Giải pháp nâng cao chất lượng hệ dẫn động cơ khí tầm và hướng pháo phòng không 37MM-2N tự động tác chiến ngày và đêm

Nghiên cứu khoa học công nghệ<br /> <br /> GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG HỆ DẪN ĐỘNG CƠ KHÍ<br /> TẦM VÀ HƯỚNG PHÁO PHÒNG KHÔNG 37MM-2N TỰ ĐỘNG<br /> TÁC CHIẾN NGÀY VÀ ĐÊM<br /> Nguyễn Hữu Thắng1*, Nguyễn Trang Minh1, Chu Anh Mỳ2<br /> Tóm tắt: Bài báo trình bày giải pháp nâng cao chất lượng hệ dẫn động cơ khí<br /> khối tầm và khối hướng cho Pháo phòng không (PPK) 37mm-2N trên cơ sở tính<br /> toán lý thuyết và ứng dụng các bộ truyền động độ chính xác cao nhằm mục đích cải<br /> tiến, nâng cấp đại đội PPK 37mm-2N tự động tác chiến ngày và đêm.<br /> Từ khóa: Hệ dẫn động; PPK 37mm-2N.<br /> <br /> 1. MỞ ĐẦU<br /> Hệ dẫn động cơ khí tầm và hướng pháo là một bộ phận chấp hành đảm nhận chức năng<br /> truyền lực từ nguồn phát động (động cơ hoặc tay quay) tới khối tầm và khối hướng của<br /> pháo. Đồng thời dẫn động cho khối tầm và khối hướng pháo quay theo các chuyển động<br /> dẫn ngắm được đảm bảo ngay khi có tải trọng đặt vào chúng do các mô men xuất hiện khi<br /> bắn [1]. Các hệ dẫn động cơ khí tầm và hướng PPK 37mm-2N trước đây sử dụng các hệ<br /> truyền động bánh răng thông thường, độ chính xác không cao, kết cấu phức tạp [2-6]. Việc<br /> sử dụng nhiều cặp bánh răng thông thường dẫn đến một nhược điểm rất khó tránh khỏi đó<br /> là luôn luôn tồn tại khe hở cạnh răng giữa các cặp truyền, ảnh hưởng rất nhiều đến chất<br /> lượng truyền động của hai hệ truyền động. Đồng thời khi bắn gây ra các chuyển động lắc<br /> quanh trục tầm và trục hướng giảm độ chính xác ngắm bắn khi bắn loạt.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 1. Hệ dẫn động tầm và hướng PPK 37mm-2N tự động thế hệ cũ [2]<br /> 1 – Động cơ; 2- Hộp giảm tốc; 3 – Cụm ly hợp; 4 – Cụm tay quay;<br /> 5 – Cụm bánh răng đổi hướng; 6 – Thân gá cụm truyền động;<br /> Với sự phát triển về khoa học công nghệ, việc ứng dụng các hệ truyền động độ chính<br /> xác cao vào cải tiến nâng cao chất lượng truyền động của hai hệ truyền động tầm và hướng<br /> pháo là hết sức cần thiết. Qua đó, nâng cao độ chính xác bám đồng thời nâng cao hiệu quả<br /> và xác suất tiêu diệt mục tiêu.<br /> 2. MỘT SỐ YÊU CẦU VÀ GIẢI PHÁP THIẾT KẾ HỆ DẪN ĐỘNG KHỐI TẦM<br /> VÀ KHỐI HƯỚNG PPK 37MM-2N CẢI TIẾN<br /> 2.1. Yêu cầu<br /> Hệ dẫn động cơ khí khối tầm và khối hướng của PPK 37mm-2N tự động tác chiến ngày<br /> và đên phải đảm bảo một số yêu cầu sau [1, 2, 7]:<br /> <br /> <br /> Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 66, 4 - 2020 209<br />  cơ khí đđộng<br /> Cơ kkỹỹ thuật & Kỹ thuật cơ ộng lực<br /> <br /> - Đảm<br /> Đảm bảobảo phạm vi góc bắn: Góc hhư ớng n x 3600; Góc ttầm<br /> ướng ầm từ -5- 0 đến<br /> đến + 850.<br /> - Đảm<br /> Đảm bảo tốc độ cần thiết:<br /> + Tốc<br /> Tốc độ bám tối đa cho cả kênh kênh ttầm hướng: 150/s.<br /> ầm vvàà hướng:<br /> + Tốc<br /> Tốc độ quay lớn nhất: Theo kkênh ênh hư ớng 900/s; Theo kênh ttầm:<br /> hướng ầm: 600/s.<br /> - Thời<br /> Thời gian khử góc sai lệch tối đa gi giữa<br /> ữa pháo và và trung tâm đi điều<br /> ều khiển:<br /> + Theo kênh hư hướng: 30 00 ly giác trong 8 giây (tương ứng gia tốc 22.50/s2).<br /> ớng: 30-00<br /> + Theo kênh ttầm: 10-00 ly giác trong 8 giây (tương ứng gia tốc 7.50/s2).<br /> ầm: 10<br /> - Đảm<br /> Đảm bảo độ chính xác và và không làm sai lệch lệch đường<br /> đ ờng ngắm: Đư Đường<br /> ờng ngắm phải luôn<br /> được giữ chắc, không bị xxêê dịch<br /> được dịch dưdưới<br /> ới tác dụng của mọi yếu tố khác trong quá tr trình ngắm<br /> ình ngắm<br /> bắn, là không làm sai llệch<br /> ắn, tức là ệch đư<br /> đường<br /> ờng ngắm.<br /> Nguyên nhân ảnh hhư ưởng<br /> ởng lớn nhất của hệ dẫn động cơ cơ khí đđến ến độ ổn định đđườngờng ngắm<br /> chính là khe hở hở của các bộ truyền, độ cứ cứng truyền động của các chi tiết cấu thành<br /> ng truyền th ành và ssựự có<br /> hay không của của các phần tử tự hãmhãm trong m mạch<br /> ạch động học.<br /> - Truyền<br /> Truyền động êm nh nhẹ;<br /> ẹ; Đảm bảo độ bền vvàà độ độ cứng của kết cấu và và không ảnh hhưởng ởng<br /> đến<br /> ến tính năng chiến đấu nguynguyênên thủy<br /> thủy của pháo.<br /> Giải pháp thiết kế tổ<br /> 2.2. Giải tổng<br /> ng thể<br /> thể<br /> Một trong những yyêu<br /> Một êu ccầu<br /> ầu rất quan trọng khi cải tiến các hệ truyền động cho PPK 37mm 37mm--<br /> 2N ttựự động tác chiến ng ngày<br /> ày và đêm là gi giảm<br /> ảm bớt tối đa độ rrơ ơ cơ khí sinh ra bởibởi các cặp tryền<br /> bánh răng cũ.cũ. Do đó, giải pháp cải tiến đđư ược<br /> ợc áp dụng là là ssử<br /> ử dụng động cơ cơ cùng<br /> cùng hhộp<br /> ộp số chất<br /> lượng<br /> ợng cao có tỉ số truyền ph phùù hợp<br /> hợp kết nối trực tiếp với bánh răng trục quay của pháo.<br /> Tuy nhiên, khi sử sử dụng các hộp số hiện đại vào vào các hhệệ ccơ cũ, vẫn cần phải chế tạo<br /> ơ khí cũ,<br /> bộộ bánh răng để ghép nối với hệ cũ vvàà khe hhở ở sinh ra tại bộ phận ghép nối này vvẫn<br /> nối này ẫn llàà một<br /> một<br /> nhược điểm không tránh khỏi. Cho đến nay, rất nhiều các nghi<br /> nhược nghiên cứu để tổng hợp bộ điều<br /> ên cứu<br /> khiển cho các hệ thống có độ rơ<br /> khiển rơ cơ khí đđều chưa đạt<br /> ều chưa đạt đđược<br /> ợc các chỉ tiêu<br /> tiêu như mong đợi. đợi.<br /> Chính vì vậyvậy, đểể loại bỏ độ rơrơ cơ khí, gigiải<br /> ải pháp cơ cơ khí đư<br /> đượcợc áp dụng là là sử<br /> sử dụng hệ truyền<br /> động<br /> ộng bánh răng có khử rrơ ơ (Anti Backlash Gear). Giải Giải pháp nnày hiện đang đư<br /> ày hiện được<br /> ợc sử dụng<br /> rất nhiều hệ vũ khí, khí tài<br /> trong rất ầu tru<br /> tài yêu ccầu truyyền<br /> ền động với độ chính xác cao (hệ (hệ truyền động<br /> tầm<br /> ầm trên xe tăng T54B, hhệệ truyền động tro trong<br /> ng khí tài máy ch chỉỉ huy K59-03,<br /> K59 03, hệ hệ truyền động<br /> trong khí tài Rada cho PPK tự tự hành<br /> hành ZSU 23 23--4,...<br /> 4,...)<br /> *M Một<br /> ột số phương<br /> phương pháp kh khửử khe hở cho bộ truyền bánh răng<br /> Tác giả<br /> giả Stephen J. O'Neil đã đã giới<br /> giới thiệu một số phương<br /> phương pháp khử khử khe hở ở cho bộ truyền<br /> bánh răng [8]. Các phương pháp đư ợc đđưa<br /> được ưa ra đđềuều có những ưu, khuyếtkhuyết điểm riêng. Với<br /> riêng. V ới các<br /> bộộ truyền cải tiến trtrên<br /> ên cơ sởsở các hệ dẫn động đã đã có phương<br /> phương pháp (c) có tính ưu vi việt<br /> ệt nhất<br /> định vì ít ảnh hưởng<br /> ịnh vì h ởng đến kết cấu hệ dẫn động cũng như của các bbộ<br /> như của ộ phận cấu thành<br /> thành khác.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 2. Các phương pháp khửkhử khe hở cạnh răng [8]<br /> (a)Kh<br /> (a) Khử<br /> ử khe hở bằng rãnh<br /> rãnh đi ều chỉnh ; (b)T<br /> điều (b)Tự<br /> ự động khử khe hở bằng xo;<br /> bằng lò xo<br /> (c)Sử ụng bộ truyền bánh răng kép tự động khử khe hở bằng llò<br /> (c) dụng ò xo<br /> xo.<br /> <br /> <br /> <br /> 210 N. H. Thắng, Mỳ,, ““Gi<br /> Thắng, N. T. Minh, C. A. Mỳ Giải<br /> ải pháp nâng cao … tác chiến<br /> chiến ng<br /> ngày<br /> ày và đêm.”<br /> đêm ”<br /> Nghiên cứu<br /> cứu khoa học công nghệ<br /> <br /> Giải pháp chi tiết<br /> 2.3. Giải<br /> - Giữ<br /> Giữ nguyên hệ dẫn động<br /> nguyên hệ ộng bằng tay quay nguyên<br /> nguyên bản<br /> bản của pháo, bổ sung cơcơ ccấu<br /> ấu ly hợp,<br /> cắt<br /> ắt chuyển động của tay quay trong chế độ truyền động tự động.<br /> - Thiết<br /> Thiết kế một hệ dẫn động tự động mới hoàn hoàn toàn trên cơ ssở<br /> ở các bộ truyền động độ<br /> chính xác cao, hạn<br /> hạn chế tối đa sử dụng các bộ truyền truyền bánh răng thông thường<br /> th ờng nhằm giảm<br /> bớt rơ cơ khí trong quá trình<br /> ớt độ rơ trình chuy<br /> chuyển ển động, nâng cao khả năng giữ ổn định cho hệ dẫn<br /> động<br /> ộng trong quá trình việc, nhất llàà khi bbắn.<br /> trình làm việc, ắn.<br /> Hình 3 và 4 trình bàbày<br /> y sơ đồ<br /> đồ động học cho hai hệ dẫn động khối tầm và khối<br /> và kh ối hhướng<br /> ớng<br /> pháo cải tiến.<br /> háo cải tiến<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> đồ động học hệ dẫn động khối hhư<br /> Hình 3. Sơ đồ ướng<br /> ớng<br /> 1 – Động<br /> Động cơ;<br /> cơ; 2 – Hộp<br /> ộp giảm tốc; 3 –Kh ối hhướng;<br /> Khối ớng;<br /> Giường<br /> 4 – Mâm pháo;5 – Giư ờng Pháo; 6 – Tr<br /> Trục<br /> ục quay hướng;<br /> h ớng;<br /> ặp truyền Z2 – Z2’ là ccặp<br /> Cặp ặp truyền bánh răng có khử rơ<br /> rơ.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> đồ động hệ dẫn động tự động kkênh<br /> Hình 4. Sơ đồ tầm<br /> ênh tầm<br /> ặp truyền Z7 – Z8 là ccặp<br /> Cặp ặp truyền bánh răng có khử rơ<br /> rơ.<br /> SUẤT<br /> 3. CÔNG SUẤT TRUYỀN ĐỘNG VÀ<br /> VÀ XÁC Đ<br /> ĐỊNH<br /> ỊNH TỶ SỐ TRUYỀN<br /> Công suất<br /> suất truyền động và tỷ số truyền trong hệ dẫn động đđược<br /> và tỷ ợc xác định tr ên cơ ssở<br /> trên ở các<br /> ch tiêu<br /> chỉ chiến kỹ thuật về tốc độ, gia tốc vvàà đđại<br /> êu chiến l ợng lực tác đđộng<br /> ại lượng lên hệ<br /> ộng lên hệ dẫn động.<br /> Một số giả thiết<br /> 3.1. Một<br /> Pháo được<br /> được bắn ở trạng thái tiêu chuẩn<br /> tiêu chu ẩn (Mặt phẳng bắn song song với mặt nnư ước<br /> ớc biển);<br /> Bệệ pháo ổn định vvàà dao động<br /> động của nó khi bắn không ảnh hhư ưởng<br /> ởng đáng kể đến sự llàm việc<br /> àm việc<br /> của cơ cấu<br /> ủa cơ cấu tầm vàvà hư<br /> hướng;<br /> ớng; Các chuyển động của ủa máy tự động không ảnh hưởngh ởng đáng kể<br /> đến làm việc<br /> ến sự làm việc của ccơ<br /> ơ ccấu<br /> ấu tầm và<br /> và hư ớng; Tác dụng của lực llùi<br /> hướng; động lên<br /> ùi tác động lên kh<br /> khối<br /> ối tấm theo<br /> hướng chuyển động của trọng tâm súng.<br /> hướng<br /> <br /> <br /> Tạp<br /> ạp chí Nghiên<br /> Nghiên cứu<br /> cứu KH&CN quân sự, Số 66, 4 - 2020<br /> uân sự, 2020 211<br />  Cơ kỹ thuật & Kỹ thuật cơ khí động lực<br /> <br /> 3.2. Phân phối tỷ số truyền<br /> Tỷ số truyền của các hệ dẫn động được xác định bởi biểu thức:<br /> dc<br /> nmax<br /> i p (1)<br /> nmax<br /> Trong đó:<br /> dc<br /> + nmax : Tốc độ tối đa của động cơ có thể làm việc;<br /> p<br /> + nmax : Tốc độ làm việc lớn nhất yêu cầu đối với khối tầm và khối hướng;<br /> + i : Tỷ số truyền tương ứng của các hệ dẫn động khối tầm và khối hướng.<br /> Việc phân phối tỷ số truyền cho các bộ truyền được xác định như sau:<br /> * Với khối hướng:<br /> ih  igt .ibr (2)<br /> Trong đó: igt : Tỷ số truyền của hộp giảm tốc; ibr : Tỷ số truyền của bộ truyền cuối.<br /> * Với khối tầm:<br /> it  id .itv .ic (3)<br /> Trong đó: id : Tỷ số truyền của bộ truyền đai; itv : Tỷ số truyền của bộ truyền trục vít<br /> bánh vít (Z5-Z6) ; ic : Tỷ số truyền của bộ truyền cuối (Z7-Z8).<br /> 3.3. Công suất truyền động<br /> Công suất truyền động được xác định trên cơ sở mô men yêu cầu đáp ứng các điều kiện<br /> làm việc của hệ thống.<br /> Mô men truyền động tại đầu trục động cơ được xác định bởi biểu thức:<br /> T<br /> Tdc  k . P (4)<br /> i<br /> Trong đó:<br /> Tdc : Mô men truyền động tại đầu trục động cơ; k : Hệ số an toàn;<br />  : Hiệu suất truyền động<br />   1 . 2 ... n ( j : Hiệu suất truyền động của thành phần thứ j trong hệ truyền động.<br /> TP : Mô men truyền động tại các trục quay tương ứng của khối tầm và khối hướng.<br /> TP  I P  P  M (5)<br /> Với:<br /> I P : Mô men quán tính tương ứng của khối tầm và khối hướng;<br /> I P : Được xác định từ đo đạc thực nghiệm và tính toán trên mô hình bằng các phần<br /> mềm chuyên dụng (Solidwork, Inventer,...);<br />  P : Gia tốc yêu cầu tương ứng của khối tầm và khối hướng;<br /> M : Tổng mô men ngoại lực tác động tương ứng lên khối tầm và khối hướng khi bắn.<br /> 3.4. Mô men ngoại lực tác động lên khối tầm và hướng<br /> Mô men ngoại lực tác động lên khối tầm và hướng được xác định theo biểu thức [1, 9, 10]:<br /> <br /> <br /> <br /> 212 N. H. Thắng, N. T. Minh, C. A. Mỳ, “Giải pháp nâng cao … tác chiến ngày và đêm.”<br /> Nghiên cứu khoa học công nghệ<br /> <br /> M T  PKN .e  R.d   M (6)<br /> L<br /> M h  R cos  + M ms (7)<br /> 2<br /> Trong đó:<br /> - M : Mô men không cân bằng của khối tầm; d : Cánh tay đòn của lực R đối<br /> với trục quay tầm; b : Cánh tay đòn của lực R đối với trục quay hướng;  : Góc<br /> tầm pháo.<br /> - R : Lực của lò xo cản lùi tác dụng lên pháo.<br /> R  FX 0  C X . X (8)<br /> Với : FX 0 : Lực nén ban đầu của lò xo; C X : Độ cứng lò xo; X : Độ dịch chuyển của lò<br /> xo (hành trình lùi);<br /> - PKN .e : Ngẫu lực động tác dụng lên pháo.<br /> - e : Khoảng cách từ trọng tâm khối tầm đến đường trục nòng.<br /> - PKN : Lực tác dụng của khí thuốc lên khối lùi được tính trong thời kỳ đạn chuyển<br /> động trong lòng nòng:<br /> S .Pln 0,5mtp<br /> PKN  (1  ) (9)<br /> ty mdd<br /> Với:<br /> S : Thiết diện ngang của lòng nòng kể cả rãnh xoắn; ty : Hệ số kể đến công thứ yếu;<br /> mtp , mdd : Trọng lượng thuốc phóng, đầu đạn; Pln : Áp suất thuật phóng;<br /> Pln được xác định từ việc giải hệ phương trình vi phân thuật phóng trong:<br /> dz Pln d dz dv P .S .g<br /> (1)  ;(2)   (1  2 z ) ;(3) d  ln ;<br /> dt I k dt dt dt  .mdd<br /> <br /> f .mtp .   .mdd .vd2 (10)<br /> dl 2g<br /> (4) d  vd ;(5) Pln <br /> dt mtp<br /> W0  S .ld  (1  )   .mtp<br /> <br /> Ghi chú: Định nghĩa các ký hiệu trong hệ phương trình vi phân (3.10) tham khảo các<br /> tài liệu [9-12].<br /> - M ms : Mô men của lực ma sát xuất hiện do thành phần R sin  và trọng lực của toàn<br /> bộ khối quay tác dụng lên bệ pháo.<br /> M ms  M t  M PB (11)<br /> Với: M t và M PB lần lượt là mô men cản tĩnh và mô men cản gây ra bởi lực lùi trên<br /> cụm ổ lăn vành răng hướng<br /> 1 1<br /> Mt  kms .Pq .d0 ; M PB  kms .R.d0 (12)<br /> 2 2<br /> k ms : hệ số ma sát; Pq : Tổng trọng lượng phần quay của pháo; d 0 : Đường kính vòng<br /> trong của ổ;<br /> <br /> <br /> <br /> Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 66, 4 - 2020 213<br />  cơ khí đđộng<br /> Cơ kkỹỹ thuật & Kỹ thuật cơ ộng lực<br /> <br /> 4. MỘT<br /> MỘT SỐ KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU<br /> NGHIÊN CỨU<br /> Với<br /> ới các số liệu và các tham ssố<br /> ệu khảo sát và ố của pháo, các tác giả đã<br /> đã tính toán thi ết kế đđư<br /> thiết ược<br /> ợc<br /> hệệ dẫn động cơ<br /> cơ khí cho khối<br /> khối tầm và khối<br /> và kh ối hhướng 37mm-2N<br /> ớng PPK 37mm 2N ttự<br /> ự động tác chiến ngngày<br /> ày và<br /> đêm với<br /> với một số kết quả sau [7]:<br /> 4.1. Thông số ố hệ truyền động<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> (a) (b)<br /> Hình 5. Hệệ dẫn động cơ cơ khí kh ối hhư<br /> khối ướng<br /> ớng (a) và tầm (b) đđư<br /> và tầm ược pháo..<br /> ợc lắp đặt cho pháo<br /> Bảng 1. Thông số<br /> Bảng số kỹ thuật hệ truyền động tầm vvàà hư hướng<br /> ớng PPK 37mm<br /> 37mm-2N2N ccải tiến.<br /> ải tiến.<br /> H<br /> Hệệ dẫn động Tên thiết<br /> thiết bị Thông ssốố kỹ thuật<br /> Động cơ<br /> ộng cơ Loại:<br /> ại: PM Servomotor; Model: AKM5<br /> truyền<br /> truy ền động ốc độ:<br /> Tốc ộ: 6000 v/ph ; Công suất: 1,04KW<br /> Loại:<br /> ại: Hộp giảm tốc bánh răng hành hành tinh (VT010)<br /> Hộp<br /> H ộp giảm tốc<br /> KHỐI<br /> KH Backlash: 7’/arc ; Tỷ Tỷ số truyền: i = 14.<br /> HƯỚNG<br /> HƯỚNG Dạng<br /> ạng côn xoắn; m = 2; Z2 = 20; Z2’ = 40<br /> Bộ<br /> B h ớng<br /> ộ đổi hướng<br /> Khe hhở ở cạnh răng: Điều chỉnh được.<br /> đ ợc.<br /> Bộộ truyền Modul: m = 4; Số Số răng: Z2 = 18; Z2’ = 216<br /> động<br /> ộng cuối Khe hhở ở cạnh răng: Khử khe hở cạnh răng.<br /> Động cơ<br /> ộng cơ Loại:<br /> ại: PM Servomotor ; Model: AKM5<br /> truyền<br /> truy ền động Tốc<br /> ốc độ: 6000 v/ph ; Công suất: 1,04KW<br /> Bộ<br /> B ộ truyền đai Loại ại đai: L; Tỷ số truyền id = 1.5<br /> ại: Trục<br /> Loại: nguyên<br /> ục vít bánh vít nguy bản của pháo.<br /> ên bản<br /> KHỐI TẦM<br /> KHỐI<br /> Hộp<br /> H ộp giảm tốc Khe hhở ở cạnh răng: Điều chỉnh được;<br /> đ ợc;<br /> Tỷỷ số truyền: itv = 20.<br /> Bộộ truyền Modul: m = 4; Số Số răng: Z7 = 21; Z8 = 252<br /> động<br /> ộng cuối Khe hhở ở cạnh răng: Khử khe hở cạnh răng.<br /> Một số kết quả thử nghiệm<br /> 4.2. Một<br /> phỏng truyền đđộng<br /> a. Mô phỏng ộng bám trên<br /> trên ph<br /> phần<br /> ần mềm Matlab – Simulink<br /> Mô hình mô phỏng<br /> phỏng truyền động bám tr trên phần mềm Matlab – Simulink đư<br /> ên phần được<br /> ợc thực hiện<br /> khi không có lực<br /> lực bắn, mô hình<br /> hình hệ<br /> hệ truyền động tầm và và hướng<br /> hướng pháo được<br /> đ ợc đưa về mô hhình<br /> đưa về ình máy<br /> mềm<br /> ềm hai khối llượng<br /> ợng có khâu truyền đđànàn tính [13]. Sơ đồđồ cấu trúc đối tư<br /> tượng<br /> ợng như<br /> như hình 6 [14].<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 6. Sơ đồ<br /> đồ cấu trúc hệ truyền động có khâu đàn<br /> đàn hồi<br /> hồi.<br /> <br /> <br /> 214 N. H. Thắng, Mỳ,, ““Gi<br /> Thắng, N. T. Minh, C. A. Mỳ Giải<br /> ải pháp nâng cao … tác chiến<br /> chiến ng<br /> ngày<br /> ày và đêm.”<br /> đêm ”<br /> Nghiên cứu<br /> cứu khoa học công nghệ<br /> <br /> Bộ<br /> ộ điều khiển tr<br /> trưượt<br /> ợt đđược áp dụng với ssơ<br /> ược ơ đđồ<br /> ồ mô phỏng cho hệ điều khiển truyền động<br /> pháo như hình 7 [14].<br /> <br /> Đầu vào Đầu ra<br /> Bộ điều khiển Hệ truyền động<br /> SMC PPK 37mm<br /> mm-22N<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 7. Sơ đđồồ mô phỏng cho hhệệ điều khiển truyền động PPK 37mm-2N37mm 2N..<br /> Số<br /> ố liệu mô phỏng<br /> Bảng 2. Số<br /> Bảng Số liệu mô phỏng hệ điều khiển truyền động bám PPK 37mm 37mm-2N.<br /> Thông số số Hệ truyền động<br /> Hệ<br /> Tầm<br /> ầm Hư<br /> Hướng<br /> ớng<br /> Klx 1000(N/rad) 1000(N/rad)<br /> K1 32 32<br /> J1 0,4(kgm2) 0,4(kgm2)<br /> J2 190(kgm2) 200+12sin2()+167cos2()+Jbd ; (Jbd ≤ 40kgm2)<br /> MC 30(Nm) ≤ 20kgm2<br /> luật bám<br /> Quy luật Sin(t) Sin(t)<br /> Nhiễu tải<br /> Nhiễu 40Nm ÷ 40Nm<br /> -40Nm 40Nm ÷ 40Nm<br /> --40Nm<br /> Kết quả mô phỏng<br /> Kết<br /> Hệệ điều khiển đđư ược<br /> ợc mô phỏng<br /> phỏng trong trtrường<br /> ờng hợp mô ph phỏng<br /> ỏng đồng thời hệ truyền động<br /> cả kênh<br /> trên cả kênh tầmầm và kênh hướng ớng, đó, mô men quán tính kênh hướng<br /> ớng trong đó hướng ch<br /> chịu<br /> ịu tác động<br /> của<br /> ủa kênh<br /> kênh truyền<br /> truy ền động t<br /> tầm. Đ<br /> ầm. Đồngồng thời hai k<br /> kênh<br /> ênh truy ền<br /> truyền động chịu tác động nhiễu đột biến<br /> thời điểmvới<br /> cùng thời điểm ới véc ttơơ nhiễu<br /> nhiễu nằm trong khoảng -40Nm 40Nm đđếnến 40Nm.<br /> 40Nm KếtKết qu<br /> quảả mô phỏng<br /> được thể hiện trên<br /> được trên hình 8.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 8.8 Đáp ứng củaủa hệệ truyền động bám khối hhướng và khối<br /> ớng và khối tầm.<br /> tầm<br /> t .<br /> Nhận Kết quả mô phỏng cho thấy cả hai hệ truyền động hhư<br /> Nhận xét: Kết ướng<br /> ớng và<br /> và truy<br /> truyền<br /> ền động tầm<br /> đều<br /> ều ổn định với sai số bám sát nằm trong khoảng  0.5 mrad đáp ứng chỉ tiêu<br /> tiêu yêu ccầu.<br /> ầu. Hệ<br /> truyền động tầm vvàà hhệệ truyền động hhướng<br /> truyền 37mm-2N<br /> ớng của PPK 37mm đều có tính ổn định bền<br /> 2N đều<br /> vững<br /> ững cao và<br /> và đáp ứng đầy đủ các chỉ ti êu yêu ccầu<br /> tiêu ầu đặt ra.<br /> <br /> <br /> Tạp<br /> ạp chí Nghiên<br /> Nghiên cứu<br /> cứu KH&CN quân sự, Số 66, 4 - 2020<br /> uân sự, 2020 215<br />  cơ khí đđộng<br /> Cơ kkỹỹ thuật & Kỹ thuật cơ ộng lực<br /> <br /> Thử nghiệm thực tiễn bám bắt mục ti<br /> b. Thử tiêu bắn mục ti<br /> êu bay và bắn tiêu<br /> êu ccố<br /> ố định<br /> PPK 37mm-2N<br /> 37mm 2N tự tự động tác chiến ng ngày<br /> ày và đêm đã<br /> đã đư<br /> được<br /> ợc cải tiến hệ dẫn động khối tầm<br /> khối hướng<br /> và khối h ớng đưđược<br /> ợc tiến hành<br /> hành thử<br /> thử nghiệm bám bắt mục ti tiêu<br /> êu bay và bắn<br /> bắn mục ti êu ccố<br /> tiêu ố định<br /> đồng<br /> ồng bộ với trung tâm điều khiển tại tr trư<br /> ường<br /> ờng bắn quốc gia TB1. Các kết quả thử nghiệm<br /> được đánh giá như sau:<br /> được<br /> - Hệ<br /> Hệ thống bám theo các phần tử xạ kích của pháo chuyển động êm nhẹ, nhẹ, độ rrơơ cơ khí<br /> thấp,<br /> ấp, độ chính xác cao:<br /> + Sai số<br /> số truy<br /> truyền<br /> ền động bám: Không quá ±2mrad;<br /> Độ văng (độ lệch đđư<br /> + Độ ường<br /> ờng ngắm) khi bắn: Theo kênh kênh ttầm<br /> ầm không quá ± 5mrad; Theo<br /> hướng không<br /> kênh hướng không quá ± 5mrad.<br /> - Cơ cấu<br /> cấu ly hợp chuyển đổi trạng thái chiến đấu cơ c - điệnện thuận tiện, dễ thao tác, thời<br /> gian thao tác nhanh (không quá 3s). H Hệệ thống ly hợp không gây rung lắc khi chuyển trạng<br /> chiến đấu<br /> thái chiến đấu từ cơ<br /> cơ sang điện<br /> điện vàvà ngư ợc lại;<br /> ngược<br /> - Các cơ cấu<br /> cấu truyền động<br /> ộng cơcơ điện<br /> điện của pháo đảm bảo độ bền trong các trườngtr ờng hợp bắn<br /> loạt ngắn, loạt ddài<br /> đơn, loạt cả trong<br /> ài và cả trong trư<br /> trường òng;<br /> ờng hợp bắn bằng 1 nnòng;<br /> - Kết<br /> Kết quả bắn kiểm tra đư ờng đạn trong vvùng<br /> đường ùng xạ<br /> xạ kích khi bắn bằng hệ thống tự động<br /> hoàn toàn sốsố đạn đều đạt yêu<br /> yêu cầu<br /> cầu (40,5%; 80,5% và 87,5%);<br /> 87,5%);<br /> - Pháo sau cải<br /> cải tiến không làmlàm ảnh hhư ưởng<br /> ởng đến tính năng chiến đấu, phần tử chiến, kỹ<br /> thuật nguyên<br /> thuật thủy của pháo. Pháo có thể llàm<br /> nguyên thủy àm vi<br /> việc<br /> ệc cở 3 chế độ ( Tự động hoàn<br /> hoàn toàn, bán tựtự<br /> động<br /> ộng vàvà chế nguyên<br /> chế độ nguy ên th<br /> thủy<br /> ủy của pháo).<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 9. Hình ảnh thử nghiệm ddã ngoại bám bắt vvàà bbắn<br /> ã ngoại ắn thử nghiệm<br /> nghiệm.<br /> KẾT<br /> 5. KẾT LUẬN<br /> Trên cơ sở yêu ccầu<br /> sở các yêu ầu về điều kiện llàm<br /> àm vi<br /> việc,<br /> ệc, các chỉ ti êu kkỹ<br /> tiêu ỹ thật cơ<br /> cơ bản<br /> bản của hệ truyền<br /> động<br /> ộng tầm và và hướng<br /> hướng PPK 37mm-<br /> 37mm-2N2N ttự<br /> ự động tác chiến ngngày<br /> ày và đêm. Các tác gi giảả đđã đđềề xuất<br /> giải<br /> ải pháp cải ttiến pháo, trong đó đã<br /> ến hai hệ truyền động pháo đã ssử<br /> ử dụng các hệ dẫn động độ chính<br /> xác cao và các bộ bộ truyền bánh răng không khe hở. Các bộ truyền đđãã được được tính toán, thiết<br /> kếế có cơ<br /> cơ sở<br /> sở lý thuyết vvàà khoa học.<br /> học. Kết quả tính toán thiết kế cũng đã được tiến hhành<br /> đã được thực<br /> ành thực<br /> nghiệm mô phỏng tr<br /> nghiệm trên phầm mềm Matlab – simulink kh<br /> ên phầm khẳng<br /> ẳng định tính đúng đắn của giải<br /> thiết kế, qua đó đđãã được<br /> pháp thiết được ứng dụng thực tiễn cho cải tiến 01 khẩu đội PPK 37mm 37mm--2N 2N<br /> và đđãã được<br /> được thử nghiệm thực tiễn bắt, bám mục tiêu tiêu bay và bbắn<br /> ắn mục tiêu<br /> tiêu cố<br /> cố định.<br /> <br /> <br /> 216 N. H. Thắng, Mỳ,, ““Gi<br /> Thắng, N. T. Minh, C. A. Mỳ Giải<br /> ải pháp nâng cao … tác chiến<br /> chiến ng<br /> ngày<br /> ày và đêm.”<br /> đêm ”<br /> Nghiên cứu khoa học công nghệ<br /> <br /> TÀI LIỆU THAM KHẢO<br /> [1]. Khổng Đình Tuy, Nguyễn Viết Trung, Nguyễn Văn Dũng, “Giáo trình thiết kế hệ<br /> thống pháo”, NXB Học viện KTQS, 2010.<br /> [2]. Trần Ngọc Bình và các tác giả, “Nghiên cứu nâng cao khả năng cơ động cho đại đội<br /> pháo phòng không 37mm-2N phục vụ bắn trong hành quân”, Báo cáo tổng hợp đề<br /> tài độc lập cấp nhà nước - Viện TĐH KTQS, 2017.<br /> [3]. Bộ Tư lệnh PK-KQ, “Thao tác pháo 37mm-2N”, NXB QĐ, HN 1997.<br /> [4]. Viện TĐH-KTQS, “Hướng dẫn kiểm tra kỹ thuật và bảo quản định kỳ đại đội PPK<br /> 37 mm-2N cải tiến GLLADS.M2”, Tài liệu giảng dạy, HN 2011.<br /> [5]. Nguyễn Trung Kiên, Lê Trần Thắng, “Pháo phòng không tầm thấp 37mm-2N đáng đêm<br /> bán tự động – Thuyết minh kỹ thuật và hướng dẫn sự dụng”, NXB QĐND, HN 2017.<br /> [6]. Nguyễn Trung Kiên, Lê Trần Thắng, “Quy trình kiểm tra, hiệu chỉnh, bảo dưỡng,<br /> sửa chữa PPK TT 37mm-2N cải tiến (GLLADS.M3)”, NXB QĐND, HN 2017.<br /> [7]. Nguyễn Hữu Thắng,“Hoàn thiện thiết kế và chế tạo trung tâm chỉ huy và 01 khẩu<br /> đội PPK 37mm-2N tự động tác chiến ngày và đêm hướng tới trang bị cho các đơn vị<br /> quân chủng PK-KQ”, Báo cáo tổng hợp đề tài nghiên cứu & phát triển KHCN –<br /> Viện Tự động hóa KTQS, 2018.<br /> [8]. Stephen J. O'Neil, “Methods to Minimize Gear Backlash”, Micro Mo Electronics In,<br /> Fri, 2002.<br /> [9]. Khổng Đình Tuy, Trương Tư Hiếu, “Giáo trình kết cấu vũ khí có nòng”, NXB Học<br /> viện KTQS, 2008.<br /> [10]. Trần Đăng Điện, “Thuật phóng trong”, Học viện KTQS, 1998.<br /> [11]. Phan Huy Chương, “Động lực học vũ khí tự động”, NCB QĐND, HN 2002.<br /> [12]. Nguyễn Quang Lượng, Trần Quốc Trình, “Số liệu vũ khí – đạn”, Học viện KTQS, 2009.<br /> [13]. Nguyễn Trang Minh, Chu Anh Mỳ, Nguyễn Hữu Thắng, “Xây dựng mô hình hệ<br /> truyền động pháo phòng không 37mm-2N cải tiến bằng thực nghiệm”, Tuyển tập<br /> công trình khoa học Hội nghị Cơ học toàn quốc lần thứ X, NXB KH Tự nhiên và<br /> Công nghệ, 2018.<br /> [14]. Lê Việt Hồng, Nguyễn Hữu Thắng, “Tổng hợp hệ thống điều khiển truyền động<br /> PPK 37mm-2N cải tiến”, Tạp chí NCKH & CNQS, Số đặc san, 4/2019.<br /> ABSTRACT<br /> SOLUTIONS TO IMPROVE PRECISION IN ELEVATION AND AZIMUTH<br /> MOVEMENT OF MECHANICAL TRANSMISSION SYSTEMS OF THE AUTOMATED<br /> 37MM-2N ANTI AIRCRAFT CANNON COMBATING IN DAY AND NIGHT<br /> The paper presents solutions for the mechanical transmission systems to operate<br /> more accurately in elevation and azimuth movement based on theoretical study and<br /> then applying highly precise actuators to aim at improving, upgrading 37mm-2N<br /> anti-aircraft cannon company combating in day and night.<br /> Keywords: Mechanical transmission systems; 37mm-2N anti-aircraft canon.<br /> <br /> Nhận bài ngày 31 tháng 10 năm 2019<br /> Hoàn thiện ngày 18 tháng 11 năm 2019<br /> Chấp nhận đăng ngày 10 tháng 4 năm 2020<br /> <br /> Địa chỉ: 1 Viện Khoa học và Công nghệ Quân sự;<br /> 2<br /> Học viện Kỹ thuật quân sự.<br /> *Email: thangcapit@gmail.com.<br /> <br /> <br /> <br /> Tạp chí Nghiên cứu KH&CN quân sự, Số 66, 4 - 2020 217<br />