49742

Разработка конструкции ИПМ изделия В-90

Курсовая

Производство и промышленные технологии

Расчет размерной цепи для определения высоты пружины в собранном состоянии Расчет параметров пружины. Рисунок Инерционный предохранительный механизм изделия В90 Расчет размерной цепи для определения высоты пружины в собранном состоянии Расчет размерной цепи производится методом максимумминимум. Размерная формула: Найдем неизвестный размер замыкающего звена: Расчет параметров пружины Исходными данными для проектирования...

Русский

2014-01-07

917.5 KB

54 чел.

  1. Министерство образования РФ
  2. Пензенский государственный университет
  3.  Факультет систем управления и информационной безопасности
  4.  
  5.  Кафедра: «Автономные информационные и управляющие системы»
  6.  
  7.  
  8.  
  9.  
  10.  
  11.  
  12.  ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
  13.  
  14.  к курсовой работе по теме
  15.  
  16.  «Разработка конструкции ИПМ изделия В-90»
  17.  

                                             ПГУ 2.170105.05 ПЗ

                                                                  (обозначение документа)

  1.  
  2.  Дисциплина: «Технология производства взрывателей »
  3.  
  4.  Группа  08ПВ1
  5.  
  6.  
  7.  
  8.  

                    Разработал студент Кошелев А.Н.

                    Работа принята с оценкой ______

  1.  Руководитель работы  к.т.н. доцент Петрунин Г.В.
  2.  
  3.  
  4.  
  5.  

  1.  
  2.  Пенза 2012


СОДЕРЖАНИЕ

1 Описание изделия В-90………………………………………………………..

4

2 Описание ИПМ изделия В-90………………………………...………............

5

3 Расчет размерной цепи для определения высоты пружины в собранном         состоянии…………………………………………………………………………

6

4 Расчет параметров пружины………………………………………………….

7

5 Расчет сил, действующих на оседающую деталь……………………………

14

6 Список использованной литературы…………………………………………

16

Приложение А……………………………………………………………………

17

1 Описание изделия В-90.

 Взрыватель В-90 – дистанционно-контактный механический головной взрыватель предохранительного типа с дальним взведением для 122-мм, 130-мм, 152-мм осколочных и осколочно-фугасных артиллерийских снарядов.

Взрыватель взводится под действием осевой и поперечной перегрузки, срабатывает от дистанционного устройства или от реакционного ударного механизма.

Общий вид взрывателя представлен на рисунке 1.

Рисунок 1 – Общий вид изделия В-90

Устройство. В огневую цепь предохранительного типа входит детонатор, передаточный заряд, капсюль-детонатор, капсюль-воспламенитель.

Инициирующей системой является совокупность дистанционного устройства, выполненного на базе часового механизма, и реакционного ударного механизма.

Система предохранения содержит в основном предохранительно-детонирующее устройство дальнего взведения, выполненного на базе часового механизма, инерционный предохранительный механизм, инерционное пусковое устройство.

2 Описание ИПМ изделия В-90

Реакционный ударный механизм содержит ударник с жалом и капсюль-воспламенитель во втулке.  

          Ударник с жалом удерживается от перемещения двумя стопорными шариками, помещенными в отверстия втулки. Перемещению шариков препятствует оседающая гильза инерционного предохранительного механизма.

          Инерционный предохранительный механизм включает в себя оседающую гильзу, пружину, ограничительный шарик.  

          УМ и ИПМ размещены в головной втулке и удерживаются от выпадания упорным кольцом, прикрепленным к втулке. На головную часть втулки закатана мембрана и навинчен предохранительный колпачок с пластикатовым кольцом. Головная часть взрывателя закрыта герметизирующим колпаком.  

          Общий вид ударного механизма представлен на рисунке 2.

Рисунок 2 – Инерционный предохранительный механизм изделия В-90


3  Расчет размерной цепи для определения высоты пружины в собранном состоянии

          Расчет размерной цепи производится методом максимум-минимум. Сущность данного метода в определении предельных размеров замыкающего звена при предельных сочетаниях размеров и допусков, составляющих звеньев.

          Расчетная схема представлена на рисунке 3.

Рисунок 3 – Расчетная схема.

        

        Далее составляется размерная цепь, вид которой представлен на рисунке 4.

Рисунок 4 – Размерная цепь.

Размерная формула:

 

 

 

 

 

 

 

Найдем неизвестный размер замыкающего звена:


4 Расчет параметров пружины

Исходными данными для проектирования механизмов осевого расположения являются:

- минимальное значение диаметра гнезда  под пружину D2Hmin= 6.1 мм.

- высота пружины максимальная Hdmax =4.2 мм.

- высота пружины контрольная Нк=4.5 мм.

-максимальное значение сопротивление пружины Rdmax=9.6 Н.

- класс точности пружины 2.

Рисунок 5 – Пружина сжатия взрывателя В-90.

Расчет параметров пружины начинается с определением значения максимального наружного диаметра пружины Dmax:

где -гарантированный зазор между пружиной и гнездом. Рекомендуемый зазор для =6.1 мм берем по таблице 0.3 мм.

               

Вычислим среднее значение расчетного сопротивления пружины:

,

где  - относительное предельное отклонение контрольного сопротивления пружины, который берем по диаметру проволоки и он равен для второго класса точности 15.

          

Выберем значение допустимого касательного напряжения . При расчетах допускается значение для сталей проволоки назначать (в зависимости от диаметра):

При d=0,15…1 мм – 1Гпа;

Рассчитываем среднее значение диаметра проволоки:

,

-средний диаметр пружины, значение  которого принимается равным значению ,-коэффициент концентрации пружины в нашем случае возьмем его равным 1.

 

Рассчитанное значение диаметра проволоки  округляется в сторону увеличения. Рекомендуется для пружин инерционных механизмов использовать проволоку нормальной, точности выполненную по ГОСТ-9389-75. В зависимости от размера диаметра проволоки назначаются  предельные отклонения в нашем случае +d =0,015.

Рассчитываем предельные значения диаметра d проволоки.

0.49 + 0.015=0.51 мм.

Рассчитываем минимальное значение внутреннего  диаметра :

2∙,

где -ε толщина покрытия.

     При расчете толщину покрытия металлического можно принять равным 0,01 мм. -  предельное отклонение наружного диаметра для нашего случая берем равным 0.5 мм.

 

         Расчетное значение округляется в сторону уменьшения.

Рассчитываем значение среднего диаметра пружины:

 

Рассчитываем максимальное расчетное значение высоты пружины при сжатии ее до полного соприкосновения витков, для обеспечения линейной зависимости между деформацией и сопротивлением пружины на рабочем участке должно соблюдаться условие:

 

Рассчитываем  максимальное значение полного числа витков ,  исходя из заданного максимального значения высоты пружины , при полностью сжатых витках:

,

где  - число витков, отводимых под торцевые опорные поверхности; для пружин с не заточенными поверхностями равен 1/3.

 

Рассчитываем среднее значение полного числа витков пружины:               

,

где - предельное отклонение полного числа витков для второго класса пружины и числу витков равных 8 выбираем значение 0,5.

 

Округляем значения числа витков до 7.

Рассчитываем среднее значение числа рабочих витков пружины:

 

Проверяем выполнение проверочного условия:

Проверочное условие выполняется

Вычисляем среднее значение расчетной жесткости пружины в Н/м.

,

где - модуль упругости при  сдвиге, для стальной проволоки, используемой, при изготовлении пружины в инерционных механизмах колеблется в пределах 76,5…92,2 ГПа. При расчетах принимается значении равным 85 ГПа.

Определяем среднее значение расчетной деформации пружины до полного соприкосновения пружины до полного соприкосновения .

 

          Определяем среднее значение расчетной высоты пружины в свободном состоянии.

           4.2 + 15.5  

  Определяем значение расчетной высоты пружины в свободном состоянии:

           

где - предельное отклонение высоты пружины в свободном состоянии, для нашего случая берем ее равным 2.2 мм.

           

     Проверяется условие обеспечения поджатия пружины в собранном механизме:

            

где -максимальное значение высоты гнезда под пружину.

    Определяются значения расчетно-контрольного сопротивления пружины:

     Рассчитываем среднее значение контрольного сопротивления пружины:

            И в соответствие с назначенным значением контрольного сопротивления, определяем среднее значение высоты пружины в свободном состоянии:

            

           Определяем максимальное значение пружины в свободном состоянии:

            

           Проверяем выполнение условия:

Проверочное условие выполняется.

Проверочный расчет:

Рассчитываем максимальное и среднее значение высоты при полностью сжатых витках:

Значение высоты пружины должно удовлетворять условию:

– условие выполняется

Рассчитываем максимальное и среднее значение сопротивление пружины при полностью сжатых витках в соответствие с назначенными параметрами:

 

         

Проверяем условие

Рассчитывается значение индекса пружины i и коэффициент напряжение для материала пружины k:

         

Рассчитываем среднее значение касательного напряжения в материале пружины при сжатии ее до полного соприкосновения витков:

Рассчитанное среднее значение касательного напряжения  не должно превышать допустимого значения касательного напряжения:

=0,89 ГПа < 1ГПа – условие выполняется

Определяются предельные значения сопротивления пружины в собранном механизме:

Вычислим средние значение жесткости пружины:

 

Среднее значение длины развернутой пружины:

 

Среднее значение массы пружины:

 

5 Расчет сил, действующих на оседающую деталь

Произведем расчет сил инерции и центробежной силы, которые действуют на деталь при максимальном  давлении и скорости, а так же при их значениях у дульного среза.

Исходные данные для расчета:

Масса снаряда M = 21.78 кг,

Масса оседающей детали (гильзы) m = 3 г,

Калибр D = 122 мм,

Коэффициент фиктивности φ = 1,

Эксцентриситет ∆r = 2.5 мм,

Крутизна нарезов ηD = 70,

Максимальное давление Pmax =2500 кг/см2,

Давление у дульного среза Pд = 600 кг/см2,

Максимальная скорость Vmax = 270 м/с,

Скорость у дульного среза Vд = 685 м/с.

        Осевая сила инерции рассчитывается по следующей формуле:                              

         

       Находим соответственно по этой формуле значение силы инерции при максимальном давлении:  

Определим значение силы инерции у дульного среза:

Центробежная сила инерции для вращающегося снаряда рассчитывается следующим образом:

,

где - угловая скорость вращающегося снаряда и высчитывается следующей формулой:

 

            Так как максимальная скорость снаряда достигается у дульного среза, то Cmax = Cд. Рассчитываем  значение угловой скорости у дульного среза:

 

 


6 СПИСОК использованной литературы

  1.  Петрунин Г.В (1996). Проектирование на ЭВМ инерционных механизмов. Пенза
  2.  Ульянов В.Ф (2001). Динамика взаимодействия объектов средств поражения. Пенза: издательство Пензенского государственного университета.

ПРИЛОЖЕНИЕ А