一种基于STF的套筒杆式火炮驻退机及工作方法

本发明涉及驻退机技术领域和阻尼器领域，具体涉及一种基于stf的套筒杆式火炮驻退机及工作方法。

背景技术：

火炮驻退机是火炮反后坐装置的重要组成部分，其通过使驻退液吸收能量或者释放能量来消耗火炮后坐和复进能量，把火炮的后坐和复进控制在一定的长度和时间内，并控制火炮后坐和复进时的受力和运动规律，提高射击精准度。因此，在火炮实战中，驻退机发挥着必不可少的作用。

对于目前的火炮驻退机，大多都是使用的普通石油基驻退液和甘油基驻退液，以往的研究发现，由于驻退液的高速流动，基于这种驻退液的普通驻退机都存在较为严重的空化现象，冲蚀导致节制环的磨损与失效，当节制环的孔径变大后，减慢了后坐能量的转换，引起后坐时间变长，从而降低射击精度，甚至导致在战场上的报废，后果是相当严重的。

目前火炮驻退机都是单筒结构，驻退液大都直接通过驻退活塞上的流液孔流动，由于液体的高速流动，流液孔处的液压低于它的饱和蒸汽压而形成空泡，导致补偿腔内通常充满空泡，不仅影响火炮复进能量的消耗，不能把复进控制在一定长度范围内，当空泡溃灭时还会导致全炮发生剧烈的振动，影响火炮射击精度。

目前国内的专利中，很少把stf运用到驻退机中。中国专利申请号201920999902.9公开的“一种杆式无真空火炮驻退机”实现了驻退筒内无真空的目的，但是是通过电来控制阀门从而控制流液孔大小，使驻退机结构较为复杂。中国专利申请号201610549389.4公开的“一种轻便迫击炮用的驻退机”使火炮的作战环境更为灵活，同时提高了火炮的作战能力，但是依旧没有解决火炮最常见的空泡问题。中国专利申请号201821378023.6公开的“一种通用火炮驻退机”实现了火炮的通用性，但需提供驱动液压泵以及传感器的电源，使驻退机运作较为复杂。

技术实现要素：

针对现有技术中存在不足，本发明一种提供了一种基于stf的套筒杆式火炮驻退机，克服了以往驻退机存在空化现象，不能很好地控制复进位移的问题。与传统驻退机相比，本驻退机采用了套筒结构，内筒与外筒之间为环形腔，且环形腔宽度小于流液孔宽度，液体流入补偿腔后液压增大，减少了补偿腔内空泡数量，同时缩短了复进位移，提高了火炮的射击精度；当工作腔液体受到挤压时，stf流动方向为从工作腔通过环形腔流到补偿腔，减少了液体之间的相互碰撞，在一定程度上减少泡沫产生，缩短复进位移，提高了火炮的射击稳定性。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种基于stf的套筒杆式火炮驻退机，包括外筒、内筒、驻退杆、补偿杆和驻退活塞；所述内筒套装在外筒内，且内筒与外筒之间的间隙组成环形腔，环形腔内充有剪切增稠液体；所述内筒内设置有驻退活塞，驻退活塞一端连接有驻退杆，另一端连接有补偿杆，所述驻退杆和补偿杆均延伸出内筒；所述驻退活塞将内筒分为工作腔和补偿腔，工作腔和补偿腔内均填充有剪切增稠液体；所述内筒两端通过端盖密封，端盖上开设有数个流液孔，所述外筒两端密封。

进一步的，所述环形腔宽度小于流液孔孔径。

进一步的，所述驻退活塞侧壁上开设置有凹槽，凹槽内填充有橡胶密封圈。

进一步的，所述流液孔有4～6个，且均匀分布在密封件上。

进一步的，所述外筒两端通过半工字形结构密封，半工字形结构中心开设有孔a，所述驻退杆和补偿杆与孔a接触处均设置有密封圈，密封圈外设置有塞紧环。

进一步的，所述端盖与内筒螺栓连接。

进一步的，所述半工字形结构与外筒螺栓连接。

一种基于stf的套筒杆式火炮驻退机的工作方法，射击前，驻退活塞位于内筒右端，外筒与内筒之间以及内筒内均充满剪切增稠液；火炮后坐时，炮身带动驻退杆、驻退活塞和补偿杆一起后坐，工作腔内剪切增稠液受到挤压，剪切增稠液从工作腔高速流过流液孔到达环形腔最后到达补偿腔；当火炮后坐到位后，在复进机作用下，炮身带动驻退杆、驻退活塞及补偿杆复进，剪切增稠液从补偿腔高速流过流液孔到达环形腔最后到达工作腔。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1.本发明装置采用了与以往不同的剪切增稠液(stf)，是一种新型智能抗冲击材料，在常态下为液体状态，当受到高速剪切或者外力冲击时，会瞬间由液体转变为类固体，从而达到减振耗能的作用，与传统液压油相比，它具有响应速度快、耗能效果强、抗泡性能好等优点，从而能够很好地提高火炮射击精度与射击稳定性。

2.本发明内筒与外筒之间为环形腔，且环形腔宽度小于流液孔宽度，液体流入补偿腔后液压增大，减少了补偿腔内空泡数量，为后续复进提供了有益条件。

3.与传统驻退机相比，补偿腔内空泡数量显著减少，复进时能够及时消耗复进能量，防止出现以往驻退机由于泡沫充满复进腔，从而不能及时消耗复进能量所引起的多余复进位移，使得火炮射击更加精准，同时提高的火炮的射击速率。

4.与传统驻退机相比，在后坐过程中，stf流动方向为顺时针从工作腔通过环形腔流到补偿腔；在复进过程中，stf流动方向为逆时针从补偿腔通过环形腔流到工作腔，减少了液体之间的相互碰撞，在一定程度上减少泡沫产生，缩短复进位移，提高了火炮的射击稳定性。

5.本发明装置中各腔室内充满stf，其粘度会随着剪切速率和冲击强度的增大而显著增高，从而更好地吸收后坐能量；采用了套筒结构，环形腔宽度与流液孔孔径相同，同时环形腔与工作腔和补偿腔里的液体可以相互流动，而工作腔与补偿腔里的液体不能相互流动，液体流向为单向顺时针或者逆时针流动，减少了液体之间的碰撞，从而减少了空泡数量。一方面，增长了驻退机使用寿命，提高了火炮的射击稳定性与射击精度；另一方面，由于补偿腔内空泡的显著减少，复进时能更好地消耗复进能量，控制复进位移。

附图说明

图1为根据本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明图1涉及到的密封件左视图；

图3为外筒密封装置的结构示意图。

附图标记如下：

1-外筒；2-内筒；3-驻退杆；4-补偿杆；5-驻退活塞；6-环形腔；7-工作腔；8-补偿腔；9-流液孔；10-密封橡胶圈；11-环形孔；12-密封圈；13-塞紧环；14-钢圈；15-螺栓。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“轴向”、“径向”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

一种基于stf的套筒杆式火炮驻退机，包括外筒1、内筒2、驻退杆3、补偿杆4和驻退活塞5；所述内筒2套装在外筒1内，且内筒2与外筒1之间的间隙组成环形腔6，环形腔6内充有剪切增稠液体；所述内筒2内设置有驻退活塞5，驻退活塞5一端连接有驻退杆3，另一端连接有补偿杆4，所述驻退杆3和补偿杆4均延伸出内筒2；所述驻退活塞5将内筒2分为工作腔7和补偿腔8，工作腔7和补偿腔8内均填充有剪切增稠液体；所述内筒2两端通过端盖密封，端盖上开设有数个流液孔9，所述外筒2两端密封。

其中，所述环形腔6宽度小于流液孔9孔径。所述驻退活塞5侧壁上开设置有凹槽，凹槽内填充有橡胶密封圈10。所述流液孔9有4～6个，且均匀分布在密封件上。所述外筒2两端通过半工字形结构密封，半工字形结构中心开设有孔a，所述驻退杆3和补偿杆4与孔a接触处均设置有密封圈12，密封圈12外设置有塞紧环13。所述端盖与内筒2螺栓连接。所述半工字形结构与外筒1螺栓连接。

一种基于stf的套筒杆式火炮驻退机的工作方法，射击前，驻退活塞5位于内筒2右端，外筒1与内筒2之间以及内筒2内均充满剪切增稠液；火炮后坐时，炮身带动驻退杆3、驻退活塞5和补偿杆4一起后坐，工作腔7内剪切增稠液受到挤压，剪切增稠液从工作腔7高速流过流液孔9到达环形腔6最后到达补偿腔8；当火炮后坐到位后，在复进机作用下，炮身带动驻退杆3、驻退活塞5及补偿杆4复进，剪切增稠液从补偿腔8高速流过流液孔9到达环形腔6最后到达工作腔7。由于补偿腔4或者工作腔7内液压的升高，空泡数量将会显著较少，从而提高火炮射击稳定性，减少复进位移。

结合附图1、2和3所示，一种基于stf的套筒杆式火炮驻退机，包括外筒1、内筒2、驻退杆3、补偿杆4、驻退活塞5、环形腔6、工作腔7、补偿腔8、流液孔9、密封橡胶圈10、环形孔11、密封圈12、塞紧环13、钢圈14、螺栓15；外筒1内设置有内筒2，内筒2内设置有驻退活塞5；驻退活塞5侧壁上设置有凹槽以及凹槽内的橡胶密封圈10；外筒1与内筒2之间以及内筒2内充满剪切增稠液；驻退活塞5将内筒2分隔为补偿腔8和工作腔7；驻退活塞5的两端沿其轴线分别设置有补偿杆4和驻退杆3；补偿杆4贯穿补偿腔8向前延伸出外筒1；驻退杆3贯穿工作腔7向后延伸出外筒1；内筒2两端分别设置有连通环形腔的流液孔9；补偿杆4与环形腔6侧壁之间以及驻退杆3与环形腔6侧壁之间均设置有塞紧装置；流液孔9为4～6个且沿内筒底部的周向均匀分布。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。