摘要：隨著世界各國海洋領(lǐng)土意識(shí)的不斷提高，以及日漸嚴(yán)峻的海洋領(lǐng)土爭端，海軍建設(shè)成為現(xiàn)階段國防裝備發(fā)展的又一重要方向，其中，艦炮作為水面艦艇的主要武器裝備，其技術(shù)發(fā)展對(duì)于艦艇綜合作戰(zhàn)能力的提升有著極其重要的意義。本文設(shè)計(jì)了一種定位裝置，用于某型艦炮托架中心的定位，輔助調(diào)整托架的安裝位置，具有結(jié)構(gòu)緊湊、使用方便、制造成本低等優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：艦炮? ?托架? ?回轉(zhuǎn)中心? ?定位? ?設(shè)計(jì)

某型艦炮在裝配過程中，轉(zhuǎn)臺(tái)、托架和發(fā)射系統(tǒng)三者依次連接。托架的下方連接轉(zhuǎn)臺(tái)，上方的左右軸承座容納耳軸托起發(fā)射系統(tǒng)。當(dāng)艦炮回轉(zhuǎn)時(shí)，由托架帶動(dòng)發(fā)射系統(tǒng)隨轉(zhuǎn)臺(tái)一起回轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)臺(tái)的中心軸線與回轉(zhuǎn)中心一致，托架的左右軸承座內(nèi)側(cè)間的縱向?qū)ΨQ面與軸承座軸線的交點(diǎn)稱為托架中心（見圖1），而發(fā)射系統(tǒng)的中央軸線是炮膛中心，根據(jù)艦炮設(shè)計(jì)要求，托架中心應(yīng)通過回轉(zhuǎn)中心，最大偏差量不得超過±0.20mm（見圖2），以滿足炮膛中心與回轉(zhuǎn)中心相交的要求。發(fā)射系統(tǒng)在托架上有可靠的定位基準(zhǔn)，只要裝配時(shí)謹(jǐn)慎操作就較易實(shí)現(xiàn)炮膛中心通過托架中心，那么，如何讓托架中心通過回轉(zhuǎn)中心就成了解決3個(gè)中心相交重合問題的關(guān)鍵。然而，托架在轉(zhuǎn)臺(tái)上的安裝位置處沒有可靠的定位基準(zhǔn)，想要直接精確地定位托架就比較困難了。通常這種這類零件可以利用大型數(shù)控機(jī)床校準(zhǔn)定位，但是托架和轉(zhuǎn)臺(tái)等相關(guān)部件連接后體積龐大，需要大型車輛運(yùn)輸，同時(shí)大型數(shù)控機(jī)床較為難得，額外地增加了運(yùn)輸和作業(yè)費(fèi)用造成了浪費(fèi)。這樣，直接定位托架的安裝位置滿足托架中心與回轉(zhuǎn)中心重合的目的較難實(shí)現(xiàn)。因此，設(shè)計(jì)一套定位裝置既能直接定位托架中心，又有低廉的使用成本就十分有必要了。

一、原理與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

托架安裝在轉(zhuǎn)臺(tái)上連為一體，兩者接觸面水平，當(dāng)托架中心通過轉(zhuǎn)臺(tái)中心時(shí)，旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺(tái)至任意角度（托架隨之同步旋轉(zhuǎn)），托架中心不會(huì)移動(dòng)——自轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)軸上的點(diǎn)不動(dòng)。利用這個(gè)原理，滿足上述條件時(shí)，過托架中心的鉛垂線也不會(huì)移動(dòng)。這根鉛垂線在一定程度上可以代替托架中心的位置，因其是虛擬對(duì)象，需要有具體實(shí)物擬合才能進(jìn)行實(shí)際的觀察測量，之后通過適當(dāng)調(diào)整以實(shí)現(xiàn)托架中心的定位。

托架的軸承座加工精度高，左右兩側(cè)內(nèi)端面對(duì)稱度高，可以作為定位裝置的基準(zhǔn)。設(shè)計(jì)兩個(gè)完全相同的法蘭盤放置在左右軸承座內(nèi)與之緊密貼合，法蘭盤的軸線就與軸承座軸線重合一致了。法蘭盤有軸肩定位，并在托架軸承座內(nèi)側(cè)留有間隙，方便使用時(shí)左右對(duì)稱度的調(diào)整。在兩個(gè)法蘭盤之間用一塊平板相連，由于托架兩軸承座跨度較大，為了增加平板的剛性，在其下方加裝兩條加強(qiáng)筋，如此形成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)稱之為平臺(tái)本體。平臺(tái)本體上方中央插入一根定位軸，頭部成錐形尖端，利用數(shù)控機(jī)床加工的高精度保證該軸的軸線位于左右對(duì)稱中心面上且與法蘭盤軸線垂直相交。當(dāng)定位裝置左右對(duì)稱裝入托架時(shí)，定位軸的軸線則通過托架中心。調(diào)整好整個(gè)定位裝置的重心，使其自由置于水平板上時(shí)，定位軸尖端能始終向上（重心越低越穩(wěn)原理），防止因重心不穩(wěn)，倒伏碰撞造成軸線彎曲丟失精度。在定位軸處加一護(hù)套，當(dāng)定位裝置不使用時(shí)，保護(hù)定位軸不被碰傷或造成人員傷害。

二、使用方法

托架中心定位裝置的使用共分兩步走：第一步，調(diào)整定位裝置找到托架中心;第二步，移動(dòng)托架至正確安裝位置。

使用前確保轉(zhuǎn)臺(tái)等相關(guān)部件已安裝連接正確，轉(zhuǎn)臺(tái)中心即為回轉(zhuǎn)中心。首先，把托架放置在轉(zhuǎn)臺(tái)上進(jìn)行初步定位：托架底部有若干預(yù)制銷孔與轉(zhuǎn)臺(tái)配對(duì)連接，用專用定制銷軸插入銷孔定位托架，銷孔與銷軸之間有一定量的預(yù)留間隙便于后續(xù)托架移動(dòng)調(diào)整。然后，移除托架左右軸承座孔的座蓋（左右軸承孔為開蓋式），把定位裝置安放于軸承座孔中，定位軸尖向上，移除定位軸護(hù)套。接著，用象限儀校準(zhǔn)定位裝置，使其平臺(tái)本體上的平板與轉(zhuǎn)臺(tái)基準(zhǔn)平面（通常為水平面）平行，這樣，定位軸的軸線就與回轉(zhuǎn)中心平行了。再用厚薄塞尺測量法蘭盤與左右軸承座端面之間的間隙，調(diào)整兩側(cè)間隙使之相等，這樣托架中心就位于定位軸的軸線上了。利用螺釘固定定位裝置，防止因意外移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)造成定位不準(zhǔn)。

在轉(zhuǎn)臺(tái)外若干距離處（2～3米）放置一臺(tái)較高精度的光學(xué)經(jīng)緯儀，通過經(jīng)緯儀觀測鏡觀察托架上定位裝置的定位軸尖端，使其位于中央刻度。推動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)，當(dāng)觀測鏡中的定位軸尖端隨轉(zhuǎn)臺(tái)的轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生移動(dòng)時(shí)，說明定位軸的軸線不在回轉(zhuǎn)中心上，此時(shí)根據(jù)觀測鏡內(nèi)定位軸的位置和讀數(shù)適當(dāng)調(diào)整托架位置，再次旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺(tái)，當(dāng)觀測鏡內(nèi)的定位軸尖端來回移動(dòng)的數(shù)值至規(guī)定范圍內(nèi)時(shí)，說明定位軸的軸線與回轉(zhuǎn)中心重合，即托架中心通過回轉(zhuǎn)中心。如若不然，再次調(diào)整托架位置即可。托架定位完成后拔出預(yù)制銷，鉸孔后打入定位銷，擰入螺栓固定，完成托架的安裝。

三、使用效果

通過實(shí)際使用證實(shí)，托架中心定位裝置使用簡便，完成定位安裝一臺(tái)托架平均時(shí)間不超過2小時(shí)，減少了因來回運(yùn)輸產(chǎn)生的冗余時(shí)間，生產(chǎn)效率顯著提高。同時(shí)，由于該裝置和相關(guān)測量裝置精度高，托架中心與回轉(zhuǎn)中心的偏差值由原來的±0.2mm，甚至提高到±0.05mm，在一定程度上提升了艦炮的精度等級(jí)。整個(gè)裝置是由簡單易得的板材和圓鋼組合而成，制造及使用成本低廉，充分降低了生產(chǎn)開支。

參考文獻(xiàn)：

[1]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2016.

（作者簡介：夏天恩;學(xué)歷：本科;單位：4805工廠軍械修理廠;研究方向：機(jī)械工程。）