一种枪炮身管外部移动液压自紧装置及自紧方法与流程

本发明涉及武器研制技术领域，具体涉及一种枪炮身管外部移动液压自紧装置及自紧方法。

背景技术：

目前自紧身管已经成为高膛压火炮的标准配置，部分枪械枪管也采用自紧身管。自紧身管相对单筒身管有很多优点：包括提高身管强度、减轻身管重量、降低身管材料等级、提高身管疲劳寿命等。

目前的自紧方法均是在身管内膛施加高压，使得身管壁局部或者全部发生塑性变形，高压撤除后，在身管内壁形成残余应力，这些残余应力可以使身管承受更高的内压，也即提高了身管的强度。

目前的自紧工艺包括身管内部液压自紧、身管内部机械自紧以及身管内部爆炸自紧。这三种工艺均基于制造时内膛施加高压的原理。这三种工艺均基于制造时内膛施加高压的原理，方法单一，无法从外部观察，检测设备的安装十分困难。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种在枪炮身管外部进行移动液压自紧的装置和自紧方法，拓展了实现身管自紧的技术途径。

本发明采用如下技术方案：

一种枪炮身管外部移动液压自紧装置，其包括罐体；所述罐体包括铰连的上壳体和下壳体，所述上壳体的自由端设置有第一连接板，所述第一连接板上设置有u型槽，所述下壳体的自由端设置有与第一连接板对应的第二连接板，所述第二连接板上铰连有与u型槽配合的紧固螺栓。

所述上壳体的两端均设置有上半环，所述下壳体设置有与上半环对应的下半环，对应的所述上半环和下半环对合形成密封环，所述上半环和下半环的内壁均设置有第一密封层。

所述上壳体上设置有进液口，所述进液口通过进液管道连通液压泵，所述进液管道上设置有压力控制阀。

进一步的，其还包括液体储罐；所述下壳体上设置有出液口，所述液体储罐通过回液管道与出液口连通；液体储罐通过连接管道与液压泵连通；所述回液管道上设置有泄压阀。

进一步的，所述密封环外侧设置有端环，所述端环包括上半端环和下半端环，所述上半端环和下半端环的内壁均设置有第二密封层，外壁均设置有外螺纹，所述密封环的端部设置有与所述外螺纹配合的内螺纹。

进一步的，所述上壳体外设置有用于测量罐体内部压力的压力表。

一种利用上述装置对枪炮身管进行外自紧的方法，包括如下步骤：

a)将枪炮身管毛坯自紧区域沿着轴向划分为数段，每段长度与罐体长度相同，每段之间重叠量为0.5～1cm；在枪炮身管毛坯外表面做出各自紧段的记号，各段自紧顺序为先低压段后高压段；

b)按照顺序和自紧段记号，将枪炮身管毛坯置于罐体中，密封；

c)液压泵通过进液管道通过进液口向罐体内通入自紧液体，压力控制阀控制罐内压力为200～800mpa，保压20～40min；

d)保压结束后排出自紧液体泄压；

e)将罐体移动到下一个自紧段，重复步骤b)～d)，直到完成对整个枪炮身管毛坯自紧区域的自紧。

方法中，所述步骤c)中，所述自紧液体包括如下重量份的组分：0.5～1.5份的水、1.5～3份的乙二醇、0.5～1.5份的煤油和0.3～1份的变压器油。

方法中，所述步骤c)中，所述自紧液体包括如下重量份的组分：1份的水、2份的乙二醇、1份的煤油和0.5份的变压器油。

方法中，所述步骤c)中，所述罐内压力通过公式(a)进行计算：

公式(a)中，p-自紧压强；r1-身管毛坯内半径；r2-身管毛坯外半径；σs-身管材料屈服强度极限；ρ-身管身管毛坯自紧半径。

方法中，所述步骤c)中，保压时间为30min。

本发明的原理为：在身管外部逐段施加液体高压，使得身管壁部分发生塑性变形，撤除高压后，在身管内壁塑性区产生残余应力，从而使身管射击时能够承受更高的内压，也即提高了身管强度。逐段自紧是可以使身管不同截面采用不同的自紧压力，确保身管各截面自紧程度基本一致。

本发明的有益效果在于：本发明拓展了实现枪炮身管自紧的技术途径，身管自紧不但可以使用内部液压自紧工艺也可以采用外部液压自紧工艺。通过逐段自紧可以使身管各截面在不同的自紧压力下达到基本一致的自紧程度。本发明可用于院校、科研所和武器生产厂的枪炮身管自紧制造。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为罐体上壳体的结构示意图。

图3为端环的结构示意图。

其中，1上壳体、2下壳体、3第一连接板、4u型槽、5第二连接板、6紧固螺栓、7上半环、8下半环、9第一密封层、10进液口、11进液管道、12液压泵、13压力控制阀、14液体储罐、15出液口、16回液管道、17泄压阀、18上半端环、19下半端环、20第二密封层、21枪炮身管毛坯、22压力表、23第三密封层、24连接管道。

具体实施方式

实施例1

结合图1～3所示，一种枪炮身管外部移动液压自紧装置，其包括罐体；所述罐体包括铰连的上壳体1和下壳体2，所述上壳体1的自由端设置有第一连接板3，所述第一连接板3上设置有u型槽4，所述下壳体2的自由端设置有与第一连接板3对应的第二连接板5，所述第二连接板5上铰连有与u型槽4配合的紧固螺栓6。所述第二连接板内壁设置有第三密封层23。

上壳体和下壳体对合，通过第一连接板和第二连接板固定，形成罐体。上壳体与下壳体的铰连部通过密封垫密封，自由端通过第一连接板和第二连接板对合密封，紧固螺栓可以嵌入配合的u型槽内，拧紧后压紧第三密封层，实现固定和密封。

所述上壳体1的两端均设置有上半环7，所述下壳体2设置有与上半环7对应的下半环8，对应的所述上半环7和下半环8对合形成密封环，所述上半环7和下半环8的内壁均设置有第一密封层9。当上壳体和下壳体对合紧固之后，设置在罐体两端对应的上半环和下半环随之对合形成密封环，密封环用于固定枪炮身管毛坯21并通过第一密封层实现密封。

所述上壳体1上设置有进液口10，所述进液口10通过进液管道11连通液压泵12，所述进液管道11上设置有压力控制阀13。自紧液体通过进液管道和进液口被液压泵打入罐体内，压力控制阀控制液体量，进而调整罐体内的压力。

其还包括液体储罐14；所述下壳体2上设置有出液口15，所述液体储罐14通过回液管道16与出液口15连通；液体储罐14通过连接管道24与液压泵12连通；所述回液管道16上设置有泄压阀17。出液口用于排出自紧液体，实现泄压。自紧液体通过回液管道被回收到液体储罐内，液体储罐同时连通液压泵，实现自紧液体的循环利用。泄压阀可以与压力控制阀配合，对罐体内的压力进行调整。

所述密封环外侧设置有端环，所述端环包括上半端环18和下半端环19，所述上半端环18和下半端环19的内壁均设置有第二密封层20，外壁均设置有外螺纹，所述密封环的端部设置有与所述外螺纹配合的内螺纹。上半端环和下半端环对合在一起包绕在枪炮身管外壁，端环盖的外壁设置有与密封环两端配合的螺纹，旋紧后第二密封层提供密封，增加在使用过程中的密封效果。所述密封垫、第一密封层、第二密封层和第三密封层均为橡胶层、碳化硅层、密封垫用淬硬的45或35crmoal球面钢垫。

所述上壳体1外设置有用于测量罐体内部压力的压力表22。用于检测罐内压力状况。

实施例2

一种利用实施例1所述装置对枪炮身管进行外自紧的方法，包括如下步骤：

a)将枪炮身管毛坯21的自紧区域沿着轴向划分为数段，每段长度与罐体长度相同，每段之间重叠量为0.5～1cm；在枪炮身管毛坯外表面做出各自紧段的记号，各段自紧顺序为先低压段后高压段。每段之间的重叠量优选为1cm。

b)按照顺序和自紧段记号，将枪炮身管毛坯置于罐体中，密封；

c)液压泵通过进液管道通过进液口向罐体内通入自紧液体，压力控制阀控制罐内压力为200～800mpa，保压20～40min，优选30min。

所述自紧液体包括如下重量份的组分：0.5～1.5份的水、1.5～3份的乙二醇、0.5～1.5份的煤油和0.3～1份的变压器油。

优选的，所述自紧液体包括如下重量份的组分：1份的水、2份的乙二醇、1份的煤油和0.5份的变压器油。

所述罐内压力通过公式(a)进行计算：

公式(a)中，p-自紧压强；r1-身管毛坯内半径；r2-身管毛坯外半径；σs-身管材料屈服强度极限；ρ-身管身管毛坯自紧半径。

d)保压结束后排出自紧液体泄压；

e)打开紧固螺栓，将罐体移动到下一个自紧段，重复步骤b)～d)，直到完成对整个枪炮身管毛坯自紧区域的自紧。自紧完成后，还要对身管毛坯进行端部切除、内壁和外壁精加工(精车、精磨、抛光等)，以满足尺寸和精度要求。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，但并不限于此，本领域的技术人员很容易根据上述实施例领会本发明的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本发明的精神，都在本发明的保护范围之内。