный механизм выполнен в виде вертикального гидроцилиндра двойного действия, к плунжерной штанге которого крепится пресс-инструмент. Дозатор снабжен мешалкой и устройством порционной подачи ВС по гибкому массопроводу к центральному отверстию ПИ. На основании станины пресса установлена поворотная платформа с гнездом, в которое устанавливается корпус снаряда. Платформа снабжена приводом углового перемещения от гидромотора (патент США 2927499 от 08.03.1960 - прототип). При работе пресса плунжерная штанга опускается в нижнее положение и ПИ вводится в камору снаряда. Далее гидросистема управления обеспечивает попеременное подключение полостей гидроцилиндра к напорной магистрали, за счет чего пресс-инструменту сообщается возвратно-поступательное перемещение. Сыпучий ВС из дозатора по гибкому массопроводу подается к центральному отверстию ПИ и гравитационным способом транспортируется под прессующую пятку ПИ. При опускании ПИ вниз происходит уплотнение поступившей порции ВС. При подъеме ПИ вверх включается привод углового перемещения платформы, и корпус снаряда поворачивается на определенный угол, обеспечивая тем самым равномерное уплотнение ВС в поперечном сечении снаряда.
Данное устройство может использоваться для прессования РЗ из мощных порошковых ВС, однако имеет ряд недостатков. Устройство оснащено сложной гидравлической системой управления, которая должна обеспечивать как холостые перемещения ПИ при его введении в камору БП, так и возвратно-поступательные перемещения ПИ при прессовании, а также при этом поддерживать в верхней полости гидроцилиндра определенный уровень давления для обеспечения необходимой плотности формируемого заряда. Поворот корпуса снаряда на определенный угол должен быть жестко синхронизирован по времени с моментом отрыва ПИ от прессуемого слоя ВС. В рассматриваемом устройстве поворот снаряда происходит от гидропривода и его жесткая синхронизация с перемещением ПИ отсутствует, что чревато возникновением аварийных ситуаций. Сложность конструкции устройства отражается на технологических возможностях, которые не позволят достичь высокой производительности. В устройстве прессования отсутствуют аппаратура контроля, обеспечивающая безопасность ведения процесса снаряжения. Кроме того в данном устройстве отсутствуют средства, позволяющие сформировать РЗ заданной высоты, вследствие чего для БП требуется проведение окончательной операции - допрессовки.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание устройства для снаряжения артиллерийских боеприпасов сыпучими ВС прессованием в корпусе БП, которое за счет улучшения технологичности процесса позволит получить качественный разрывной заряд, удовлетворяющий требованиям по его плотности, при одновременном повышении безопасности процесса и упрощении конструкции устройства.
К заявляемому устройству для снаряжения артиллерийских БП предъявляются следующие технические требования:
- повысить технологичность процесса уплотнения ВС для получения формируемого заряда со средней плотностью не ниже 0,92 ТМП (теоретическая максимальная плотность) при равномерном распределении плотности по объему заряда;
- упростить конструкцию устройства для повышения надежности работы;
- повысить безопасность прессования разрывного заряда при управляемом процессе нагружения уплотняемого ВС.
Для достижения указанных технических требований предлагается устройство для снаряжения артиллерийских БП, которое, как и наиболее близкое к нему, гидравлический пресс для прессования порошковых материалов по патенту США 2927499, содержит станину с расположенной на ней платформой с гнездом для установки корпуса снаряда, прессующий механизм с вертикальным гидроцилиндром верхнего расположения и закреплённым на штоке гидроцилиндра прессующим инструментом, дозатор, снабженный устройством порционной подачи ВС в корпус БП, гидронасос, систему управления.
В отличие от известных технических решений бункер дозатора устройства установлен на весоизмерительном датчике, дозатор оборудован шнек-винтом с электроприводом, гидроцилиндр оснащен встроенным датчиком линейного перемещения штока. В напорную магистраль гидронасоса встроены датчик давления и гидрораспределитель с электроуправлением, выходы которого соединены гидролиниями с установленными в них предохранительными клапанами со штоковой и плунжерной полостями гидроцилиндра, а в линии слива гидронасоса установлен переменный дроссель. Система управления содержит блок регулирования, блок задания программы, блок сравнения. Выходы блока регулирования подключены через частотные преобразователи к электроприводам дозатора и гидронасоса. Выход блока задания программы соединен с первым входом блока сравнения, выход которого подключен к входу блока регулирования. Ко второму, третьему и четвертому входам блока сравнения подключены выход весоизмерительного датчика, выход датчика линейного перемещения штока, выход частотного преобразователя электропривода гидронасоса, вход которого соединен с выходом датчика давления.
Заявляемое устройство для снаряжения артиллерийских БП обладает следующими преимуществами:
- установка бункера дозатора на весоизмерительном датчике, оснащение дозатора шнек-винтом с электроприводом, включение в систему управления блоков регулирования, задания программы и сравнения, подключение блока регулирования к электроприводу дозатора через частотный преобразователь, соединение выхода блока задания программы с первым входом блока сравнения, выход которого подключен к входу блока регулирования, подключение ко второму входу блока сравнения выхода весоизмерительного датчика позволяет последовательно загружать в корпус наполняемого БП строго определенные порции и избежать пересыпания излишков ВС за счет регулирования в процессе дозирования скорости шнек-винта. Оснащение гидроцилиндра встроенным датчиком линейного перемещения штока, установка в напорную магистраль гидронасоса датчика давления и гидрораспределителя с электроуправлением, выходы которого соединены гидролиниями со штоковой и плунжерной полостями гидроцилиндра, установка в линии слива гидронасоса переменного дросселя, подключение выхода блока регулирования через частотный преобразователь к электроприводу гидронасоса, подключение к третьему и четвертому входам блока сравнения выходов датчика линейного перемещения штока и частотного преобразователя электропривода гидронасоса, вход которого соединен с выходом датчика давления, позволяет контролировать высоту каждой спрессованной порции, рассчитать и откорректировать величину последней порции ВС для получения РЗ требуемых размеров, обеспечивает за счет регулирования скорости электропривода гидронасоса переключение скорости перемещения штока и закрепленного на нем прессинструмента в ходе последовательного прессования порций ВС со скорости холостого перемещения - 200 мм/с, на рабочую скорость прессования, равную 2,4 мм/с, а также осуществлять плавные, с заданным темпом, набор и сброс давления, производить необходимую выдержку порции ВС при заданном максимальном давлении в процессе прессования. Реализация управляемого режима прессования позволяет повысить технологичность процесса уплотнения каждой порции ВС за счет своевременной эвакуация воздуха из пор ВС в процессе его уплотнения, распределения внутренних напряжений и плотности по объему прессуемого РЗ, включая периферийную зону, снижения остаточных растягивающих напряжений, и в итоге сформировать заряд со средней плотностью более 0,92 ТМП при её равномерном распределении по объему РЗ без поворота снаряда после прессования каждой очередной порции;
- подключение выхода блока регулирования через частотный преобразователь к электроприводу гидронасоса, обеспечивающее режим прессования за счет регулирования скорости электропривода гидронасоса, позволяет снизить потери мощности, повысить коэффициент полезного действия, понизить требования к качеству масла, исключить нагрев рабочей жидкости (масла) в гидросистеме, уменьшить трудозатраты на её регулировку и обслуживание, что, наряду с исключением из конструкции устройства поворота снаряда в процессе прессования, позволяет упростить конструкцию устройства и повысить надежность его работы;
- оснащение напорной магистрали гидронасоса гидрораспределителем с электроуправлением, выходы которого соединены гидролиниями с установленными в них предохранительными клапанами со штоковой и плунжерной полостями гидроцилиндра, подключение выхода блока регулирования через частотные преобразователи к электроприводам дозатора и гидронасоса, обеспечивая плавные, с заданным темпом, набор и сброс давления, необходимую выдержку порции ВС при заданном максимальном давлении, исключает ударные нагрузки на ВС и повышает безопасность прессования разрывного заряда, а ограничение максимального давления прессования настройками предохранительных клапанов, ограничение максимального нагрузочного момента, скорости электроприводов дозатора и гидронасоса настройками частотных преобразователей, блокировки блоков сравнения и регулирования предотвращают возникновение аварийных ситуаций при работе оборудования.
Следовательно, все существенные признаки заявляемого изобретения причинно-следственно связаны с достигаемым техническим результатом.
Других технических решений, кроме прототипа, частично совпадающих с отличительными признаками заявляемого изобретения, не выявлено.
Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами, на которых изображены:
фиг. 1 - функциональная схема устройства,
фиг. 2 - диаграмма работы устройства,
фиг. 3 - расположение запрессованного ВС в каморе БП перед прессованием последнего слоя.
Устройство для снаряжения артиллерийских БП (фиг. 1) представляет собой гидравлический пресс колонного типа, снабженный дозатором ВС. Гидравлический пресс 1 включает в себя рабочий гидроцилиндр плунжерного типа, оснащенный встроенным датчиком 2 линейного перемещения штока, гидронасос 3 с электроприводом 4, приемный 5 и напорный 6 фильтры, обратный клапан 7, установленные в гидролинии. На штоке гидроцилиндра закреплён прессующий инструмент. В напорную магистраль гидронасоса 3 встроены датчик 8 давления и электроуправляемый гидрораспределитель 9 с электромагнитными катушками 10 и 11, выходы которого соединены гидролиниями с установленными в них предохранительными клапанами 12 и 13 со штоковой и плунжерной полостями гидроцилиндра. В линии слива гидронасоса 3 установлен переменный дроссель 14.
Дозатор 15 ВС расположен на плите пресса и оборудован шнек-винтом с электроприводом 16. Бункер дозатора 15 установлен на датчике 17 весоизмерительном.
Система управления (СУ) устройства содержит блок 18 регулирования, блок 19 задания программы, блок 20 сравнения. Выходы блока 18 регулирования подключены через частотные преобразователи 21, 22 к электроприводам 4, 16 гидронасоса и дозатора. Выход блока 19 задания программы соединен с первым входом блока 20 сравнения, выход которого подключен к входу блока 18 регулирования. Ко второму, третьему и четвертому входам блока 20 сравнения подключены выход датчика 17 весоизмерительного, выход датчика 2 линейного перемещения штока, выход частотного преобразователя 21 электропривода гидронасоса, вход которого соединен с выходом датчика 8 давления.
Устройство для снаряжения боеприпасов работает следующим образом. Предварительно, в зависимости от объёма заполняемой части камеры БП, количества ВС, предполагаемой плотности РЗ, удельного давления прессования и физико-механических свойств ВС, определяется количество порций ВС и величина каждой порции, в результате прессования которых в корпусе БП будет сформирован РЗ. Для штатных видов артиллерийских БП количество порций может быть от 5 до 8 при массе порции ВС от 200 до 1200 г. Данные о количестве и величине порций определяются расчётным путём и заносятся в память СУ. Перед началом прессования пустой корпус БП механизмом перемещения (не показан) транспортируется на позицию прессования на плите пресса.
В начале работы устройства осуществляется дозирование ВС, подача которого в камеру БП осуществляется шнек-винтом дозатора 15, а количество контролируется датчиком 17 весоизмерительным. Заданный характер изменения числа оборотов электропривода ЭД2 шнек-винта в процессе дозирования (быстро - в начале дозирования, медленно - при завершении, торможение - при окончании) определяется блоком 19 задания. Блок 20 сравнения формирует сигнал рассогласования между заданной массой порции Мзаданное (с блока 19 задания) и фактическим значением Мнабранное (с датчика 17 весоизмерительного), который поступает на вход блока 18 регулирования. Блок 18 регулирования вырабатывает, в зависимости от рассогласования, сигнал управления, например, по закону ПИД-регулирования, преобразователем частоты 22 и, соответственно, электроприводом 16:
где ω2 - скорость вращения электропривода 16, F2 - передаточная функция регулятора контура регулирования дозирования.
По окончании дозирования порции ВС производится опускание ПИ в камеру БП, для чего из системы управления подается сигнал на электромагнитную катушку 10 гидрораспределителя 9, в результате срабатывания которого плунжерная полость гидроцилиндра подключается к напорной магистрали гидронасоса 3. В начале перемещение ПИ осуществляется со скоростью холостого перемещения - 200 мм/с, а при подходе ПИ к точке смыкания со слоем ВС - с рабочей скоростью прессования - 2,4 мм/с, что позволяет избежать «удара» торца ПИ с загруженной порцией ВС. По окончании прессования осуществляется подъем ПИ в верхнее положение со скоростью холостого перемещения. Заданный характер изменения числа оборотов электропривода 4 гидронасоса 3 в процессе перемещения ПИ определяется блоком 19 задания, а положение ПИ контролируется датчиком 2 линейного перемещения штока. Блок 20 сравнения формирует сигнал рассогласования между заданным Lзаданное (с блока 19 задания) и текущем Lтекущее (с датчика 2 линейного перемещения штока) положением ПИ, который поступает на вход блока 18 регулирования. Блок 18 регулирования вырабатывает, в зависимости от рассогласования, сигнал управления преобразователем частоты 21 и, соответственно, электроприводом 4:
где ω1 - скорость вращения электропривода 4, F11 - передаточная функция регулятора контура регулирования перемещения.
Величина Lзаданное перед каждым прессованием определяется в системе управления исходя из фактической высоты запрессованного слоя и расчетной высоты вновь засыпанной в БП порции ВС.
Шток гидроцилиндра, опускаясь с рабочей (замедленной) скоростью, обеспечивает силовое смыкание ПИ с порцией ВС и дальнейшее уплотнение ВС с эвакуацией воздуха из его пор, сопровождаемое ростом давления в гидросистеме. Давление прессования определяется производительностью гидронасоса 3, пропорциональной скорости вращения электропривода 4 (с учетом расхода рабочей жидкости через переменный дроссель 14), и свойствами прессуемого ВС, в частности его плотностью. Достижение начального давления прессования контролируется датчиком 8 давления и транслируется через преобразователь частоты 21 в систему управления, которая вырабатывает команду на начало программного прессования и регулирования давления. Первоначальная настройка дросселя 14 производится таким образом, чтобы обеспечить заданное начальное давление прессования (1,0-1,5 МПа) при замедленной скорости электропривода 4 гидронасоса 3 и гарантированное достижение максимального давления прессования (около 10 МПа) при (60-70)% его номинальной скорости. Запас в (30-40)% скорости позволяет обеспечить работоспособность установки за счет регулирования скорости электропривода 4 при появлении утечек рабочей жидкости в гидросистеме сверх установленных дросселем 14. В случае снижения расхода жидкости через дроссель 14 (при его засорении) система регулирования также обеспечит заданные параметры давления прессования.
Программа изменения давления прессования после достижения начального давления (плавный набор, выдержка 5-10 с при максимальном давлении, плавный сброс) определяется блоком 19 задания системы управления и транслируется через блок 20 сравнения и блок 18 регулирования в преобразователь частоты 21. Контур регулирования давления прессования реализован с использованием функциональных возможностей преобразователя частоты 21, который формирует сигнал рассогласования между заданным значением давления Рзаданное (с блока 19 задания) и текущим давлением Рпресса (с датчика 8 давления), и вырабатывает, в зависимости от рассогласования, сигнал управления электроприводом 4 по закону ПИД-регулирования:
где ω1 - скорость вращения электропривода 4, F12 - передаточная функция регулятора контура регулирования давления прессования.
Параметры прессования: темп плавного набора и сброса давления, максимальное давление прессования, время выдержки при максимальном давлении, подбираются таким образом, чтобы обеспечить требуемую плотность РЗ, распределения напряжений и плотности по объему РЗ, включая периферийную зону, минимизировать остаточные растягивающие напряжения.
По окончании программного прессования порции ВС снимается сигнал с электромагнитной катушки 10 и подается сигнал на электромагнитную катушку 11 гидрораспределителя 9, в результате срабатывания которого штоковая полость гидроцилиндра подключается к напорной магистрали гидронасоса 3. Одновременно скорость вращения электропривода 4 устанавливается на номинальное значение и осуществляется подъём ПИ в конечное верхнее положение со скоростью холостого перемещения.
Затем вновь начинается дозирование ВС и повторяется цикл прессования очередной порции. После окончания последнего цикла прессования для исключения просыпания ВС перед подъёмом ПИ на электропривод 16 дозатора подается команда на вращение шнек-винта на два - три оборота в обратную сторону.
Таким образом наполнение БП осуществляется путем формирования РЗ из слоев ВС за несколько циклов прессования непосредственно в каморе БП. Порядок взаимодействия и работа механизмов устройства на различных стадиях дозирования ВС, перемещения ПИ, прессования порций ВС показаны на диаграмме работы устройства - фиг. 2.
При использовании традиционной технологии прессования наполненный БП далее направляется на операцию допрессовки с целью получения заданного размера (высоты) РЗ, отклонение от которого возможно за счет погрешностей дозирования и величины каморы БП.
Предлагаемое устройство позволяет исключить операцию допрессовки за счет коррекции массы последней порции ВС - Мпосл.порции, которая автоматически определяется расчетным путем в системе управления в зависимости от размера РЗ в каморе БП, полученного в результате прессования предыдущих порций.
Порядок расчета Мпосл.порции иллюстрируется фиг. 3. За счет бокового давления, являющегося реакцией осевого усилия со стороны торца ПИ, при прессовании предпоследней порции ВС в области, прилегающей к корпусу 23 БП, спрессованный ВС - 24 образует РЗ, имеющий форму, показанную на фиг. 3. При этом диаметр полости РЗ соответствует диаметру ПИ. Заданная высота РЗ ограничена защитной втулкой 25.
Таким образом масса последней порции ВС - 26 для получения РЗ заданной высоты может быть определена по следующей формуле:
где LP3 - положение ПИ в верхней точке каморы БП, соответствующей заданному размеру РЗ,
LПИ - положение ПИ при завершении предпоследнего прессования,
ρРЗ - заданная плотность РЗ,
DПИ - диаметр ПИ.
Реализация управляемого режима прессования с заданными параметрами набора и сброса давления позволяет повысить технологичность процесса уплотнения каждой порции ВС за счет своевременной эвакуация воздуха из пор ВС в процессе его уплотнения, распределения внутренних напряжений и плотности по объему прессуемого РЗ, снижения остаточных растягивающих напряжений, а также создания необходимой величины бокового давления, являющегося реакцией осевого усилия со стороны торца ПИ, в периферийных слоях ВС, удалённых от центральной зоны, и в итоге получить формируемый заряд со средней плотностью более 0,92 ТМП при её равномерном распределении по объему.
Применение режима прессования ВС за счет регулирования скорости электропривода гидронасоса позволяет обеспечить надежность работы, повысить коэффициент полезного действия установки за счет снижения потребляемой мощности, понизить требования к качеству рабочей жидкости (масла), исключить нагрев рабочей жидкости в гидросистеме за счет снижения её расхода, уменьшить трудозатраты на регулировку и обслуживание гидросистемы.
Ограничение максимального давления прессования настройками предохранительных клапанов 10 и 11, ограничение максимального нагрузочного момента, скорости электроприводов дозатора и гидронасоса настройками частотных преобразователей 22, 21, блокировки блоков 20 сравнения и 18 регулирования, реализованных с использованием программных и аппаратных средств системы управления, предотвращают возникновение аварийных ситуаций при работе оборудования за счет реализации элементов противоаварийной защиты (ПАЗ).
Таким образом использование предлагаемого устройства для снаряжения артиллерийских боеприпасов сыпучими ВС прессованием в корпусе БП позволяет повысить технологичность процесса уплотнения ВС для получения формируемого заряда со средней плотностью не ниже 0,92 ТМП при равномерном распределении плотности по объему заряда, упростить конструкцию устройства для повышения надежности работы, повысить безопасность прессования РЗ при управляемом процессе нагружения уплотняемого ВС.
Claims (7)
1. Устройство для снаряжения артиллерийских боеприпасов, содержащее станину с расположенной на ней платформой с гнездом для установки корпуса снаряда, прессующий механизм с вертикальным гидроцилиндром верхнего расположения и закрепленным на штоке гидроцилиндра прессующим инструментом, дозатор, снабженный устройством порционной подачи взрывчатого состава в корпус боеприпаса, гидронасос, систему управления, отличающееся тем, что бункер дозатора установлен на весоизмерительном датчике, дозатор оборудован шнек-винтом с электроприводом, гидроцилиндр оснащен встроенным датчиком линейного перемещения штока, в напорную магистраль гидронасоса встроены датчик давления и гидрораспределитель с электроуправлением, выходы которого соединены гидролиниями с установленными в них предохранительными клапанами со штоковой и плунжерной полостями гидроцилиндра, а в линии слива гидронасоса установлен переменный дроссель, система управления содержит блок регулирования, блок задания программы, блок сравнения, выходы блока регулирования подключены через частотные преобразователи к электроприводам дозатора и гидронасоса, выход блока задания программы соединен с первым входом блока сравнения, выход которого подключен к входу блока регулирования, ко второму, третьему и четвертому входам блока сравнения подключены выход весоизмерительного датчика, выход датчика линейного перемещения штока, выход частотного преобразователя электропривода гидронасоса, вход которого соединен с выходом датчика давления.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что система управления устройства по показаниям датчика линейного перемещения штока осуществляет коррекцию последней порции взрывчатого состава в соответствии с ее величиной, рассчитанной по формуле:
Мпосл.порции=ρРЗ*(LПИ-LРЗ)*π*D2 ПИ/4,
где LP3 - положение пресс-инструмента в верхней точке каморы боеприпаса, соответствующей заданному размеру разрывного заряда,
LПИ - положение пресс-инструмента при завершении предпоследнего прессования,
ρР3 - заданная плотность разрывного заряда,
DПИ - диаметр пресс-инструмента.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017101516A RU2657034C1 (ru) | 2017-01-17 | 2017-01-17 | Устройство для снаряжения артиллерийских боеприпасов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017101516A RU2657034C1 (ru) | 2017-01-17 | 2017-01-17 | Устройство для снаряжения артиллерийских боеприпасов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2657034C1 true RU2657034C1 (ru) | 2018-06-08 |
Family
ID=62560722
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017101516A RU2657034C1 (ru) | 2017-01-17 | 2017-01-17 | Устройство для снаряжения артиллерийских боеприпасов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2657034C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU210268U1 (ru) * | 2021-12-20 | 2022-04-05 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение спектр" | Пресс для восстановления и снаряжения патронов |
| CN117629001A (zh) * | 2024-01-25 | 2024-03-01 | 成都森田自动化设备有限公司 | 一种射孔弹自动称装药机 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU119102A1 (ru) * | 1958-07-10 | 1958-11-30 | Г.А. Басс | Вертикальный шнек-аппарат |
| US2927499A (en) * | 1955-06-21 | 1960-03-08 | American Brake Shoe Co | Powder consolidating press |
| RU2141098C1 (ru) * | 1997-07-09 | 1999-11-10 | Романов Михаил Николаевич | Способ автоматического формирования зарядов пиротехнических установок |
| US20060180012A1 (en) * | 2005-02-15 | 2006-08-17 | Benn James D | Rotary shell reloader |
| RU2446378C1 (ru) * | 2010-08-13 | 2012-03-27 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Красноармейский Научно-Исследовательский Институт Механизации" | Способ формирования разрывного заряда и устройство для его осуществления |
| RU2520585C1 (ru) * | 2010-05-26 | 2014-06-27 | Открытое Акционерное Общество "Красноармейский научно-исследовательский институт механизации" | Устройство для снаряжения боеприпасов порошкообразными взрывчатыми составами |
-
2017
- 2017-01-17 RU RU2017101516A patent/RU2657034C1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2927499A (en) * | 1955-06-21 | 1960-03-08 | American Brake Shoe Co | Powder consolidating press |
| SU119102A1 (ru) * | 1958-07-10 | 1958-11-30 | Г.А. Басс | Вертикальный шнек-аппарат |
| RU2141098C1 (ru) * | 1997-07-09 | 1999-11-10 | Романов Михаил Николаевич | Способ автоматического формирования зарядов пиротехнических установок |
| US20060180012A1 (en) * | 2005-02-15 | 2006-08-17 | Benn James D | Rotary shell reloader |
| RU2520585C1 (ru) * | 2010-05-26 | 2014-06-27 | Открытое Акционерное Общество "Красноармейский научно-исследовательский институт механизации" | Устройство для снаряжения боеприпасов порошкообразными взрывчатыми составами |
| RU2446378C1 (ru) * | 2010-08-13 | 2012-03-27 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Красноармейский Научно-Исследовательский Институт Механизации" | Способ формирования разрывного заряда и устройство для его осуществления |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU210268U1 (ru) * | 2021-12-20 | 2022-04-05 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение спектр" | Пресс для восстановления и снаряжения патронов |
| CN117629001A (zh) * | 2024-01-25 | 2024-03-01 | 成都森田自动化设备有限公司 | 一种射孔弹自动称装药机 |
| CN117629001B (zh) * | 2024-01-25 | 2024-03-22 | 成都森田自动化设备有限公司 | 一种射孔弹自动称装药机 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2520585C1 (ru) | Устройство для снаряжения боеприпасов порошкообразными взрывчатыми составами | |
| RU2657034C1 (ru) | Устройство для снаряжения артиллерийских боеприпасов | |
| WO2020197868A3 (en) | Methods and devices metering and compacting explosive powders | |
| KR102399681B1 (ko) | 대형 저속 작동 2 행정 디젤 엔진 윤활 방법 | |
| RU2446378C1 (ru) | Способ формирования разрывного заряда и устройство для его осуществления | |
| CN105927495B (zh) | 锚固剂生产用胶泥恒流灌装泵灌装方法 | |
| CN113154961B (zh) | 一种气垫驱动下的流体反重力流动装置 | |
| US20030159610A1 (en) | Delivery of emulsion explosives | |
| EP2523048B1 (en) | Powder filling apparatus | |
| CN110666161B (zh) | 一种提高钕铁硼生坯单重一致性的控制方法 | |
| CN109631692A (zh) | 一种弹药原位混合装药生产线 | |
| CN112145226A (zh) | 一种煤矿采空区注浆填充装置及方法 | |
| EP1716998A2 (en) | Compaction control system by means of isostatic moulds | |
| CN201757051U (zh) | 往复式柱塞精确变量装置 | |
| RU2621800C1 (ru) | Способ изготовления зарядов смесевого ракетного твердого топлива | |
| CN116808925A (zh) | 一种预制菜自动配料装置及方法 | |
| CN108088332B (zh) | 雷管药剂自动装药机 | |
| RU2627862C2 (ru) | Способ формирования разрывного заряда | |
| CN203749849U (zh) | 一种带控制系统的胶囊药粉填充机 | |
| RU2356738C2 (ru) | Гидравлический пресс | |
| CN107461373A (zh) | 一种恒压恒流量注浆控制系统及操作方法 | |
| CN101798999B (zh) | 一种柱塞变量泵及其启动方法 | |
| CN205112469U (zh) | 一种自动控制物料压缩设备 | |
| CN220080822U (zh) | 一种混凝土浇筑装置 | |
| CN213599948U (zh) | 一种烟花开爆药装填设备 |