论文部分内容阅读
炮弹扩径系统是一种针对当前形势下军队武器更新换代而设计的一种加工设备。它具有加工方式简单、加工效率高、经济成本低、劳动强度低和节能环保等优点。传统的军用炮弹壳加工多是铜料熔铸,经多次拉伸、收口、切边,加工过程中穿插退火等,加工过程复杂。随着经济技术的发展,军队的武器不断更新换代,老式炮弹体积小,内部盛装的火药量小,威力小,面临大批量的淘汰。大量的老旧炮弹只能销毁重熔,新的炮弹则需重新加工一遍,需要巨大的国防投入。对比新旧炮弹的尺寸图,新式炮弹只在径向尺寸上有一定的增大,轴向尺寸基本不变,若采用旧式炮弹的弹壳经过一定量的再加工而成为新式炮弹的弹壳,在完成更新换代的同时,也可以有效的降低经济成本和减少资源损耗。 本文首先分析了炮弹壳材料的力学性能,利用ANSYS软件模拟了采用内高压扩径方式时炮弹壳的变化,得出了不同压力值下的炮弹壳的变形量。此时,提出了本文的设想,采用内高压扩径的方式,将旧弹壳加工,使其满足新式弹壳的尺寸要求。 若将旧弹壳高压扩径至新式弹壳的尺寸,则扩径加工系统的压力值为超高压,密封性与安全性成为一个必须考虑的问题。对于高压系统的连接与关键点的密封,本文引用一些现成较成熟的高压密封结构,对动密封和静密封的结构进行了阐述,并自行设计了炮弹壳的高压扩径模具。炮弹壳高压扩径模具为开合式,炮弹壳放入和取出较为方便,采用外抱径向密封方式,不需要炮弹壳和模具之间有精确的配合尺寸,降低了生产要求。 紧接着,根据加工动作的需求,设计了炮弹壳高压扩径系统所需配备的液压系统,分为模具开合控制回路和高压水生成回路,由于高压水生成回路压力变化的特殊性,确定了电液比例控制的方案。 针对所设计的液压系统原理图,进行理论计算,查阅相关厂家的产品样本,选定了合适的液压元件型号。同时,运用Solidworks软件进行了阀组和液压站的三维建模,了解液压系统的空间安装情况。 对于系统的电液比例控制方案,采用传递函数的建模方法,建立了先导式比例溢流阀控制增压器的数学模形,获得了系统压力控制的传递函数。接着,本文采用MATLAB/Simulink软件进行了传递函数的仿真,得出不同控制情形下的系统压力响应曲线。通过对不同压力响应曲线的分析,得到采用电液比例溢流阀可以满足设计要求,按设想的方式控制系统的压力变化的结果。