专利摘要

本发明涉及一种枪炮身管液压外自紧装置，其包括罐体，所述罐体两端均设置有固定孔，所述固定孔内设置有端盖；所述端盖包括与固定孔内壁通过螺纹连接的连接筒、对称设置在连接筒内外两端的内挡环和外挡环；所述连接筒内壁通过螺纹连接有紧固螺环，所述紧固螺环和内挡环之间设置有第一密封圈；所述固定孔内端设置有密封槽，所述密封槽内设置有第二密封圈，所述罐体上设置有进液口，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。本发明还提供了利用上述装置进行外自紧的方法。本发明利用在枪炮身管外部施加高压实现身管自紧，拓展了实现身管自紧的技术途径。

权利要求

1.一种枪炮身管液压外自紧装置，其特征在于，其包括罐体(1)，所述罐体(1)两端均设置有固定孔(2)，所述固定孔(2)内设置有端盖；所述端盖包括与固定孔(2)内壁通过螺纹连接的连接筒(3)、对称设置在连接筒(3)内外两端的内挡环(4)和外挡环(5)；所述连接筒(3)内壁通过螺纹连接有紧固螺环(6)，所述紧固螺环(6)和内挡环(4)之间设置有第一密封圈(7)；所述固定孔(2)内端设置有密封槽(8)，所述密封槽(8)内设置有第二密封圈(9)，所述罐体(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)；

其还包括液体储罐(14)；所述罐体(1)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(17)与液压泵(12)连通；所述回液管道(16)上设置有泄压阀(18)；

所述第一密封圈(7)和第二密封圈(9)选用金属密封圈或碳化硅密封圈。

2.根据权利要求1所述的一种枪炮身管液压外自紧装置，其特征在于，所述罐体(1)外设置有用于测量罐体(1)内部压力的压力表(19)。

3.一种利用权利要求1或2所述装置对枪炮身管进行外自紧的方法，其特征在于，包括如下步骤：

A)在枪炮身管毛坯的端部沿外壁切削出长度为5～10cm的拉伸段；拉伸段的半径小于枪炮身管毛坯半径3～5mm；

B)将枪炮身管毛坯置于罐体中，拉伸段伸出罐体两端；

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200MPa～800MPa，保压20～40min；

D)保压结束后排出自紧液体泄压，切除拉伸段，完成自紧。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤B)中，拉伸段与枪炮身管毛坯之间形成的凸台卡置在密封槽内的密封圈内，实现密封。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，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。

6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，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。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，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-身管毛坯自紧半径。

8.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述步骤C)中，所述保压时间为30min。

说明书

技术领域

本发明涉及一种实现枪炮身管液压外自紧的装置和方法，属于武器研制领域。

背景技术

目前自紧身管已经成为高膛压火炮的标准配置，部分枪械的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。

常用的自紧工艺包括液压自紧、机械自紧以及爆炸自紧。这三种工艺均基于制造时内膛施加高压这一原理，称之为身管内自紧方法。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。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用在枪炮身管外部施加高压实现身管自紧的装置和方法，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：

一种枪炮身管液压外自紧装置，其包括罐体，所述罐体两端均设置有固定孔，所述固定孔内设置有端盖；所述端盖包括与固定孔内壁通过螺纹连接的连接筒、对称设置在连接筒内外两端的内挡环和外挡环；所述连接筒内壁通过螺纹连接有紧固螺环，所述紧固螺环和内挡环之间设置有第一密封圈；所述固定孔内端设置有密封槽，所述密封槽内设置有第二密封圈，所述罐体上设置有进液口，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；所述罐体上设置有出液口，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，所述第一密封圈和第二密封圈选用金属密封圈或碳化硅密封圈。

进一步的，所述罐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)在枪炮身管毛坯的端部沿外壁切削出长度为5～10cm的拉伸段；拉伸段的半径小于枪炮身管毛坯半径3～5mm；

B)将枪炮身管毛坯置于罐体中，拉伸段伸出罐体两端；

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，切除拉伸段，完成自紧。

方法中，所述步骤B)中，拉伸段与枪炮身管毛坯之间形成的凸台卡置在密封槽内的密封圈内，实现密封。

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。

优选的，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，描述了塑性变形区域的大小。

方法中，所述步骤C)中，所述保压时间为30min。

本发明的原理为：制造时在身管外部施加高压，随着压强的增大，身管内壁首先发生塑性变形，而后塑性区不断向外壁扩展。在塑性区扩展到一定半径时，撤除高压，身管外壁弹性区弹性变形恢复，身管内壁塑性区塑性变形不能恢复，在塑性区形成残余应力。枪炮射击时，身管内膛承受高压火药气体，塑性区残余应力能够削减部分火药气体应力，使身管承受更高的内压，也即提高了身管的强度。

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，相对内自紧，外自紧也有自己的优点，譬如拉膛线工艺可以在自紧前进行也可以在自紧后进行，而内自紧时，只能在自紧后再拉膛线；外自紧更容易观察和测试自紧参量，也便于安装各种测试设备。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。

其中，1罐体、2固定孔、3连接筒、4内挡环、5外挡环、6紧固螺环、7第一密封圈、8密封槽、9第二密封圈、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连接管道、18泄压阀、19压力表、20枪炮身管毛坯。

具体实施方式

实施例1

结合图1所示，一种枪炮身管液压外自紧装置，其包括罐体1，所述罐体1两端均设置有固定孔2，所述固定孔2内设置有端盖；所述端盖包括与固定孔2内壁通过螺纹连接的连接筒3、对称设置在连接筒3内外两端的内挡环4和外挡环5；所述连接筒3内壁通过螺纹连接有紧固螺环6，所述紧固螺环6和内挡环4之间设置有第一密封圈7；所述固定孔2内端设置有密封槽8，所述密封槽8内设置有第二密封圈9，所述罐体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。

罐体两端开孔，枪炮身管毛坯20穿过固定孔，枪炮身管外壁设置有一段环台，通过密封槽内的第二密封圈密封，端盖拧紧在固定孔内，内挡环顶紧第二密封圈，外挡环顶紧罐体的端面，实现枪炮身管在装置上的固定，为了增加密封效果，连接筒内侧的内挡环上设置有第一密封圈，并通过紧固螺环顶紧。枪炮身管内壁与空气连通，仅是外壁收到罐体内的液体高压。液压泵通过进液管道向罐体内泵入液体，通过压力控制阀控制罐内的压力，实现罐内的高压。

其还包括液体储罐14；所述罐体1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17与液压泵12连通；所述回液管道16上设置有泄压阀18。出液口用于排出罐体液体，通过泄压阀调节罐内压力，出液口通过回液管道将罐内液体回收至液体储罐内，连接管道与液压泵连通方便下次使用。

所述第一密封圈7和第二密封圈9选用金属密封圈或碳化硅密封圈。所述罐体1外设置有用于测量罐体1内部压力的压力表19。压力表可以实时监控罐内的压力，在压力控制阀工作异常时，可据此数据随时调整罐内压力，保证设备安全。

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)在枪炮身管毛坯的端部沿外壁切削出长度为5～10cm的拉伸段；拉伸段的半径小于枪炮身管毛坯半径3～5mm；

B)将枪炮身管毛坯置于罐体中，拉伸段伸出罐体两端；拉伸段与枪炮身管毛坯之间形成的凸台卡置在密封槽内的密封圈内，实现密封。

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，优选保压时间为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，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，描述了塑性变形区域的大小。

D)保压结束后排出自紧液体泄压，切除拉伸段，完成自紧。

E)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。

一种枪炮身管液压外自紧装置及外自紧方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。