Диссертация (1143923), страница 11
Текст из файла (страница 11)
Однако стоит отметить, что этот эффект был выявленне на всех линемётах спустя пять лет эксплуатации.Рисунок. 4.15. Схема протечек сжатого газа между колпаком и направляющейДля исследования данного явления был создан стенд, позволяющийпроводить статистические испытания быстродействующего клапана линемёта,используя при этом промышленное давление.Основная идея, заложенная в работу стенда, заключалась в повторномсрабатывании клапана при достижении в рабочей камере определенного значениядавления, после чего цикл мог бы автоматически повторяться, а числосрабатываний записывал счетчик импульсов [74].Для испытаниябыла использована новая пара тренияколпак–направляющая (рис.
4.16).Замеры наружных и внутренних диаметров производились электронныммикрометром и перед началом испытаний составили для направляющей 36,16 мм,для колпака 36,26 мм.83Рисунок. 4.16. Пара трения колпак-направляющая перед испытаниямиДля того, чтобы была возможность исследовать пару на цикличностьиспользовался стандартный быстродействующий клапан КБ-40-10 с некоторымиизменениями, в частности: изменены детали стакан и выходной патрубок, осьнаправляющей значительно укорочена в сравнении с серийным вариантом,доработан корпус клапана (рис. 4.17). В качестве рабочей камеры клапанаиспользовался небольшой ресивер объемом 1 л.
Камера низкого давлениявыполнена в виде заглушенного патрубка, в оси которого ввернут глушитель дляснижения уровня шума при испытаниях.Рисунок. 4.17. Эскиз клапана для испытания пары трения колпак - направляющаяДляописанияпринципаработышкафауправленияпринципиальной электрической схеме стенда (рис. 4.18).обратимсяк84Рисунок. 4.18. Принципиальная электрическая схема шкафа управленияиспытательного стенда.Питание шкафа осуществляется переменным током, напряжением 220 Врабочей сети, которое подается на клеммы блока питания через автоматическийвыключатель.
Блок питания осуществляет преобразование переменного впостоянный ток 24 В. Плюсовая клемма блока питания соединяется с клеммойреле времени, которое в свою очередь является логическим элементом шкафауправления. Минус подается на катушку пневмоэлектроклапана (ПЭК) и счетчикимпульсов. Входным сигналом для начала работы реле времени являетсязамыканием двухконтактного датчика, который срабатывает при достиженииопределенного значения давления в ресивере. После этого начинается обратныйотсчет времени, установленный в 2,5 с до начала подачи выходного сигнала накатушку ПЭК.
По истечении 2,5 с сигнал выходного канала запускает соленоидПЭК и происходит переключение штока распределителя FESTO. Воздух изуправляющей полости клапана сбрасывается в атмосферу. Давление в рабочейкамере, воздействуя на наружную кольцевую поверхность колпака, открывает85основной клапан. После падения давления в камере, датчик размыкается, иначинается вновь накачивание ресивера. Сигнал, поступивший на катушку ПЭК,параллельно поступает на счетчик импульсов, где значение фиксируется даже приснятии напряжения со стенда.Внешний вид составляющих стенда показан на рис. 4.19.баРисунок. 4.19. Внешний вид испытательного стенда: а – шкаф управления; б –пневматическая пушка.На рис. 4.19.
а. цифрами обозначено: 1 – блок питания; 2 – счетчикимпульсов; 3 – реле времени; 4 – реле полупроводниковое; 5 – автоматическийвыключатель; 6 – клеммы питания; на рис. 4.19. б. – 1 – клапанбыстродействующий; 2 – пневмоэлектроклапан FESTO; 3 – датчик давлениядвухконтактный; 4 – соленоид ПЭК; 5 – магистраль сжатого воздуха; 6 –глушитель.86За время испытаний в течение 3-х месяцев количество пусков клапанасоставило 335470, что в значительной мере превышает необходимое число поТУ641830-129-11143263-2002 (1000 пусков).При анализе испытанной пары колпак-направляющая были выявленыпродольные риски на обеих деталях, что свидетельствует износу в процессеэксплуатации (рис. 4.20). Однако повторные замеры внутреннего и внешнегодиаметров колпака и направляющей соответственно показали, что износ составилне более 0,02 мм.Рисунок.
4.20. Пара трения колпак-направляющая после испытанийПосле испытаний данная пара была установлена на линемёт «ИСТА-240» ипроведены натурные исследования. Результаты оказались удовлетворительными –все четыре снаряда комплекта прибора улетели на заданное расстояние равное260 м.Основнойрекомендациейдляпользователейприбораявилосьиспользование фильтров из спеченной бронзы на подающую магистраль, а такжесвоевременное техническое обслуживание компрессоров, заключающееся всливании конденсата и чистке магистралей.4.5. Оценка погрешностей измерений и обработки экспериментальныхданныхВпроцессепроведенияэкспериментов,атакжеприизученииэкспериментальных данных важной задачей является оценка погрешностей и87ошибок.
Ошибки могут быть как систематическими, так и случайными. Величинаотклонения полученных результатов от истинных может показать, в какомнаправлении нужно действовать при построении опыта, а также скорректироватьнекоторые конструктивные особенности установки. Именно поэтому важно знать,какой параметр необходимо менять для получения более точных результатов.Сложность получения больших статистических данных по изучениюзависимости скорости снаряда от различных параметров не позволила четкоопределить систематические ошибки эксперимента.
По этой причине необходимопровести оценку погрешности каждого элемента установки, а именно: погрешность измерения начального давления в ПУ; влияние температурного фактора на начальное давление в ПУ; ошибки пьезоэлектрических датчиков давления; влияние газовой струи на измеритель скорости; погрешность измерителя скорости.ИзмерениерезистивнымдавлениядатчикомприTurck,накачиваниирабочимПУосуществляетсяэлементомкоторогопьезослужитизмерительная мембрана.
Давление воздействуя на керамический элемент,возбуждаетвнемэлектрическийсигнал,пропорциональныйвеличиневоздействия, который затем преобразуется при помощи электроники и поступаетна цифровой индикатор. Паспортная погрешность датчика – 0,5% от полнойшкалы, что составляет 0,05 МПа. С учетом того, что эксплуатационныетребования по температуре и влажности выполнены, можно считать паспортнуюпогрешность действительной.Поскольку процесс накачивания камеры ПУ достаточно быстрый исопровождается изменением температуры, то непосредственно перед выстреломПУ необходимо выдержать при комнатной температуре для достижениятермодинамического равновесия. Эмпирически выявлено, что давление в ПУуменьшается в течении 3-х минут.
Это время было условно принято, как время88наступления равновесного состояния, после которого изменение давления нацифровом датчике не было замечено.Основными датчиками, применяемыми для фиксирования изменениядавления в процессе выстрела, служили пьезоэлектрические датчики фирмы SMC.Датчики являются аналоговыми, линейными. Погрешность по паспорту равна±2% от измеряемой величины, что составляет 0,12 МПа при максимальномзначении экспериментального давления.Влияние газовой струи на измерение скорости снаряда было выявлено наранних этапах исследования. В процессе усовершенствования установки былпредусмотрен упор, позволяющий фиксировать измеритель и избежать ошибокопределения скорости.В качестве измерителя скорости применялся хронограф Prochrono Digital.Данный хронограф работает по принципу перекрытия светового луча наоптическом датчике.
Погрешность измерения по паспорту составляет ±1% отизмеряемой величины.Проведение исследования позволяет сделать следующие выводы:влияние температурного фактора на начальное давление в ПУ, равно как игазовой струи на хронограф при проведении эксперимента по изучениювнутренней баллистики исключено;погрешность измерения начального давления в ПУ составляет не более0,05 МПа. Дискретизация эксперимента не позволяет выполнить изменениедавления с таким шагом.
Погрешность не учитывается.максимальная ошибка измерения скорости может составлять не более 1 м/с(скорость снаряда линемёта «ИСТА-240» не может быть более 100 м/с).Следовательно, погрешность эксперимента по изучению внутренней баллистики –1м/с.Погрешность эксперимента на статистическое срабатывание клапаналинемёта определяется погрешностью измерительных приборов, в частности,электронного микрометра Mahr равной 0,003 мм.89Выводы по главе 41. Предложена модель экспериментального стенда, позволяющего проводитьопыты по стрельбе из линемёта в лабораторных условиях.
На основании этоймодели сконструирована установка. Предложена методика проведения измерений.Сконструирован новый пусковой пневматический клапан высокого давления,позволяющийзаменитьмеханическийзапусклинемётанаэлектропневматический.2. Проведены опыты по исследованию зависимости скорости снаряда на срезествола от различных параметров, в частности, от начального давления, массыснаряда, величины протечек казенного давления. Даны рекомендации пооптимизации технологии изготовления некоторых деталей.3. Изучено влияние геометрии седла на время открытия основного клапаналинемёта, что позволило повысить эффективность прибора.4. Сконструирован испытательный стенд, позволяющий выполнять циклическоесрабатывание клапана. Получена статистика пусков на промышленном давлении,изучен износ узлов с учетом загрязненности воздуха.5. Проведен анализ случайных и систематических погрешностей.90ЗаключениеОсновные результаты диссертационной работы состоят в следующем:1.
Проведено исследование технических отказов линемёта «ИСТА-240». Наосновании данного анализа предложены методики расчетов деталей и узловлинемёта, позволяющие улучшить функциональные характеристики.2. С помощью лагранжевой механики построены математические моделидинамики тел линемёта для трех этапов выстрела. Составлены уравнения инайдены их численные решения средствами компьютерной математики. СкоростьКК в момент удара с направляющей составила 108,5 м/с.
Скорость штатногоснаряда линемёта «ИСТА-240» на срезе ствола при выстреле 83,8 м/с. Модельполета снаряда как тела переменной массы с учетом деформации растяжения линяпоказала дальность заброса 268 м.3. Предложена модель удара деталей быстродействующего клапана как слоя иполупространства. Получено аналитическое решение задачи операционнымметодом с преобразованием Лапласа.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
