發(fā)布時間：2021-10-12所屬分類：工程師職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：在分析國內廢舊單兵破甲彈拆卸分解技術現狀的基礎上，立足國內現有裝備水平，提出了一種高壓水射流多頭切割的設計方案及其工作原理，對高壓水射流多頭切割系統(tǒng)的有關技術問題進行了討論，對現有單兵破甲彈處理生產線改造以及其它類別的廢彈藥分解處理
摘要：在分析國內廢舊單兵破甲彈拆卸分解技術現狀的基礎上，立足國內現有裝備水平，提出了一種高壓水射流多頭切割的設計方案及其工作原理，對高壓水射流多頭切割系統(tǒng)的有關技術問題進行了討論，對現有單兵破甲彈處理生產線改造以及其它類別的廢彈藥分解處理具有很高的參考價值。
關鍵詞：單兵破甲彈;高壓水射流;多頭切割;分解拆卸
0引言
單兵破甲彈系指火箭筒破甲彈和82毫米無座力破甲彈等彈種的總稱。這類炮彈的結構特點是：①組成炮彈的零部件較多，各組件間大多以螺紋連接為主;②外形結構組件均為薄壁金屬材質回轉體，不同部位尺寸差異大;③起爆炮彈的引信裝置一般安放在戰(zhàn)斗部內部，安全性較差等。目前，在我國待處理的報廢通用彈藥中，單兵破甲彈的數量很大，達到數百萬數量級。如何安全、高效地拆解退役報廢的各式單兵破甲彈，成為業(yè)內眾多單位關注的熱點。
本文在分析國內現有廢舊單兵破甲彈拆解技術現狀的基礎上，提出一種拆解處理單兵破甲彈的新方案，確定了其工作原理，并對有關技術進行了探析。
1單兵破甲彈拆解技術現狀
以典型產品69式40mm火箭筒破甲彈為例，69式40mm火箭筒破甲彈的引信頭部機構、戰(zhàn)斗部、噴嘴、燃燒室?guī)状蠼M件及其中的零部件，相互之間大多以螺紋相連接。拆分69式40mm火箭筒破甲彈，基本都是按照破甲彈裝配順序，逆向作業(yè)，旋扭開連接螺紋來分離部件。現在國內大多數專業(yè)廢彈藥處理單位基本都遵循如圖1所示的工藝流程。
在具體拆解處理方法上，又分為以手工作業(yè)為主和機械作業(yè)為主兩種方式。
1.1手工作業(yè)借助簡單夾具和專用扳手，主要以人手工旋卸為主。卸引信頭部機構、分離戰(zhàn)斗部和發(fā)動機、取出引信底部機構、卸點火具等工序的作業(yè)，均是將破甲彈安放在普通、簡易夾具上，人工旋卸。然后，用改制的車床進行車削開戰(zhàn)斗部、風帽，用專用油壓機壓出戰(zhàn)斗部裝填的藥柱。
1.2機械作業(yè)破甲彈的拆分作業(yè)的主要工序，如卸引信頭部機構、分離戰(zhàn)斗部與發(fā)動機、卸點火具、切割風帽、壓出藥柱等，均是使用專門的機械設備。這些機械設備是：塑料筒切割機、彈頭引信旋卸機、風帽切割機、火箭筒彈分解機、藥柱壓出機等。它們通常被分別安裝在單獨的工作間內。
無論是手工拆卸還是機械拆卸69式40mm火箭筒破甲彈，作業(yè)中，常常會遇到鋁質戰(zhàn)斗部與鋼質發(fā)動機因各種原因旋分不開的現象。遇到這種情況，一般都是對其進行炸毀處理。而炸毀作業(yè)，危險性大，物料無法回收，又帶來極大浪費。
采用多點高壓水切割，簡化了作業(yè)流程，可以實現一次裝卡切割，69式40mm火箭筒破甲彈各個主要組件便完全分離。自動上料、連續(xù)生產，其中的危險作業(yè)可人機隔離，完全克服現有的手工或機械拆卸存在的，諸如人、彈共處一室，危險品在工序間頻繁轉運，旋分不開等弊端，提高生產作業(yè)的本質安全度和自動化水平。
2單兵破甲彈高壓水切割分解技術方案及其原理
高壓水切割作為一種新興的技術，在各行各業(yè)有廣泛的應用，己得到社會的普遍認可和接受[1-3]。它具有高能、冷態(tài)、點割的特點，切割時無熱聚集，無熱影響區(qū)，特別適合對彈藥進行安全切割。
2.1單兵破甲彈高壓水切割系統(tǒng)組成單兵破甲彈高壓水切割系統(tǒng)有以下部分組成：切割器、多切割頭平臺、超高壓發(fā)生器、水質處理裝置、工件隨動裝置和控制系統(tǒng)。如圖2所示。
①切割器：懸臂式布置4個切割頭(人造寶石超高壓噴嘴)，相互之間位置、距離可調節(jié)。每個切割頭射流角度及方向可調節(jié)。還包含壓力分配器，以保障4個切割頭分別獲得各自適用的工作壓力。
②多切割頭平臺：采用無水槽切割平臺(以水收集器代替水箱)，既可減少占地面積，又便于和進出料裝置對接。
③超高壓發(fā)生器：是水射流動力產生裝置。選壓力為300MPa的超高壓發(fā)生器。
④水質處理裝置：考慮連續(xù)生產節(jié)約用水的需要，對水分二步六級(逐級沉淀過濾、水離解裝置及固定取水樣裝置等)處理。其處理量需滿足水切割機水量要求。
⑤工件隨動裝置：水切割工件無需裝夾，為保證破甲彈各切割部位定位后實現圓周環(huán)切，采用專門設計的對輪、多節(jié)同步旋轉裝置，既顧及水射流切割濺射及水收集器的布置，又保證彈體正常勻速旋轉。
⑥控制系統(tǒng)：以PLC為核心，由本安開關、防爆控制箱等組成。充分考慮系統(tǒng)組件的聯動自鎖、互鎖、切割位置檢測及故障診斷等。
2.2單兵破甲彈切割切割方案對69式40mm破甲彈拆分處理，就是將其中的引信、炸藥、發(fā)射藥、點火具這些爆炸危險品拆除，使其完全去功能化。高壓水切割拆解，就是將69式40mm破甲彈對如圖3所示的4個部位用高壓水射流同時進行環(huán)形切割，使部件分離，取出其中的爆炸危險品。
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由于要切割的4個部位的材料材質不同，需要切割的厚度不同(如表2所示)，切割前，通過壓力分配器，調定相應部位切割頭的切割力，以確保切割效果。
2.3系統(tǒng)工作過程
①將彈體定位放置在輸送裝置上，開啟防爆傳遞小窗送入抗爆間;移料機械手將其定位擺放在工件隨動系統(tǒng)上，使水切割系統(tǒng)的4個切割頭對準圖3所示的四個部位。
②啟動控制系統(tǒng)，讓工件隨動系統(tǒng)的對輪、多節(jié)同步旋轉裝置帶動破甲彈旋轉，4個切割頭按照事先設定的不同射流壓力工作。
③彈體旋轉一周，將切開的四段分別收取。
④水、磨料、金屬屑流入多切割頭平臺的水收集器后，流經管道進入水質處理裝置，逐級沉淀過濾、水離解后，固定取水樣裝置檢測合格的水循環(huán)再用。
⑤開啟防爆傳遞小窗輸入下一發(fā)彈，開始下一循環(huán)的工作。
3方案的優(yōu)點與技術難點
3.1方案的優(yōu)點①用高壓水射流切割法取代旋卸分離法拆分69式40mm破甲彈，實現了危險作業(yè)完全人機隔離，避免危險品的頻繁裝夾、移送，減化了作業(yè)流程，安全可靠性好。②避免了破甲彈拆分不開，需炸毀處理的安全隱患，還減少了環(huán)境污染，同時可提高材料回收率。③高壓水切割系統(tǒng)實現了破甲彈拆解自動化，提升了破甲彈拆解生產的本質安全度，大幅度降低了工人的勞動強度。
3.2技術難點和實現途徑
①高壓發(fā)生器和四個噴嘴匹配問題
1)足夠高的壓力以保證四個噴嘴正常切割工作。高壓發(fā)生器額定壓力有一定冗余度或有多臺高壓發(fā)生裝置并行運轉。
2)因切割材質、厚度不同，四個噴嘴所需壓力不同增設壓力分配器，以調整四個噴嘴在切割同一產品的不同材質、不同厚度時所需的不同壓力，以及適應其他產品的切割之需。
②水收集器設計將水收集器和防水霧、防飛濺裝置集成。
③產品定位放置工件隨動裝置，依每種產品外形不同定制，可更換。另外加裝定位探測器，提示高精度機械手，當放置位置不當時，系統(tǒng)報警，機械手抓取調整重放。
④水質處理問題因水用量較大，若水循環(huán)使用，切割后的含雜質水的處理問題。切割后的水擬采用分級沉淀、過濾，將其中的砂料、金屬屑除去后，經水離解裝置再處理，使其成為可循環(huán)用之水。
4結束語
廢舊單兵破甲彈高壓水多頭切割拆解是一種新型、安全高效、自動化程度高的方法。本文提出的單次多頭切割分解單兵破甲彈設計方案和對有關技術的分析，對現有破甲彈處理生產線改造具有一定的指導意義，對其它類別廢彈藥處理，也有很高的參考價值。——論文作者：羅同杰①LUOTong-jie;孫長穩(wěn)①SUNChang-wen;杜文勝②DUWen-sheng;趙運①ZHAOYun;孫世廷①SUNShi-ting;王海濤①WANGHai-tao
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