2.7.3 Призначення, принцип будови і дії замикаючого механізму

Однією з цих вимог до затворів, є надійне замикання каналу ствола під час пострілу. Це означає, що перед пострілом затвор гарма­ти повинен бути не тільки закритим, але й надійно замкненим, а його частини повинні займати таке положення, за якого неможливе відкри­вання затвора у момент пострілу.

Таким чином, замикаючий механізм призначений для надійного замикання каналу ствола під час пострілу.

Розрізняють два типи замикаючих механізмів:

- клиновий;

- поршневий.

Основні вимоги до конструкції замикаючого механізму:

- забезпечення надійного замикання клина (поршня) під час по­стрілу. Ця вимога виконується за рахунок створення самогальмування клина (поршня) у казеннику та введення замикаючої ланки механізму;

- забезпечення щільного замикання каналу ствола, щоб запобігти прориву порохових газів.

Основні деталі замикаючого механізму клинового типу:

1. Клин затвора.

2. Осі кривошипів.

3. Кронштейн з роликами і упорами.

4. Рукоятка для відкривання затвора.

Клин затвора - замикаюча деталь клинового затвора, яка пере­міщується поперек осі каналу ствола при закриванні та відкриванні затвора і має форму призматичного клина.

У клині затвора виготовляється основний паз, який признача­ється для спрямування ролика або повзуна кривошипа затвора та пе­ретворення руху кривошипа в поступальний рух клина затвора.

Клин затвора має:

1. Дзеркало - призначене для опори дна гільзи.

2. Скіс - призначений для досилання гільзи та запобігання ути­кання клина у фланець.

3. Лоток - призначений для зручності заряджання та збільшен­ня бокової поверхні без зростання маси клина.

4. Осьовий канал - призначений для розміщення ударни­ка з пружиною.

5. Основні (фігурні) пази - призначені для роликів кривошипів і забезпечення замикання затвора при пострілі.

6. Передня грань - призначена для:

а) забезпечення швидкого та легкого відкривання затвора;

б) досилання гільзи при переміщенні вгору;

в) самогальмування в момент пострілу.

Передня грань нахилена під кутом 1°20\. 1°40' для того, щоб сили тертя були більше сили тиску порохових газів. Клин переміщу­ється перпендикулярно осі каналу ствола, замикаючи його і паралель­но осі каналу ствола досилає гільзу. При відкриванні затвора нахил задньої грані ліквідує натяг між дном гільзи та дзеркалом клина.

Кривошип затвора - це важіль приводу клинового затвора, який передає рух клину та жорстко зв'язаний з віссю затвора. Кривошип забезпечує переміщення клина при відкриванні і закриванні затвора та виключення самовільного відмикання каналу ствола у випадку пору­шення умови самогальмування клина.

За кількістю і розташуванням кривошипів замикаючі механізми можуть бути з одним або з двома боковими кривошипами, або з одним центральним кривошипом.

Вісь затвора (кривошипів) розміщується у казеннику і за допо­могою шліцьового з'єднання жорстко зв'язана з кривошипом. Вісь має гладку ділянку з сегментним візиром для розміщення рукоятки затво­ра та зв'язку з нею. За розміщенням осі затвора відносно клина розріз­няють затвори з переднім та заднім розташуванням осі затвора.

Переднє розташування осі затвора є більш раціональним, оскі­льки під час відкату відкатних частин сила інерції самого кривошипа відносно осі обертання створює момент, який сприяє замиканню та утриманню клина в закритому положенні.

При задньому розташуванні осі затвора виникає момент, який діє в протилежному напрямку.

Рукоятка затвора призначена для повороту осі затвора з кри­вошипами при відкриванні та закриванні затвора і має важіль для з'єд­нання з віссю затвора та клямку для застопорення рукоятки у робочо­му положенні.

Для зручності роботи кут повороту рукоятки у вертикальних за­творів складає 80... 100°, а у горизонтальних - до 120°.

Рукоятка, вісь затвора і кривошипи складають привід затвора, який призначений для надання руху замикаючій деталі затвора. За на­явністю автоматики затвора цей привід є допоміжним, оскільки він буде використовуватися для відкривання та закривання затвора без стрільби.

Дія замикаючого механізму клинового типа

Замикання каналу ствола відбувається таким чином: кривошип, який повертається разом з віссю, тисне на фігурний паз клина і пере­мішує його вертикально у гнізді казенника. Оскільки задня грань на­хилена по відношенню до дзеркала, то рух клина відбувається не тіль­ки вертикально, але й трохи вперед. При цьому клин передньою гран­ню досилає гільзу в камору і, досягаючи певного положення, замикає канал ствола. Кривошип не дає можливості клину переміститися в зворотному напрямку.

Для надійного замикання каналу ствола необхідно виключити можливість переміщення клина із-за дії на нього сил при пострілі, а для цього треба забезпечити умову самогальмування клина і мати за­микаючу ланку в механізмі.

Самогальмування клина у затворному гнізді забезпечується, як­що кут скосу клина у менше суми коефіцієнтів тертя клина по казен­нику та гільзі:

Ця умова необхідна, але недостатня, так як при експлуатації кут у залишається постійною величиною, а коефіцієнти тертя П та і*2 мо­жуть змінюватися в широких межах і залежать від якості та кількості

мастила. Отже може наступити момент, коли умова самогальмування

не буде виконуватися і виникне самовільне відкривання затвора. Саме цьому до складу затвора входить замикаючий пристрій, який являє собо сукупність кривошипа і основного паза клина.

При порушенні умови самогальмування на кривошип з боку клина діє сила Ял, яка прагне повернути кривошип. Окрім цього між

кривошипом і клином діє сила тертя Б*. Для виключення повороту

кривошипа з віссю під дією сил Ял і Б* необхідно, щоб момент сил відносно цієї осі був рівним нулю, або спрямований в бік закриття

У</1+/2 при /1=/2

У < 2/

клина.

Рисунок 2.28 Клиновий замикаючий механізм

1 - вісь кривошипа; 2 - кривошип; 3 - клин.

 

Замикаючі механізми поршневого типу

Поршневий замикаючий механізм складається з:

1. поршня;

2. поворотної затворної рами;

3. рукоятки з ручкою;

4. гребінки з стопором;

5. осі затвора.

1. Поршень - це деталь затвора у вигляді поршня, яка призначе­на для замикання каналу ствола і має нарізку для зчеплення з казенни­ком або стволом. Бокова поверхня поршня затвора має чотири секто­ри: два гладких і два нарізних. Такі затвори отримали назву односту-пеневих, оскільки у них на кожний гладкий сектор приходиться один нарізний, утворюючий одну ступінь.

Для підсилення міцності зчеплення поршня з казенником без збільшення його довжини використовують дво- і триступеневі поршні, у яких на кожний гладкий сектор приходиться два або три нарізних. Але багатоступеневі затвори більш складні у виготовленні, а тому без гострої необхідності використовувати їх не слід.

 

1 - казенник; 2 - рукоятка; 3 - поршень. Рисунок 2.29 Поршневий замикаючий механізм

Передня торцева поверхня поршня є дзеркалом, на яке спира­ється дно гільзи. У центрі дзеркала є отвір для виходу бойка ударника, а в тілі поршня вироблено канал для розміщення стріляючого при­строю.

На задньому зрізі поршня є дуговий приплив, на широкій части­ні якого зроблено 3 зубця для зчеплення з гребінкою.

2. Поворотна затворна рама - призначена для розміщення по­ршня затвора гребінки зі стопором та введення поршня в казенник при закриванні і виводу поршня при відкриванні каналу ствола. Вона з'єд­нує затвор зі стопором і має вухо, яке міститься у провушнику казен­ника свола і шарнірно зв'язується з казенником за допомогою осі ру­коятки. вісь рукоятки є віссю обертання рами.

З внутрішньої сторони рама має патрубок з гвинтовою нарізкою для угвинчування поршня, а всередині - канал гнізда для стріляючого пристрою.

3. Рукоятка затвора - призначена для повороту осі з затворною рамою та поршнем і переміщення гребінки для повороту поршня і за­микання каналу ствола.

Рукоятка затвора за допомогою своєї осі з'єднує раму затвора з казенником і служить для відкривання та закривання затвора. Рукоят­ка має зубець для зчеплення з рамою при закритому затворі. Стопор рукоятки утримує затвор у відкритому положенні. Він має вигляд дов­гого важеля з цапфами і напрямним потовщенням.

Ручка рукоятки призначена для повороту рукоятки, а при рито­му затворі - для зчеплення рукоятки з рамою затвора.

4. Гребінка - призначена для повороту поршня у поршневому гнізді казенника. Вона розташовується у гнізді рами. Гребінка має п'ят зубців, за допомогою яких вона зчіплюється з зубцями поршня.

Стопор гребінки під час закривання не дає можливості гребінці повертати поршень, поки він повністю не ввійде у поршневе гніздо казенника.

5. Вісь затвора - розміщується у казеннику і жорстко зв'язана з рукояткою, а через шпонку і з рамою затвора.

Поворотна затворна рама, гребінка і рукоятка затвора складають привід затвора, призначений для надання руху замикаючій деталі за­твора - поршню.

Дія замикаючого поршневого пристрою

Закривання затвора: при повороті рукоятки повертається вісь, а з нею і затворна рама - поршень вводиться в поршневе гніздо казен­ника. У кінці повороту затворної рами відбувається переміщення гре­бінки і поворот поршня у затворному гнізді. Поршень зчіплюється своїми нарізами з нарізами поршневого гнізда казенника і переміщу­ється по осі каналу ствола, забезпечує досилання гільзи вперед. Руко­ятка своїм зубцем зчіплюється з затворною рамою, здійснюючи засто-порення затвора у закритому положенні. Процес відкривання затвора здійснюється у зворотному напрямку. Гвинтова нарізка поршня забез­печує легке відкривання затвора. Поворот поршня до розчеплення з нарізними секторами поршневого гнізда казенника супроводжується осьовим переміщенням назад, що різко зменшує натяг між передньоюповерхнею поршня і дном гільзи, а також між опорними поверхнями нарізних секторів поршня та гнізда казенника.

Секторне виготовлення нарізів підвищує швидкодію поршнево­го затвора шляхом зменшення кута повороту поршня при відкриванні та закриванні затвора. Дія зручності відкривання двотактних затворів кут повороту рукоятки не повинен бути більшим, ніж 120°. Щоб уни­кнути перекосу поршня, він повинен бути добре відцентрованим і ма­ти довжину порівняну з його діаметром. Збільшення поршня викликає необхідність введення тритактного відкривання затвора.

Для надійного замикання каналу ствола необхідно виключити можливість повороту поршня під впливом на нього сил тиску порохо­вих газів при пострілі. Для цього треба виконувати нарізку секторів на поршні самогальмуючою і мати замикаючу ланку в механізмі Самогальмування поршня забезпечується виробом кута витків у до 1°.

Роль замикаючої ланки, яка виключає можливість самовільного відмикання затвора під час пострілу і особливо за умови великої кіль­кості мастила на нарізних секторах, виконує зубець рукоятки, який зачіплюється з рамою або казенником.

Незалежно від кількості секторів міцність зчеплення одноступе-невих поршневих затворів залишається практично однаковою, оскіль­ки для зчеплення використовується тільки 50% поверхні нарізів.

Підвищити міцність зчеплення поршня з казенником можливо за рахунок використання багатоступеневих поршневих затворів, у яких на кожний гладкий сектор припадає 2...3 нарізних. Але такі по­ршні біль складні у виготовленні і можуть призвести до втрати само­гальмування, оскільки у багатоступеневих затворів крок гвинтової лі­нії нарізки однаковий, а виконується вона на циліндричних поверхнях різного діаметру, де кут нахилу гвинтової лінії різний. Це може при­звести до того, що кут нахилу гвинтової лінії нарізки, розташованої за найменшим діаметром, не буде самогальмуючим.

Способи обтюрації порохових газів

Гарматний обтюратор - це пристрій, який запобігає прориву по­рохових газів через затвор під час пострілу. Латинське слово "оЬШго" - закупорювати, закривати вихід.

Затвор повинен забезпечити міцне та щільне замикання каналу ствола при пострілі. Це значить, що треба здійснити обтюрацію поро­хових газів і не припустити зриву замикаючої деталі. Міцне замикання забезпечується затвором, а щільне спеціальним гарматним обтюрато­ром.

Застосовуються такі способи обтюрації:

- обтюрація гільзою;

- обтюрація пластичним обтюратором.

 

Обтюрація гільзою використовується як у клинових, так і у по­ршневих затворах. Гільзова обтюрація забезпечує:

- надійну обтюрацію газів;

- зручність заряджання;

- збереження бойового заряду;

- одноманітність його запалювання. Недоліки гільзової обтюрації:

- значна пасивна маса гільзи у складі пострілу (маса може досягати 20...30% від маси пострілу);

- висока вартість гільзи.

Обтюрація пластичним обтюратором також забезпечує надійну обтюрацію, яка дозволяє позбавитися гільзи. Цей спосіб застосовуєть­ся у гармат з картузним заряджанням.

Основними недоліками обтюрації пластичним обтюратором є:

- ускладнення конструкції затвора;

- мала живучість;

- залежність роботи від температури навколишнього сере­довища;

- низька швидкість стрільби.

Основними елементами конструкції пластичного обтюратора є:

- обтюраторна подушка;

- грибоподібний стержень;

- поршень.

1 - поршень; 2 - обтюраторна подушка; 3 - грибоподібний стержень. Рисунок 2.31 Обтюрація пластичним обтюратором

Обтюраторна подушка виготовляється з матеріалів, які мають високу пластичність, достатню міцність і жаростійкість: гумоазбест, пластмаса, суміш азбесту з жирами, яка розміщена в металевій сітці.

Під час пострілу грибоподібний стержень тисне на обтюраторну подушку. Подушка притискується до стінок конуса камори і замикає гази. Для того, щоб подушка надійно замикала гази тиск в ній при по­сірілі повинен бути більшим ніж тиск газів. Це досягається шляхом використання принципу мультиплікації тиску. Вимоги до пластичних обтюраторів:

- матеріал   подушки   повинен   мати   високу температуру плавлення і не приставати до стінок гнізда затвора;

- не перешкоджувати відкриванню затвора і вільно витягатися із гнізда;

- бути простим і дешевим у виробництві;

- надійність в експлуатації;

- легко піддаватися ремонту та заміні в бойових умовах.