一种变刚度抽壳推进机构

摘要

本发明公开了一种变刚度抽壳推进机构，包括底座、位于底座上的推进块和摇臂，所述推进块的上表面为曲面，所述摇臂安装在摇臂轴上，摇臂包含第一臂和第二臂，第一臂沿曲面运动，第二臂与抽筒子连接，抽筒子安装在抽筒子轴上，抽筒子包含短臂和长臂，短臂与第二臂相连，长臂设有弹壳钩爪与药筒底缘配合，摇臂轴和抽筒子轴均固定在炮身上。本发明的变刚度抽壳推进机构，通过将推进块的上表面设计为曲面，该曲面先平缓后逐渐陡峭，能够保证在抽壳一瞬间，抽壳力很大、速度小，并随着推进块的推进，抽壳速度增大、抽壳力减小，且运动时既无刚性冲击也无柔性冲击。

权利要求

1.一种变刚度抽壳推进机构，其特征在于：包括底座、位于底座上的推进块和摇臂，所述推进块的上表面为曲面，所述摇臂安装在摇臂轴上，摇臂包含第一臂和第二臂，第一臂沿推进块的曲面运动，第二臂与抽筒子连接，抽筒子安装在抽筒子轴上，抽筒子包含短臂和长臂，短臂与第二臂相连，长臂设有弹壳钩爪与药筒底缘配合，摇臂轴和抽筒子轴均固定在炮身上；所述推进块的最左端固定安装有推杆，推杆与直角杠杆的竖直杆相接触，推杆与竖直杆接触的一端为凸轮轮廓状的曲面；直角杠杆的水平杆的下方并排布置有两根弹簧。

2.根据权利要求1所述的变刚度抽壳推进机构，其特征在于：所述曲面的纵切面的曲线

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符合y＝0.1x-0.022x +0.0013x ，以曲面的最右端的起点为坐标原点，水平方向为x轴，竖直方向为y轴。

3.根据权利要求2所述的变刚度抽壳推进机构，其特征在于：所述弹簧套在螺栓上，螺栓的顶部安装有限制水平杆运动的螺母，直角杠杆通过转动轴安装在轴承基座上，轴承基座安装在底座上。

4.根据权利要求3所述的变刚度抽壳推进机构，其特征在于：所述底座上设有燕尾槽，推进块的底部设有与燕尾槽配合的燕尾块。

5.根据权利要求4所述的变刚度抽壳推进机构，其特征在于：所述水平杆的长度为竖直杆长度的两倍。

说明书

一种变刚度抽壳推进机构

技术领域

[0001] 本发明涉及一种大中口径火炮变刚度抽壳推进机构，尤其涉及一种变刚度抽壳推进机构。

背景技术

[0002] 目前，火炮相关技术已经越来越多地应用于民用领域：不但可以用于矿山爆破，还可以用于开山修路，甚至能够通过发射消防用弹丸用于扑灭高楼大火，给人们的生活带来极大便利和安全保障。

[0003] 炮闩机构是火炮炮身的主要构件之一，它的主要作用是火炮发射时闭锁炮膛、击发炮弹底火和发射后抽出药筒。炮弹发射后，对后座产生很大的冲力，抽壳推进机构需要缓冲能量，来降低冲击力对炮闩机构产生的破坏。

[0004] 现有抽壳推进机构的形式比较单一，多为一种中间开了槽的块型结构，底部的凸台卡在底座的凹槽内，如图1所示，由于碰撞时，抽壳推进机构的其中一部分先撞击摇臂，当变形大于槽的宽度时，两部分靠在一起，共同承受载荷，这过程仅仅吸收了一小部分的冲击能，而把大部分的能量传递给了底座，产生很大的后座力，因此，容易对炮闩结构产生破坏，并引起很大的震动，在自动发射中，显著影响了后继发射的精确度。并且，由于现有的抽壳推进机构刚度值大多是固定的，对大小不同的碰撞力没有较好的适应能力，不适用于复杂的作业条件。

[0005] 因此，如何充分减小后座力，减小碰撞力对炮闩的影响，提高抽壳系统工作的稳定性，是一个待解决的难题。

发明内容

[0006] 发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提出一种变刚度抽壳推进机构，推进块的上表面为曲面，曲面先平缓后逐渐陡峭，保证了抽壳一瞬间，抽壳力很大，速度小，并随着推进块的推进，抽壳速度增大，抽壳力减小，且运动时既无刚性冲击也无柔性冲击。

[0007] 技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种变刚度抽壳推进机构，包括底座、位于底座上的推进块和摇臂，所述推进块的上表面为曲面，所述摇臂安装在摇臂轴上，摇臂包含第一臂和第二臂，第一臂沿曲面运动，第二臂与抽筒子连接，抽筒子安装在抽筒子轴上，抽筒子包含短臂和长臂，短臂与第二臂相连，长臂设有弹壳钩爪与药筒底缘配合，摇臂轴和抽筒子轴均固定在炮身上。

[0008] 作为优选，所述曲面的纵切面的曲线符合y＝0.1x3-0.022x4+0.0013x5，以曲面的最右端的起点为坐标原点，水平方向为x轴，竖直方向为y轴。

[0009] 作为优选，所述推进块的最左端固定安装有推杆，推杆与直角杠杆的竖直杆相接触，直角杠杆的水平杆的下方并排布置有两根弹簧，弹簧套在螺栓上，螺栓的顶部安装有限制水平杆运动的螺母，直角杠杆通过转动轴安装在轴承基座上，轴承基座安装在底座上。

[0010] 作为优选，所述底座上设有燕尾槽，推进块的底部设有与燕尾槽配合的燕尾块。

[0011] 作为优选，所述推杆与竖直杆接触的一端为凸轮轮廓状的曲面。

[0012] 作为优选，所述水平杆的长度为竖直杆长度的两倍。

[0013] 有益效果：本发明的变刚度抽壳推进机构，通过将推进块的上表面设计为曲面，该曲面先平缓后逐渐陡峭，能够保证在抽壳一瞬间，抽壳力很大、速度小，并随着推进块的推进，抽壳速度增大、抽壳力减小，且运动时既无刚性冲击也无柔性冲击；推杆末端为曲面，作用在直角杠杆上，随着碰撞时推进块的移动，推杆作用点到转动中心的距离逐渐减小，这种变刚度结构，减小了碰撞力的过大对后座力的影响；本发明采用杠杆和弹簧机构，进一步减小碰撞力的影响，同时变刚度的推进块通过杠杆作用在弹簧上，使弹簧受力压缩过程较平稳，抽壳机构的减震性高，冲击小，提高抽壳系统的动作平稳性。

附图说明

[0014] 图1是一种现有的抽壳推进机构示意图。

[0015] 图2是本发明的结构示意图。

[0016] 图3是图2的右视结构示意图。

[0017] 图4是图2的俯视结构示意图。

[0018] 图5是直角杠杆逆时针旋转α1时抽壳机构的示意图。

[0019] 图6是直角杠杆逆时针旋转α2时抽壳机构的示意图。

[0020] 其中，1推进块、2推杆、3直角杠杆、4轴承基座、5转动轴、8螺母、9弹簧、10底座、11摇臂、12摇臂轴、13抽筒子轴、14抽筒子、15炮闩、16药筒。

具体实施方式

[0021] 下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

[0022] 如图1至图6所示，本发明的一种变刚度抽壳推进机构，包括底座10、位于底座10上的推进块1和摇臂11，所述推进块1的上表面为曲面，所述摇臂11安装在摇臂轴12上，摇臂11包含第一臂和第二臂，第一臂沿曲面运动，第二臂与抽筒子14连接，抽筒子14安装在抽筒子轴13上，抽筒子14包含短臂和长臂，短臂与第二臂相连，长臂设有弹壳钩爪与药筒16底缘配合，摇臂轴12和抽筒子轴13均固定在炮身上。

[0023] 在本发明中，所述曲面的纵切面的曲线符合y＝0.1x3-0.022x4+0.0013x5，以曲面的最右端的起点为坐标原点，水平方向为x轴，竖直方向为y轴，如图6所示。

[0024] 在本发明中，所述推进块1的最左端固定安装有推杆2，推杆2与直角杠杆3的竖直杆相接触，推杆2与竖直杆接触的一端为凸轮轮廓状的曲面，直角杠杆3的水平杆的下方并排布置有两根弹簧9，弹簧9套在螺栓上，螺栓顶部安装有螺母8，通过螺母8将水平杆固定在弹簧9与螺母8之间。直角杠杆3通过转动轴5安装在轴承基座4上，轴承基座4安装在底座10上。所述底座10上设有燕尾槽，推进块1的底部设有与燕尾槽配合的燕尾块。通过推杆2带动竖直杆转动，从而水平杆压缩弹簧9，起到缓冲的作用，当结束之后，由于弹簧9的作用，推动水平杆转动，从而带动推进块1右移复位。

[0025] 本发明在使用时，当炮闩15机构以一定的速度整体向左运动时，摇臂11的第一臂与推进块1发生碰撞，摇臂11的第一臂和第二臂绕摇臂轴12发生逆时针转动，由于推进块1的上曲面采用五次多项式函数y＝0.1x3-0.022x4+0.0013x5，即曲线先平缓后逐渐陡峭，碰撞开始曲面的斜率小，使摇臂11的转动角度很小，保证了抽壳一瞬间，抽壳力很大，速度小；随着抽壳推进机构的继续前进，曲线斜率逐渐增大，摇臂11的转动角度增大，使抽壳的速度增大，则抽壳力减小。摇臂11的逆时针转动带动抽筒子14的短臂和长臂绕抽筒子轴13做逆时针转动，抽筒子14的长臂与药筒16底缘相接触，最终药筒16在抽筒子14的作用下从炮闩
15中抽出，以一定的初速度被抛到炮箱的外部。由于速度先慢后快，作用力先大后小，使得抽壳动作分为松壳+抽壳两步进行，从而使受力平稳，保证了抽壳的后继动作平稳性、准确性。

[0026] 在抽壳过程中，由于作用力是变化的，先大后小，所以设计了一变刚度的缓冲机构。当摇臂11与抽壳推进机构刚开始发生碰撞时，作用力大，使得推进块1沿滑槽在底座10上向左微量移动，推杆2推动直角杠杆3，使直角杠杆3绕转动轴5逆时针旋转一定角度，由于推杆2和直角杠杆3接触处是一曲面，随着接触线位置的不同，直角杠杆3竖直杆上的转动力臂随之逐渐减小，弹簧9受压。假设F1＜F2，图5为受力F1时的状态图，此时碰撞力使直角杠杆3逆时针旋转α1，推杆2在直角杠杆3上的作用点为A，碰撞力的方向为在A点曲面的法线方向，则F1与转动中心的力臂为L1。随着力F的增大，推杆向左移动的距离变大；图6为受力F2时的状态图，推杆2推动直角杠杆3逆时针旋转α2，推杆2在直角杠杆3上的作用点下移至B点，F2与转动中心的力臂为L2。从图5和图6可以看出L2

[0027] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。