離心保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)課程設(shè)計(jì)論文

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　離心保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)是靠離心力解除保險(xiǎn)的機(jī)械保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)，主要用于旋轉(zhuǎn)彈。</p><p>　　保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)是引信的重要組成部分。它保證引信的發(fā)火機(jī)構(gòu)、隔離機(jī)構(gòu)和內(nèi)含能源平時(shí)處于保險(xiǎn)狀態(tài)；發(fā)射后在彈道的某一點(diǎn)上，由保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)向待發(fā)狀態(tài)過渡并最終進(jìn)入發(fā)射狀態(tài)，即解除保險(xiǎn)?？梢?，保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)具有雙重職能——保險(xiǎn)和解除保險(xiǎn)。&l

2、t;/p><p>　　保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)可以依靠環(huán)境能源或內(nèi)含能源解除保險(xiǎn)。保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)按不同的作用結(jié)構(gòu)可以分為很多種，此文重點(diǎn)介紹成對(duì)配置的離心銷保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)。</p><p>　　關(guān)鍵詞：離心力；離心保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)；引信 ；離心銷解除保險(xiǎn)可靠性</p><p><b>　　1 前 言</b></p><p><b>　　1.1 引

3、信的簡介</b></p><p>　　引信又稱信管。裝在炮彈、炸彈、地雷等上的一種引爆裝置。引信是利用目標(biāo)信息和環(huán)境信息，在預(yù)定條件下引爆或引燃彈藥戰(zhàn)斗部裝藥的控制裝置（系統(tǒng)）。根據(jù)不同炮彈彈種和對(duì)付目標(biāo)的需要選擇不同的引信。爆竹的火藥捻子即是最早的引信。引信包括有發(fā)火控制系統(tǒng)、安全系統(tǒng)、傳爆序列和能源裝置4個(gè)基本部分。引信按作用原理分為：觸發(fā)引信、非觸發(fā)引信和時(shí)間引信3種類型。按配用的彈藥分為：炮彈

4、、迫擊炮彈、火箭彈、導(dǎo)彈、手榴彈、航空炸彈、深水炸彈、地雷、水雷、魚雷等引信。按配置在彈藥的部位分為：彈頭、彈底（或彈尾）、彈身引信，以及彈頭激發(fā)彈底引爆引信等。按安全程度分為：隔離雷管型、不需隔爆型、隔離火帽型和沒有隔離等引信。</p><p><b>　　1.2引信的發(fā)展</b></p><p>　　現(xiàn)代局部戰(zhàn)爭本身已經(jīng)表現(xiàn)為是一個(gè)高新技術(shù)的體系，它動(dòng)用從衛(wèi)星偵察

5、，戰(zhàn)術(shù)傳感器系統(tǒng)到計(jì)算機(jī)分析決策的情報(bào)指揮系統(tǒng)，全球性的后勤補(bǔ)給系統(tǒng)，海，空、地上的各種武器系統(tǒng)。迄今為止，軍事應(yīng)用對(duì)高、新技術(shù)仍是敏感的和領(lǐng)先的，這必然要影響到彈藥和引信的發(fā)展。引信，特別是觸發(fā)引信的發(fā)展將有兩條主線， 即如何為體系和系統(tǒng)作出貢獻(xiàn)，和如何合理地利用體系和系統(tǒng)的資源。沿這兩條主線發(fā)展的結(jié)果都將是提高性能和降低成本，即提高效費(fèi)比。基于為體系作貢獻(xiàn)的發(fā)展趨向，例如發(fā)展為巡航導(dǎo)彈等多種載體用的遠(yuǎn)程對(duì)地面目標(biāo)觸發(fā)引信，在航彈通用

6、的多種遙控裝定的電子觸發(fā)引信，可裝定瞬發(fā)，l0，25，50，100，200ms 延期作用及航空火箭彈用的新型PIBD引信（如法35mm高炮碰炸近炸引信， 瑞士KZD566引信）， 美國海軍反艦可編程引信等。為了對(duì)付高速目標(biāo)，提高瞬發(fā)度是十分必要的。為了提高自動(dòng)化程度，美國正研制XM 773遙控多選擇引信，它可取代M557，M 739，M 730A1觸發(fā)引信M 5l3 ，M514，M728，M732近炸引信及M767電子計(jì)時(shí)引信?；诶?/p>

7、體系，系統(tǒng)資源，可能得到高性能低成本的先進(jìn)引信，例如利用</p><p>　　1.3 引信安全系統(tǒng)及安全性現(xiàn)狀與發(fā)展對(duì)策</p><p>　　引信是彈藥系統(tǒng)的重要組成部分，對(duì)充分發(fā)揮彈丸或特定戰(zhàn)斗部的威力起關(guān)鍵的作用，彈丸配用不同性能的引信其毀傷效果差別極大，衡量引信性能的主要參數(shù)有：評(píng)定安全性的安全落高和延期解除保險(xiǎn)時(shí)間，評(píng)定可靠性的正常作用率，評(píng)定適時(shí)引爆性的瞬發(fā)度和延期時(shí)間等。其中延

8、期時(shí)間在很多情況下對(duì)于有防護(hù)和抗侵徹能力的目標(biāo)如坦克，裝甲運(yùn)兵車和艦船等是很需要的。它可以保證彈丸侵入目標(biāo)后達(dá)到最有利的炸點(diǎn)上爆炸，使彈丸能發(fā)揮最大的爆破或殺傷效力，榴彈是小口徑的高炮，艦炮和航炮的主用彈藥，主要用來對(duì)付飛機(jī)，艦艇及地面輕型裝甲車等目標(biāo)，它最有利的炸點(diǎn)是彈丸侵入目標(biāo)內(nèi)。因此，榴彈配備的機(jī)械觸發(fā)引信除了具備使用安全性，作用可靠性，長期貯存穩(wěn)定性之外，通常還要求作用時(shí)間的延期性，即要求引信在碰擊目標(biāo)后延遲一段時(shí)間再引爆彈丸裝

9、藥。</p><p>　　引信保險(xiǎn)、解除保險(xiǎn)與安全性的內(nèi)涵，因《引信安全性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則》標(biāo)準(zhǔn)的誕生而發(fā)生了根本性的變化。上世紀(jì)70年代以前的引信安全系統(tǒng)幾乎都很簡單(甚至談不上是系統(tǒng))，主要就是引信發(fā)火系統(tǒng)的保險(xiǎn)裝置(機(jī)構(gòu))；而現(xiàn)今的引信安全系統(tǒng)，可以認(rèn)為是硬在原非隔爆型引信基礎(chǔ)上增加了保險(xiǎn)與解除保險(xiǎn)裝置。這對(duì)于我國來講，也只是上世紀(jì)70年代末期以后的事。引信安全性能幾乎完全依賴于引信安全系統(tǒng)的設(shè)計(jì)?！兑虐踩栽O(shè)計(jì)

10、準(zhǔn)則》雖已廣為人知，但關(guān)于引信安全系統(tǒng)特別是關(guān)于保險(xiǎn)與解除保險(xiǎn)裝置的工程設(shè)計(jì)理論卻不夠系統(tǒng)和深入：不能適應(yīng)引信產(chǎn)品型號(hào)研發(fā)的需要。因引信安全性設(shè)計(jì)水平和質(zhì)量所引發(fā)的安全性事故仍時(shí)有發(fā)生。</p><p>　　大型彈藥引信很可能不是一個(gè)完整的裝置，而是一個(gè)部件分離的功能系統(tǒng)，主要分為兩大子系統(tǒng)，即發(fā)火控制子系統(tǒng)和保險(xiǎn)與解除保險(xiǎn)裝置(SAD)。其中前一個(gè)子系統(tǒng)以光電或機(jī)械原理利用目標(biāo)信息，通過爆炸序列首發(fā)爆炸元件的激

11、發(fā)時(shí)刻來控制引信的起爆時(shí)機(jī)暨彈丸戰(zhàn)斗部的炸點(diǎn)；而后一子系統(tǒng)事實(shí)上與引信爆炸序列共生共存，以機(jī)械原理為主，主要通過識(shí)別發(fā)射環(huán)境，以故障保險(xiǎn)原理對(duì)引信爆炸序列實(shí)現(xiàn)安全控制。由于保險(xiǎn)與解除保險(xiǎn)裝置比較獨(dú)立，除用作引信的一部分之外，還用于其他彈藥內(nèi)火炸藥引爆或點(diǎn)火的場合，所以人們往往把對(duì)引信的關(guān)注都集中到了引信的子系統(tǒng)——發(fā)火控制子系統(tǒng)上了。令人遺憾的是，連引信的標(biāo)準(zhǔn)定義也迎合了這一潮流，引信被定義成了“控制彈藥爆炸序列適時(shí)爆炸的系統(tǒng)”。更有掩

12、耳盜鈴之作，由此定義出發(fā)，去研發(fā)只含有發(fā)火控制子系統(tǒng)的這類“控制系統(tǒng)”型引信，而把敏感爆炸元件及爆炸序列“推出”引信作為彈丸戰(zhàn)斗部的一部分，以逃棄《引信安全性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則》詳細(xì)、具體而又有一定實(shí)現(xiàn)難度的要求。</p><p>　　事實(shí)上彈丸戰(zhàn)斗部的爆炸序列幾乎都在引信內(nèi)部，即在引信保險(xiǎn)與解除保險(xiǎn)裝置之內(nèi)。引信的主要功能是引爆彈丸戰(zhàn)斗部，由爆炸序列來實(shí)現(xiàn)，因此歸根結(jié)底還是一種引爆裝置，只不過安全性要求比較高、引爆時(shí)機(jī)自

13、動(dòng)控制罷了。引信不同于制導(dǎo)系統(tǒng)，不是控制系統(tǒng)，控制只是引信內(nèi)部這一部分對(duì)那一部分的功能，與外界無關(guān)。如果將引信定義成控制系統(tǒng)，那么引信爆炸序列的功能與作用哪里去了呢?引信控制功能固然很重要，這是事實(shí)，但這一控制不應(yīng)單指相對(duì)于目標(biāo)的炸點(diǎn)控制，還包括應(yīng)該認(rèn)為是更為重要的相對(duì)于己方人員和裝備的安全性控制。為了便于更好地認(rèn)識(shí)引信安全的重要性，認(rèn)清引信安全系統(tǒng)及保險(xiǎn)與解除保險(xiǎn)裝置的地位和作用，“引信(引信系統(tǒng))”定義：“一種通過設(shè)計(jì)用來感覺目標(biāo)或

14、受控于一種或一種以上的預(yù)定條件，如經(jīng)過的時(shí)間、壓力或指令，引發(fā)彈藥內(nèi)的傳火序列或傳爆序列的實(shí)物系統(tǒng)”。而不宜再稱為“控制”“系統(tǒng)”了。同樣，引信安全性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則還給出了引信安全系統(tǒng)和保險(xiǎn)與解除保險(xiǎn)裝置的定義。引信安全系統(tǒng)包括了保險(xiǎn)與解除保險(xiǎn)裝置。安全引爆的安全性就是由保險(xiǎn)與解除保險(xiǎn)裝置實(shí)現(xiàn)的?？梢哉f，引信的安全引爆不但意味著要安全引爆，而且還意味著引爆前要安全，引爆過程</p><p>　　國內(nèi)實(shí)彈演練也暴露出了未

15、爆彈藥處理問題，不但要求引信安全系統(tǒng)要提高解除保險(xiǎn)可靠性，要求引信提高綜合發(fā)火率，而且還要增加自毀、絕火、電發(fā)火能量耗散和爆炸物處理等設(shè)計(jì)特性。引信安全系統(tǒng)的發(fā)展趨勢是性能越來越全面，可靠性越來越高，而體積卻越來越小，成本越來越低。未來可能發(fā)生的解決臺(tái)海問題的作戰(zhàn)同樣也涉及到了上述問題，并且因可能要影響到戰(zhàn)后臺(tái)灣政治問題和社會(huì)問題而會(huì)變得更加重要。美軍零傷亡作戰(zhàn)新理念，也啟發(fā)我們要不斷提高引信安全性。引信基本性能要求的變化，如裸態(tài)跌落試

16、驗(yàn)高度由3 m減低為1.5 m以及隔爆安全性試驗(yàn)、延期解除保險(xiǎn)距離試驗(yàn)、震動(dòng)試驗(yàn)和跌落試驗(yàn)合格準(zhǔn)則的變化，都會(huì)促進(jìn)引信安全系統(tǒng)的發(fā)展。彈丸戰(zhàn)斗部子母化、智能化的發(fā)展趨勢要求所配引信安全系統(tǒng)盡可能做到小型化和低成本化。引信智能化的發(fā)展趨勢也要求引信安全系統(tǒng)小型化和低成本化。</p><p>　　武器裝備采購市場化促使引信及其安全系統(tǒng)要低成本化，彈藥高價(jià)值化要求引信安全系統(tǒng)提高解除保險(xiǎn)可靠性并減少研制試驗(yàn)數(shù)量。彈藥多

17、功能化和高性能化要求引信安全系統(tǒng)與之相適應(yīng)，如沖壓發(fā)動(dòng)機(jī)增程彈、管式彈以及含能破片所需的引信安全系統(tǒng)，可能要與彈丸戰(zhàn)斗部實(shí)現(xiàn)一體化設(shè)計(jì)。當(dāng)今社會(huì)處于信息化的時(shí)代，同時(shí)也是個(gè)性張揚(yáng)的時(shí)代。為了進(jìn)一步提高性能，通用化原則的應(yīng)用要適度。相反有時(shí)為了特定戰(zhàn)爭、特定戰(zhàn)場、特定戰(zhàn)役、特定戰(zhàn)斗或特定目標(biāo)，要應(yīng)急開發(fā)有效的武器彈藥系統(tǒng)，引信安全系統(tǒng)研發(fā)必須能夠適應(yīng)這樣的“短、平、快”要求。引信安全系統(tǒng)設(shè)計(jì)與武器平臺(tái)及發(fā)射彈道環(huán)境關(guān)系比較密切。對(duì)于自主研

18、發(fā)的新型武器平臺(tái)因已不再像以往引進(jìn)產(chǎn)品那樣有所借鑒，故須做好所用引信安全系統(tǒng)的系統(tǒng)分析和原理設(shè)計(jì)工作。</p><p>　　2 離心保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用</p><p>　　2.1 離心保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　?。?）離心銷保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)應(yīng)盡可能成對(duì)稱配置。</p><p>　?。?）實(shí)踐中，如果沒有不同作用原理的冗余保險(xiǎn)，極個(gè)別情

19、況下，成對(duì)配置的離心銷經(jīng)沖擊振動(dòng)后，有一個(gè)離心銷解除保險(xiǎn)并且不能自動(dòng)復(fù)位，甚至進(jìn)而解除保險(xiǎn)。離心銷成組配置(三個(gè)，呈“人”形均布；甚至四個(gè)，呈“十”形布置)，可以防止反跳造成意外解除保險(xiǎn)。離心銷成組配置保險(xiǎn)可靠度更高，但結(jié)果稍復(fù)雜些，并且理論上解除保險(xiǎn)可靠度有所下降，一般只用來保險(xiǎn)質(zhì)量較大的慣性體。</p><p>　?。?）受空間限制難于成對(duì)，成組配置時(shí)，單個(gè)離心銷保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)也是允許的。但前提是依靠其他環(huán)境解除保

20、險(xiǎn)的另一獨(dú)立保險(xiǎn)件在沖擊，振動(dòng)中不運(yùn)動(dòng)。否則設(shè)計(jì)中還要考慮離心銷在跌落時(shí)盡量不解除保險(xiǎn)。這種形式?jīng)]有充分發(fā)揮離心保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　?。?）離心銷可以傾斜布置，以便利用后坐力量延長解除保險(xiǎn)時(shí)間，適用于后坐力較大的炮彈引信。傾斜角一般取15度，太大對(duì)于頭向下跌落安全不利，而太小則后坐力分量不夠。</p><p>　?。?）離心銷軸線應(yīng)盡肯能與彈軸相交，否則用于解除保險(xiǎn)的只是離

21、心力的分量，并且另一分量還形成摩擦力阻礙解除保險(xiǎn)。如果做不到，離心銷軸線與過質(zhì)心的彈軸垂線之間的夾角不應(yīng)大于15度，否則應(yīng)該用離心板保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)。</p><p>　?。?）離心保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)的不解除保險(xiǎn)最大轉(zhuǎn)速，可以按安全轉(zhuǎn)速確定。不必因彈丸轉(zhuǎn)速高，所以不解除保險(xiǎn)最大轉(zhuǎn)速可以提高到200r/s即12000r/min。</p><p>　?。?）離心保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)的100%解除保險(xiǎn)最低轉(zhuǎn)速不得高于炮口(主

22、動(dòng)段末)轉(zhuǎn)速的3/4，同樣，出于通用化的考慮，也不可定的太高。</p><p>　　（8）離心力經(jīng)全彈道的飛行后，極端情況下可下降到最大值的1/3，對(duì)于解除保險(xiǎn)后不動(dòng)作，碰目標(biāo)才運(yùn)動(dòng)的被保險(xiǎn)零件，離心保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)應(yīng)考慮加閉鎖機(jī)構(gòu)。</p><p>　?。?）在離心銷肯能受被保險(xiǎn)零件橫向作用時(shí)，應(yīng)采取措施防止離心銷變形，卡死。</p><p>　　（10）離心銷解除保險(xiǎn)行

23、程(即離心銷插入被保險(xiǎn)零件的深度)一般約為2mm~2.5mm，小引信可以小些。但不得小于1mm，否則保險(xiǎn)不可靠。</p><p>　　（11）離心銷的初始偏心度對(duì)離心力的大小影響較大，但一般不是先定偏心距后湊結(jié)構(gòu)，而是先確定結(jié)構(gòu)方案后計(jì)算。偏心距大體在3mm～18mm之間。轉(zhuǎn)速高，質(zhì)量大偏心距可以小些，轉(zhuǎn)速低，質(zhì)量大偏心距應(yīng)大些，設(shè)計(jì)計(jì)算中如果不滿意可以修改結(jié)構(gòu)。</p><p>　　（1

24、2）從對(duì)駐室尺寸要求，穩(wěn)定性等方面看，塔形彈簧，尤其是等螺角拋物線簧由于圓柱螺旋彈簧，但由于易于設(shè)計(jì)與加工，一般都用后者。成組配置的離心保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)用卷簧可以減少幾個(gè)零件，但抗力不好控制，也不常用。國外較新的引信上還出現(xiàn)了彈性片保險(xiǎn)的離心銷，可供我們參考。</p><p><b>　　2.2離心銷設(shè)計(jì)</b></p><p>　　離心銷設(shè)計(jì)要點(diǎn)包括以下內(nèi)容:</p&

25、gt;<p>　?。?）現(xiàn)有引信中成功的離心保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)很多，最好直接借用。</p><p>　?。?）離心銷的長徑比最好取為2～3，避免自鎖。如果沒有特殊要求，離心銷結(jié)構(gòu)越簡單越好。</p><p>　　（3）離心銷與被保險(xiǎn)零件接觸的一端應(yīng)設(shè)計(jì)一個(gè)倒角或圓角，以便在勤務(wù)處理的振動(dòng)中復(fù)位。圓角，倒角太大，或設(shè)計(jì)成半球頭，有可能被保險(xiǎn)件壓迫離心銷后退解除保險(xiǎn)。</p>

26、<p>　　（4）離心銷與彈簧接觸的一端最好加一個(gè)臺(tái)階，避免跌落時(shí)把彈簧壓死，損壞彈簧，彈簧內(nèi)徑與臺(tái)階過盈配合時(shí)，可以先裝成部件，有利于防止彈簧漏裝。</p><p>　?。?）離心銷與銷孔配合一般取H12/c11，其他公差，一般直徑取IT12，長度取IT13。精度不一定取太高，但所有棱角都倒角，去毛刺。</p><p>　?。?）表面粗糙度:配合表面，離心銷Ra取1.6;銷空

27、視材料而定，鋼Ra取3.2，銅，鋁Ra取1.6。其他表面，柱面Ra取3.2;端面Ra取6.3。技術(shù)條件中應(yīng)注明離心銷與銷空的的配合表面不允許有環(huán)狀劃痕。</p><p>　?。?）離心銷應(yīng)進(jìn)行表面處理。</p><p>　　2.3 離心保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)應(yīng)用</p><p>　　離心保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)是靠離心力解除保險(xiǎn)的機(jī)械保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)，主要用于旋轉(zhuǎn)彈。離心保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)通常分為離心銷保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)

28、，離心板保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)，環(huán)狀簧保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)，軟帶保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)（一般用作延期解除保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)）等。</p><p>　?。?）離心銷保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)適宜保險(xiǎn)中心線與彈軸重合或接近的零件。該機(jī)構(gòu)有復(fù)位功能，可以無損檢測。用圓柱彈簧時(shí)，徑向尺寸較大，適用于中，大口徑彈引信，用錐形、鼓形彈簧和片狀彈簧，尺寸可稍減，用卷簧時(shí)尺寸最小，可用于小口徑彈引信。</p><p>　　（2）離心板保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)可以保險(xiǎn)遠(yuǎn)離彈軸的零件，也有復(fù)

29、位功能，便于無損檢測。</p><p>　?。?）環(huán)狀簧離心板保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)適用于離心力很大的彈種。如用于小口徑彈的球轉(zhuǎn)子保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)。</p><p>　　3 分析計(jì)算并判定離心保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性</p><p><b>　　3.1設(shè)計(jì)參數(shù)</b></p><p>　　已知：離心保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)用于加農(nóng)炮榴彈上，彈丸質(zhì)量，火炮纏度，

30、虛擬系數(shù)，安全滾落高度；離心銷偏心距，離心銷個(gè)數(shù)，離心銷質(zhì)量；解除保險(xiǎn)行程，離心銷簧最大抗力下限，彈簧預(yù)壓量，全壓縮量，彈簧質(zhì)量；擊針質(zhì)量，擊針轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；離心銷與擊針間摩擦系數(shù)，離心銷與駐室壁間摩擦系數(shù)；</p><p><b>　　下表為內(nèi)彈道曲線：</b></p><p>　　3.2離心銷膛內(nèi)運(yùn)動(dòng)分析</p><p>　　發(fā)射時(shí)，離心銷的在

31、膛內(nèi)運(yùn)動(dòng)，要受到的離心力的作用，離心銷要克服離心銷簧抗力向外作徑向平移運(yùn)動(dòng)。在膛內(nèi)，由于存在后坐力、切線力和哥氏力，離心銷還與駐室壁之間還產(chǎn)生摩擦力，也阻止離心銷向外移動(dòng)；與此同時(shí)，瞬發(fā)擊針還在后坐力的作用下，也壓向離心銷，增大阻止離心銷運(yùn)動(dòng)的摩擦阻力。其受力分析見圖3.1。對(duì)離心銷進(jìn)行受力分析</p><p>　　離心力 </p><p>&

32、lt;b>　?。?.1）</b></p><p>　　式中 —銷簧系統(tǒng)的換算質(zhì)量</p><p><b>　?。?.2）</b></p><p><b>　　離心銷簧的抗力</b></p><p><b>　?。?.3）</b></p><

33、;p>　　引信體對(duì)離心子的反力</p><p><b>　?。?.4）</b></p><p>　　被保險(xiǎn)零件作用在離心子上的力</p><p><b>　　（3.5）</b></p><p>　　離心子彈簧系統(tǒng)的直線慣性力</p><p><b>　　(3.

34、6)</b></p><p>　　式中 —彈丸的加速度；</p><p>　　離心子彈簧系統(tǒng)的切線慣性力</p><p><b>　　(3.7)</b></p><p>　　式中 —彈丸的角加速度；</p><p>　　離心子彈簧系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的哥氏慣性力</p>

35、<p><b>　　(3.8)</b></p><p>　　式中 —離心子運(yùn)動(dòng)速度；</p><p>　　被保險(xiǎn)零件的直線慣性力對(duì)離心子產(chǎn)生的作用力</p><p><b>　　(3.9)</b></p><p>　　式中 —被保險(xiǎn)零件的質(zhì)量； </p><p&

36、gt;<b>　　—離心子的個(gè)數(shù)； </b></p><p>　　被保險(xiǎn)零件的切線慣性力矩對(duì)離心子產(chǎn)生的作用力</p><p><b>　　(3.10)</b></p><p>　　式中 —被保險(xiǎn)零件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量;； </p><p>　　—被保險(xiǎn)零件的半徑；</p><p>

37、;<b>　　(3.11)</b></p><p><b>　　(3.12)</b></p><p>　　根據(jù)受力分析，可知離心子在膛內(nèi)的運(yùn)動(dòng)微分方程為</p><p><b>　　(3.13)</b></p><p>　　式中 —離心子與被保險(xiǎn)零件之間的摩擦系數(shù)；</

38、p><p>　　—離心子與引信體之間的摩擦系數(shù)。</p><p>　　將各力的表達(dá)式代入式3.13中，并注意到在膛內(nèi)有如下的關(guān)系：</p><p><b>　　(3.14)</b></p><p><b>　　(3.15)</b></p><p><b>　　(3.16

39、)</b></p><p><b>　　式中 —膛壓；</b></p><p><b>　　—彈重；</b></p><p><b>　　—彈重；</b></p><p><b>　　—火炮纏度；</b></p><p&g

40、t;<b>　　——虛擬系數(shù)。</b></p><p>　　則方程式3.13變?yōu)?lt;/p><p><b>　　(3.17)</b></p><p>　　在離心子開始運(yùn)動(dòng)的瞬間，有 </p><p>　　并設(shè)這是的膛壓，彈丸速度，則離心子開始運(yùn)動(dòng)的條件</p>

41、<p><b>　　(3.18)</b></p><p>　　由于上式兩端都有，不能直接求出值，而必須用逐漸逼近法求得。作為第一次近似，可將等號(hào)右邊的值用代入，第二次再用第一次求得的值代入。如此經(jīng)過幾次近似便可求得足夠的精度的值。然后將所得的值和炮口值比較。</p><p>　　如果，則說明離心子在膛外開始運(yùn)動(dòng)；如果，則說明離心子在膛內(nèi)開始運(yùn)動(dòng)。若出現(xiàn)后

42、一種情況，則應(yīng)重新調(diào)整結(jié)構(gòu)參數(shù)，盡量使離心子在膛外才開始運(yùn)動(dòng)。根據(jù)已知的參數(shù)，用MATLAB編程計(jì)算可得，（注意：計(jì)算中質(zhì)量單位一律化為Kg，位移單位一律化為cm，MATLAB計(jì)算程序見附錄）令 </p><p>　　由此可得，可以得到結(jié)論：。</p><p>　　該離心銷不會(huì)在膛內(nèi)啟動(dòng)，是在膛外開始運(yùn)動(dòng)的。</p><p>　　當(dāng)判斷機(jī)構(gòu)確實(shí)是在膛外開始運(yùn)動(dòng)之后，

43、進(jìn)而求出離心銷開始運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和運(yùn)動(dòng)總了時(shí)間（解除保險(xiǎn)時(shí)間）。為此要列出離心銷在膛外運(yùn)動(dòng)的微分方程：</p><p><b>　　將</b></p><p>　　式中 —出炮口時(shí)彈丸的轉(zhuǎn)速</p><p><b>　　(3.19)</b></p><p>　　代入式3.17，則得離心銷在后效期內(nèi)運(yùn)動(dòng)

44、的微分方程為</p><p><b>　　(3.20)</b></p><p>　　將離心銷開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的條件：</p><p>　　代入式3.18中，則得離心銷開始運(yùn)動(dòng)的彈底壓力（注意：在膛外）</p><p><b>　　(3.21)</b></p><p>　　在假定后效

45、期壓力按指數(shù)規(guī)律變化的情況下，用下式近似求得離心銷開始運(yùn)動(dòng)時(shí) (3.22)</p><p>　　式中 —后效期終了時(shí)間</p><p><b>　　(3.23)</b></p><p><b>　　從而可得。</b></p><p>　　離心銷釋放被保險(xiǎn)

46、零件的時(shí)間（解除保險(xiǎn)時(shí)間）是衡量機(jī)構(gòu)安全性的一個(gè)重要技術(shù)指標(biāo)。</p><p>　　假定后效期內(nèi)彈丸加速度是按指數(shù)規(guī)律變化的，并以為的起始零點(diǎn)，則</p><p><b>　　(3.24)</b></p><p>　　式中 （此公式引用引信設(shè)計(jì)手冊(cè)） (3.25)</p><p>　　用MA

47、TLAB解微分方程3.20，可得此微分方程的數(shù)值解，根據(jù)數(shù)值解畫出離心銷在后效期的，分別見圖3.2和圖3.3。</p><p>　　圖3.2 位移時(shí)間曲線</p><p>　　圖3.3速度時(shí)間曲線</p><p>　　從圖3.4上讀出時(shí)，所對(duì)應(yīng)的時(shí)間。下面計(jì)算炮口安全距離，機(jī)構(gòu)解除保險(xiǎn)時(shí)間（從炮口算起）為</p><p>　　當(dāng)機(jī)構(gòu)解除保險(xiǎn)時(shí)

48、，彈丸飛離炮口的距離近似地為</p><p><b>　　(3.26)</b></p><p>　　式中 —出炮口速度</p><p>　　由以上的計(jì)算表明此引信的離心安全機(jī)構(gòu)是合理的。</p><p><b>　　圖3.4</b></p><p>　　3.3校核平時(shí)安全性

49、與解除保險(xiǎn)可靠性</p><p>　　安全滾高的驗(yàn)算，彈丸沿斜坡滾下時(shí)，所能獲得的最大滾動(dòng)角速度僅與滾落高度H和彈徑D有關(guān)，即</p><p><b>　?。?.27）</b></p><p>　　同樣也可以證明，當(dāng)離心銷簧最弱時(shí)，離心子運(yùn)動(dòng)到解除保險(xiǎn)位置所必須的角速度為 ， 圖3.5彈丸斜面滾落圖</p><p>&l

50、t;b>　?。?.28）</b></p><p>　　保證滾高時(shí)安全的條件為 ， </p><p>　　令，由上述兩式可得最大安全滾高</p><p><b>　?。?.29）</b></p><p>　　此高度遠(yuǎn)大于安全滾落高度，</p><p>　　所以此保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)在勤務(wù)處理時(shí)

51、時(shí)安全的。</p><p>　　可靠解保條件的驗(yàn)算：考慮到火炮磨損和低溫條件下發(fā)射等因素的影響，可能使彈丸轉(zhuǎn)速降低10%左右，因此要有20%的裕量系數(shù)，所以保證機(jī)構(gòu)可靠解除保險(xiǎn)的條件為</p><p><b>　　（3.30）</b></p><p>　　式中為離心銷簧在解除保險(xiǎn)時(shí)的抗力上限 </p><p><

52、;b>　　（3.31）</b></p><p>　　C為離心銷在解除保險(xiǎn)位置時(shí)的離心力 </p><p><b>　?。?.32）</b></p><p>　　式中—引信所配彈丸在常溫時(shí)的離心解除保險(xiǎn)系數(shù)</p><p>　　則由上式可得到機(jī)構(gòu)可靠解除保險(xiǎn)的條件式為</p><p&

53、gt;<b>　　（3.33）</b></p><p>　　此引信可以安全解保。（本文的計(jì)算公式均出自《引信設(shè)計(jì)手冊(cè)》）一書)</p><p><b>　　結(jié) 束 語</b></p><p>　　在這次的引信課程設(shè)計(jì)中，我收獲了很多東西，也弄懂了許多自己以前沒搞懂的問題，還鍛煉了自己的動(dòng)手能力和工程方面的統(tǒng)籌能力。根據(jù)要求

54、，本課設(shè)主要是掌握離心保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)的工作原理，判斷離心保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，為設(shè)計(jì)提供依據(jù)和參考。離心保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)是靠離心力解除保險(xiǎn)的機(jī)械保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)，主要用于旋轉(zhuǎn)彈。離心保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)通常分為離心銷保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)，離心板保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)，環(huán)狀簧保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)，軟帶保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)（一般用作延期解除保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)）等。由于本次課設(shè)主要是研究離心保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)，因此我掌握了離心保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)思想，計(jì)算運(yùn)動(dòng)時(shí)間及判定保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，分析計(jì)算炮口保險(xiǎn)距離，并繪制x-t曲線、v-t曲線，校核平時(shí)

55、安全性與解除保險(xiǎn)可靠性，達(dá)到了課程設(shè)計(jì)的要求，對(duì)引信設(shè)計(jì)這門課程有了更深刻的理解和體會(huì)。</p><p>　　通過引信設(shè)計(jì)后，我進(jìn)一步了解到MATLAB程序語言的廣泛應(yīng)用。它是一種面向科學(xué)與工程計(jì)算的語言，它仿真效率高，測試手段豐富，擴(kuò)展能力強(qiáng)，內(nèi)涵豐富。給我的設(shè)計(jì)帶來了巨大的幫助和方便。再此還要特別感謝王健老師和我的同學(xué)的幫助，使我自己獨(dú)立完成了課設(shè)的各項(xiàng)要求，對(duì)離心保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)有了更深的認(rèn)識(shí)。使我這一生受益匪淺！

56、我會(huì)努力加油的！</p><p><b>　　參 考 文 獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 安曉紅，張亞，顧強(qiáng).引信設(shè)計(jì)與應(yīng)用.北京：國防工業(yè)出版社，2006：90—99</p><p>　　[2] 彭長青主編.引信機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué).北京：國防工業(yè)出版社，1994.</p><p>　　[3] 引信設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫組. 引信

57、設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：國防工業(yè)出版社，1978：202—209</p><p>　　[4] 周開研，鄧春暉主編．MATLAB基礎(chǔ)及其應(yīng)用教程．北京大學(xué)出版社，2007</p><p>　　[5] 張德豐等編著．MATLAB數(shù)值計(jì)算方法．機(jī)械工業(yè)出版社，2010:236—238</p><p><b>　　附 錄</b></p><

58、;p>　　Matlab計(jì)算程序：</p><p>　　微分方程（2）的ODE45求解數(shù)值解</p><p>　　function dx=myfun_1(t,x);</p><p>　　dx=zeros(2,1)</p><p>　　dx(1)=x(2)</p><p>　　m1=0.51e-3;</p>

59、;<p><b>　　r0=0.8;</b></p><p><b>　　k=1.404;</b></p><p>　　lambda0=0.6;</p><p><b>　　f2=0.30;</b></p><p><b>　　M=2e-3;</b

60、></p><p><b>　　i=2;</b></p><p><b>　　D=10;</b></p><p><b>　　g=980;</b></p><p><b>　　G=15.6;</b></p><p><b

61、>　　pg=921;</b></p><p>　　a=1.6066e+003;</p><p>　　t0=4.0435e-004; </p><p>　　wg=1.8733e+003;</p><p><b>　　f1=0.15;</b></p><p>　　dx(2)=(r0+

62、x(1))*wg^2-k*(lambda0+x(1))/m1-f2/m1*sqrt((m1+M/i)^2*(pi*D^2*g/4/G*pg*exp(-a*(t0+t)))^2+(2*m1*wg*x(2))^2)-f1/m1*M/i*pi*D^2*g/4/G*pg*exp(-a*(t0+t));</p><p><b>　　dx=dx(:)</b></p><p>　　

63、%[t,x]=ode45(@myfun_1,[0:0.00001:0.0038],[0,0])</p><p>　　%plot(t,x(:,1),'b'),title('x-t')，xlabel('t/s'),ylabel('x/cm'),grid</p><p>　　%plot(t,x(:,2),'g'),t

64、itle('v-t')，xlabel('t/s'),ylabel('x/(cm/s)'),grid</p><p>　　設(shè)計(jì)中用到的各參數(shù)的計(jì)算和結(jié)果</p><p>　　m1=0.51e-3;</p><p><b>　　r0=0.8;</b></p><p><b

65、>　　k=1.404;</b></p><p>　　lambda0=0.6;</p><p><b>　　f2=0.30;</b></p><p><b>　　M=2e-3;</b></p><p><b>　　i=2;</b></p><

66、p><b>　　D=10;</b></p><p><b>　　g=980;</b></p><p><b>　　G=15.6;</b></p><p><b>　　pg=921;</b></p><p>　　t0= 4.0439e-004</

67、p><p><b>　　f1=0.15;</b></p><p><b>　　yita=300;</b></p><p><b>　　fai=1.1;</b></p><p><b>　　J=3.6e-4;</b></p><p>&l

68、t;b>　　r=0.8;</b></p><p>　　vg=89445.6;</p><p><b>　　pg=921;</b></p><p><b>　　lg=380;</b></p><p>　　wg=2*pi*vg/yita%%出炮口的轉(zhuǎn)速</p><p

69、>　　p0=4*G*(m1*r0*wg^2-k*lambda0)/pi/D^2/g/(f2*m1+(f1+f2)*M/i)%%離心銷開始運(yùn)動(dòng)的彈底壓力</p><p>　　A=pi*D^2*g/4/fai/G/m1/r0/(2*pi/yita)^2%%v^2/p的第一項(xiàng)系數(shù)</p><p>　　B=f2*sqrt((m1+M/i)^2+(2*pi/yita)^2*(m1*r0+J/i

70、/r)^2)+f1*sqrt((M/i)^2+(2*pi/yita)^2*(J/i/r)^2)%%v^2/p的第二項(xiàng)系數(shù)</p><p>　　C=k*lambda0/m1/r0/(2*pi/yita)^2%%v^2/p的系數(shù)</p><p>　　D=vg^2/pg%%出炮口的值</p><p><b>　　E=A*B</b></p>

71、<p>　　th=lg/vg%%后效期終了時(shí)間</p><p>　　t0=(1-log(p0)/log(pg))*th%%離心銷開始運(yùn)動(dòng)時(shí)間</p><p>　　a=log(pg)/th</p><p>　　F=pi*D^2*g/4/G*pg*exp(-a*t0)</p><p><b>　　t=th-t0</b

72、></p><p>　　K2=wg^2/g%%引信所配彈丸在常溫時(shí)的離心解除保險(xiǎn)系數(shù)</p><p><b>　　此程序的運(yùn)算結(jié)果：</b></p><p>　　wg =1.8548e+003</p><p>　　p0 = 480.9845</p><p>　　A = 2.5062e+010

73、</p><p>　　B = 6.0302e-004</p><p>　　C = 4.7070e+006 </p><p>　　D =8.5156 e+006</p><p>　　E = 1.5113e+007</p><p>　　th = 0.0042</p><p>　　t0 = 4.043