Расчетная схема пружинного уравновешивающего механизма толкающего типа представлена на рис.6.3.
В случае применения этого типа механизма получить полное уравновешивание на всем диапазоне углов вертикальной наводки невозможно, т.к. в этом случае не выполняется условие . Действительно, как видно из схемы, при увеличении l стрела поджатия f уменьшается и наоборот. Расчеты показывают, что в данном случае, возможно, получить полное уравновешивание в двух или трех точках (рис.6.4). Во всех остальных точках будет существовать момент неуравновешенности , максимальная величина которого является критерием применимости данной схемы механизма данного пулемета или орудия.
Рис.6.3. Расчетная схема пружинного уравновешивающего механизма толкающего типа.
Оценка допустимой величины производится путем расчета получаемого при этом усилия на маховике механизма вертикальной наводки по формуле
где η - кпд механизма вертикальной наводки;
i - передаточное отношение механизма вертикальной наводки;
R - радиус маховика механизма вертикальной наводки.
Рис. 6.4. графики моментов Му и Мк.
Следовательно целью расчета в данном случае является отыскание таких линейных и угловых конструктивных величин, а также характеристик пружины, при которых обеспечивается возможно более полное уравновешивание.
При расчете уравновешивания в двух точках за них обычно принимают углы вертикальной наводки и .
Тогда условия полного уравновешивания в этих точках принимаются в виде:
(6.7)
где п - число колонок уравновешивающего механизма;
, - усилие уравновешивающего механизма при и соответственно.
Текущее значение усилия уравновешивающего механизма
(6.8)
где с - жесткость пружины;
- изменение стрелы поджатия пружины.
Для нахождения начальной силы пружины и её жесткости, удовлетворяющих условиям (6.7), найдем текущее значение момента неуравновешенности качающейся части при условии перевеса на казенную часть
. (6.9)
Подставим текущее значение силы П согласно зависимости (6.8):
(6.10)
Согласно расчетной схеме
(6.11)
. (6.12)
С учетом (6.11) формула (6.10) запишется
. (6.13)
Учитывая принятые условия (6.7) (при при ) и решая уравнение (6.13) для случая , найдем начальную силу пружины
(6.14)
Из этого же уравнения (6.13) при условии найдем жесткость пружины
. (6.15)
так как если , то , .