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T-64自动装弹机的官方名称为MZ（“Механизмом Заряжания”），直译为“装弹机构”。MZ自动装弹机的所有型号均为水电式，利用液压执行器驱动几乎所有运动部件。与T-72系列坦克上使用的AZ自动装弹机相比，MZ的装弹速度更快，容量也更大，但也存在一些自身的特点和缺点。与往常一样，火炮需要抬升至固定角度，以便装填机构正确将新弹药送入炮膛，而这由火炮的液压垂直稳定器活塞完成。为了将其固定到位，火炮采用了液压锁定。
自动装弹机的转盘旋转机构是液压的，将弹药盒提升至炮尾后方装填位置的升降臂也是液压的。弹药盒的液压升降臂位于炮塔乘员舱的假地板上。自动装弹机共使用 2.2 升 MGE-10A 液压油。
炮手和车长都配备了自动装弹机的控制装置。左侧的拨盘可让他选择所需的弹药类型，顶部的黑色大按钮可启动装填顺序。右侧的白色显示面板指示自动装弹机的状态。
两部分弹药筒以“L”形位置存放在自动装弹机转盘中，从而形成一个围绕炮塔环的篮筐。篮筐转盘直接安装在炮塔环上，并随炮塔移动，但在循环换装新弹药时，它会独立于炮塔旋转。所有T-80炮塔的炮塔环都设计有两个滚珠轴承滚道环：一个位于炮塔和车体之间，另一个位于炮塔和自动装弹机转盘之间。如下图所示。
自动装弹机转盘以每秒26度的速度旋转，当达到所需的弹药类型时，系统需要几分之一秒的额外时间才能制动。在将弹药装入自动装弹机时，弹药类型是通过在位于指挥官旁边的自动装弹机装填控制箱中设置相应类型来索引的。旋转转盘一步会占用总装填时间的12-15%，旋转三步则占用17-22%。
发射药垂直放置，射弹水平放置。这种布置方式会使脆弱的发射药垂直暴露，而且由于没有任何装甲防护（铝制弹匣太薄），如果坦克的装甲从正面、侧面和背面被击穿，这种布局会增加弹药爆燃的可能性。发射药是两部分弹药中最易爆的，如果将它们存放在靠近坦克炮塔环区域（大多数炮弹都会落在那里）的地方，如果装甲被击穿，对坦克来说可不是什么好兆头。确实，想到被一圈挥发性推进剂包围，炮塔内的乘员们确实感到不安。然而，自动装弹机转盘的布局也允许在炮塔环直径的几何限制内储存尽可能多的弹药。与T-72的AZ自动装弹机相比，这种布局也为乘员提供了略微更大的垂直空间。
弹匣的后半部分由液压升降机构升起，该机构作用于其铰链点前方的一个倾斜凸耳。同一升降机构提供了将弹匣向上推进的大部分力，并且在弹匣展开时也有助于支撑弹匣的重量。弹匣的前半部分有一个偏心安装点，用于作用于对准机构的杠杆系统。
MZ 自动装弹机的一个缺点是它会占用一些水平空间，因为弹环安装在炮塔环直径之内，所以乘员舱比炮塔环直径所暗示的要窄。根据 T-64（432 工程）的工厂图纸，炮塔内乘员舱的直径为 1590 毫米，但值得注意的是 432 工程装备的是 115 毫米 D-68 火炮而不是 125 毫米 D-81 火炮，并且自动装弹机转盘可容纳 30 发略微紧凑的 115 毫米子弹，而不是 28 发 125 毫米子弹。不过，差别非常小。炮塔乘员舱的内径小于车体的宽度，远小于坦克直径为 2,162 毫米的炮塔环。下图显示了自动装弹机转盘如何占用大量空间并缩小了乘员舱的内径。照片下半部分可见的靠背是炮手座椅，机枪位于右侧。
MZ 自动装弹机的一大特色是其惊人的28发弹药容量，超过了T-72的22发，也超过了M1艾布拉姆斯（105毫米）主战坦克炮架上的22发弹药，远高于M1A1艾布拉姆斯（120毫米）的17发或16发，几乎是豹2主战坦克15发弹药容量的两倍。MZ 自动装弹机的平均装填速度轻松媲美普通人工装填手，在理想情况下甚至比T-72的AZ 自动装弹机快约一秒。根据T-80技术手册，其战斗射速为每分钟7-8发。T-64A和T-64B/B1手册也证实了这一点，它们指出，使用相同的自动装弹机和火控系统，其战斗射速为每分钟8发。然而，如果炮手选择不更换弹药类型，自动装弹机本身只需6秒就能完成装填并返回瞄准目标的全过程，因此其最高技术射速实际上为每分钟10发。