2.3.3. Клиновые затворы и их приводы

Клиновой затвор является изобретением русских оружей­ников XVII в. Запирающей деталью клинового затвора является клин, представляющий собою стальную деталь призматической формы (рис. 2.30). Передняя грань клина 4, на которую опирается дно гильзы во время выстрела, называется зеркалом затвора. Зер­кало закрытого затвора всегда располагается перпендикулярно оси канала ствола, что необходимо для обеспечения прочности гильзы и надежности функционирования ме­ханизмов затвора.

В центре зеркала располагается осевое отверстие 3 для выхода бой­ка ударного механизма. Выше зер­кала изготавливается специальный скос 2, служащий в отдельных слу­чаях для окончательной досылки патрона (гильзы).

Задняя, опорная грань клина по отношению к зеркалу затвора выпол­няется под углом 0,018-0,026 рад. Под этим же углом выполнены и направляющие клина в казеннике. Такой угол наклона служит для

Рис 2.30 Клиновый затвор

быстрого и легкого открывания затвора после выстрела, так как при такой форме открываемый клин перемещается не только пер­пендикулярно, но и вдоль продольной оси ствола. Небольшое сме­щение клина назад от казенного среза ствола приводит к быстрой ликвидации натяга, как между дном гильзы и зеркалом клина, так и между опорными поверхностями клина и казенника. При боль­ших значениях угла клин становится несамотормозящимся и, если не принять дополнительных мер, может самопроизвольно открыть­ся при выстреле.

Условие самоторможения клина представляется в следующем виде:

(2.18)

где - угол наклона задней поверхности клина;

f₁ - коэффициент трения между зеркалом затвора и дном гильзы;

f₂ - коэффициент трения между задней поверхностью клина и на­правляющими казенника.

Сверху клин имеет продольную желобообразную выемку 7, так называемый лотковый вырез, который при открытом затворе спо­собствует направлению досылаемого патрона в патронник, а также позволяет увеличить длину боковых направляющих поверхностей клина без существенного увеличения его массы.

Открывание и закрывание клина клинового затвора обычно производится приводом, воздействующим на клин, звеном которо­го является кривошип 1 (рис. 2.31).

По количеству и способу расположения кривошипов приводы делятся на приводы с одним боковым кривошипом (рис. 2 31, а), на приводы с двумя боковыми кривошипами и приводы с од­ним центральным кривоши­пом (рис. 2.31, б).

По расположению оси кри­вошипа относительно клина различают приводы с задним расположением оси кривоши­па и приводы с передним рас­положением оси кривошипа (рис. 2.31,6).

При любом расположении кривошипа 1 и его оси 2 отно­сительно клина действие кривошипного механизма заключается

Рис 2 31 Схемы приводов клиновых за­творов

а — с боковым кривошипом б — с центральным

кривошипом 1 — кривошип, 2 - ось кривошипа,

3 - клин, 4 - взвод ударника

в следующем: вращение оси кривошипа, с которой он жестко соединен при помощи шлицов, приводит к вращению само­го кривошипа, ролик или камень (ползун), находящийся на конце кривошипа, воздействует на одну из стенок паза а, выполненного в теле клина 3, и тем самым приводит его в движение в том или ином направлении. При закрытом положении клина кривошип встает в так называемое мертвое (замкнутое) положение, то есть кривошип препятствует самооткрыванию клина, которое может быть вызвано действием составляющей силы давления пороховых газов на дно канала ствола, а также в результате отскока клина при ударе о деталь, ограничивающую его движение. Для упора клина на эту деталь сбоку вверху на нем выполняется специальный ус­туп (см. рис. 2.30).

Наиболее рациональной конструкцией кривошипного механиз­ма следует считать механизм с одним центральным кривошипом, обеспечивающий наименьший перекос клина в затворном гнезде казенника.

Следует также отдать предпочтение переднему расположению оси кривошипа по отношению к клину. В этом случае при откате откатных частей сила инерции самого кривошипа относительно его оси вращения создает момент, способствующий удержанию клина в закрытом и замкнутом положении. При заднем же расположении оси кривошипа указанный момент действует в противоположном направлении.

Вращение оси кривошипа на открывание клина осуществляется либо ручным приводом (рис 2.32), состоящим из рукоятки затвора 2 с защелкой 8 и задвижкой 1, оси кривошипа 9 и кривошипа, либо автоматическим приводом.

Вращение оси кривошипа для закрывания клина осуществляет­ся в обоих случаях специальной закрывающей пружиной 3, узел которой вместе с осью кривошипа и кривошипом образует меха­низм закрывания затвора.

Наиболее распространенными открывающими механизмами клиновых затворов являются привода копирного, скалочного и пру­жинного типов.

Открывающий механизм копирного типа (рис. 2.32), исполь­зующий для своей работы энергию наката откатных частей, состо­ит из подпружиненного копира б, ось вращения которого (ОО) рас­положена на кронштейне люльки, кулачка 5 с осью 4, расположен­ной на казеннике, тяги 7, шарнирно соединенной с серьгой 10, сидящей на шлицах оси кривошипа 9 и кривошипа. При выстреле откатные части орудия идут в откат, и скошенная поверхность ку­лачка 5 поворачивает копир 6 на оси ОО. По прохождении кулачком 5 копира 6, последний (под действием пружины)

Рис. 2 32 Схема закрывающего и открывающего механизмов с копиром

возвращается в исходное положение.

При накате кулачок 5 упирается в задний торец копира 6, а так как его ось 4 продолжает движение наката с казенником, то кула­чок 5 поворачивается по часовой стрелке, приводя через тягу 7 во вращательное движение серьгу 10 и ось с кривошипом - клин от­крывается. В открытом положении клин удерживается выбрасыва­телями до тех пор, пока очередной патрон или досылаемая гильза (в случае раздельно-гильзового заряжания) своей закраиной не по­вернет выбрасыватели и не освободит затвор.

Открывающий механизм копирного типа прост по конструк­ции, нечувствителен к загрязнению и не требует значительной ре­гулировки в процессе службы. Однако привод имеет тот недоста­ток, что скорость экстракции гильзы зависит от скорости наката откатных частей. Практикой установлено, что скорость наката при встрече кулачка с копиром должна быть не менее 0,9 м/с, что вле­чет за собой опасность наброса («клевка») орудия при торможении интенсивного наката.

Приводы копирного типа по характеру действия на клин делят­ся на приводы плавного и ударного действия. Плавность (безудар­ность) воздействия привода на клин обеспечивается как профилем копира, так и профилем паза на клине. Однако в силу неточностей в установке копира и допусков на изготовление деталей работа привода всегда сопровождается ударами.

12 3 4 3

Рис 2.33 Схема открывающего механизма скалочного типа

Открывающий механизм скалочного типа (рис. 2.33) состоит из кулачка 1, сидящего на шлицах оси кривошипа, скалки 2, сво­бодно перемещающейся в подшипниках скольжения 3, которые жестко соединены с казенником, возвратной пружины скалки 4, линейки 5 со скосом, подпружиненной собачки 6 с роликом 7, си­дящей на оси 8, которая закреплена в люльке. В передний конец скалки вставлен упор 9, легко заменяемый при износе.

При откате откатных частей, как только упор 9 скалки 2 прой­дет собачку 6, собачка под действием своей пружины встанет на пути движения торца скалки при накате. При накате упор 9 скалки упирается в торец собачки 6 и скалка 2 останавливается. Но так как ось кулачка 1 продолжает движение наката, а кулачок 1 опирается на головку скалки, то происходит поворот кулачка 1 и кривошипа по часовой стрелке - затвор открывается, а пружина 4 скалки 2 сжимается. В конце открывания затвора линейка 5, накатывающая­ся вместе с казенником, своим передним скосом воздействует на ро­лик 7 собачки 6 и поднимает ее, освобождая скалку 2. Скалка 2 под действием своей пружины 4 возвращается в исходное положение.

Уменьшение ударности действия данного привода обычно дос­тигается постановкой жесткой пружины между скалкой 2, а ее упо­ром 9 (упругая скалка), что уменьшает величину нагрузок на дета­ли до 50 % и, кроме того, привод становится менее чувствительным к изменению скорости наката. Привод скалочного типа широко применяется в танковых орудиях, имеющих массу клина до 50 кг.

Открывающий механизм пружинного типа (рис. 2.34), кроме кривошипа и его оси, имеет кулачок 1, сидящий на шлицах оси кривошипа и шарнирносоединенный с раздвижной головкой 2, и скалку 3. В раздвижной головке 2 размещается подпружиненная защелка 4, а на скалке 3 ~ открывающая пружина 5. Скалка 3 шарнирно соединена с рычагом бис осью вращения 7.

Рис 2.34 Схема открывающею механизма пружинного типа

Эти детали привода размещены на откатных частях орудия, а на люльке устанавливается подпружиненный упор (копир) 8. При вы­стреле во время отката откатных частей упор 8 пропускает верхний конец рычага 6. При накате под действием упора 8 рычаг 6 повора­чивается на оси 7 и вытягивает скалку 3 вправо, сжимая откры­вающую пружину 5. В конце хода скалки вправо защелка 4 заска­кивает за ее левый торец. Рычаг 6 после этого расцепляется с упо­ром 8. Скалка 3 под действием сжатой пружины 5 через защелку 4 и головку 2 вращает кулачок 1, происходит вращение кривошипа по часовой стрелке и клин открывается.

В конце поворота кулачок 1 своим отростком а нажимает на ле­вое плечо защелки 4 и восстанавливает ее первоначальное положе­ние. Достоинством привода пружинного типа является то, что на­дежность и стабильность его работы не зависят от скорости наката откатных частей, а также то, что он действует более плавно, чем привод копирного типа.

Недостатком механизма является некоторая сложность конст­рукции, а также увеличение его габаритов.

Следует отметить, что клиновые затворы достаточно просты по конструкции, просты в изготовлении и легко поддаются автомати­зации