Читайте также:
|
Широкая номенклатура боеприпасов, различие в калибрах, рецептурах взрывчатых веществ (ВВ), методах снаряжения и условиях хранения обусловили многообразие проводимых поисковых и прикладных НИР
по разработке высокопроизводительных и безопасных способов разделения боеприпасов (БП) на составные элементы и их последующей переработки. В общей сложности должно быть утилизировано более пятисот типов БП, содержащих несколько десятков рецептур ВВ, в их числе боеприпасы выпуска 1946-60 гг. Одной из ключевых операций технологического цикла утилизации БП после отделения взрывателя является извлечение ВВ разрывного заряда (РЗ) из корпуса снаряда (расснаряжение). Выбор оптимального способа извлечения ВВ зависит от вида и калибра БП, его конструктивных и технологических особенностей, типа ВВ и его физико-химических свойств, а также от технических и экономических возможностей предприятий, осуществляющих утилизацию.
Снаряжение гексогеносодержащими ВВ осколочно-фугасных снарядов различного калибра производится в основном раздельно-шашечным способом и прессованием в корпус (в том числе порционным прессованием в корпус с поднутрением). Из известных способов расснаряжения для снарядов с раздельно шашечным снаряжением составами типа A-IX-2 (в основном малого калибра — до 57 мм) на базах утилизации успешно используется метод извлечения шашек выпариванием.
Как показал опыт, для ряда изделий малого калибра из-за неоднообразия заполнения зазора между РЗ и корпусом расплавленной мастикой процесс извлечения шашек недостаточно стабилен. Для снарядов среднего и крупного калибра с прессованными неплавкими зарядами достаточно отработанным методом расснаряжения является метод гидровымывания, сочетаемый при необходимости с гидрорезкой корпуса водяной струей с абразивом.
Методы низко- и высокооборотного центрифугирования, а также вытачивания (высверливания), изучаемые в МГТУ, позволяют получать порошки и шашки взрывчатых веществ в сухом виде, что обеспечивает высокую энергетическую эффективность и рентабельность процесса.
В МГТУ проводятся исследования по разработке сухих методов извлечения зарядов ВВ из корпусов БП (представленные, в частности, работам [1...4]). Имеются ввиду методы, позволяющие получать извлекаемые порошки и шашки ВВ в сухом вид без использования специально организованных от раций сушки. К ним относятся методы низко- к высокооборотного центрифугирования, а также утилизационного вытачивания (высверливания), предложенные в МГТУ.
При низкооборотном центрифугировании изделия устанавливаются в кассетах-улавливателях ВВ во вращающемся роторе, движение которого позволят создать длительно действующие перегрузки, достаточные для извлечения РЗ из каморы. Необходимость такой установки обусловлена тем, что в некоторых изделиях с составным F мастика после расплавления при простейшем способе выпаривания может заполнить весь зазор между Е и корпусом, и веса придонного фрагмента ВВ окажется недостаточно для преодоления силы атмосферного давления и выпадения из корпуса. Для нарушения равновесного положения РЗ в каморе необходимы либо дополнительные вибрационные воздействия, обеспечивающие разрушение сплошности слоя расплавленной мастики и проникания атмосферного воздуха в зазор между ВВ и дном каморы, либо значительные перегрузки, определяемые соотношением массы РЗ или его составной части и поверхности. Устройства с прямолинейным движением изделий создания перегрузок, обеспечивающих стабильное извлечение РЗ, по сравнению с центрифугирующими установками менее компактны. Разупрочняющий подогрев мастики, скрепляющей РЗ с корпусом изделия, в лабораторных условиях осуществлялся воздухом, водой или паром. В опытном модуле центрифугирования реализован нагрев паром изделий, noi щенных в кассеты в роторе установки. Запаса те! в шашках РЗ хватает для их высыхания при ее ственном охлаждении после извлече ния из снаряда.
На основании проведенных в МГТУ исследований совместно с акционерным обществом "Молния М", руководимым С.А. Петровским, был разработан и изготовлен опытный образец модуля низкооборотного центрифугирования. Он имеет габаритные размеры 1500x1200x1200 мм и массу 500 кг и позволяет расснаряжать от 24 до 180 снарядов калибром от 57 до 23 мм соответственно.
Время одного рабочего цикла — прогрева паром и разгона с последующим торможением ротора со снарядами — составляет 6 минут.
Испытания, проведенные в Красноармейском НИИ механизации, показали, что модуль центрифугирования целесообразно использовать как вспомогательную установку для трудноизвлекаемых зарядов в сочетании с устройствами выпаривания без перегрузок. Сочетание разогрева с перегрузками центрифугирования обеспечивает удаление с поверхности корпуса снаряда осалки и остатков мастики. Выявленные недостатки установки связаны с требованиями мобильности, а также полного гарантированного извлечения составных зарядов из всего диапазона калибров 23...57 мм. В перспективе представляется возможным создание на основе используемых в промышленности установок универсального модуля центрифугирования для раздельного либо совмещенного Выполнения различных операций: извлечения зарядов, снятия осалки, мастики и т.д.
Как показали работы на лабораторных установках, высоко-оборотное центри-фугирование, позволяет извлекать запрессованное ВВ даже из камор с поднут-рением, так как при этом осуществляется послойное разрывание РЗ с измель-чением его фрагментов до пылеобразного состояния, в котором оно перетекает через очко снаряда. Однако для достижения необходимых перегрузок требуется разгонять ротор со снарядами до частоты вращения более 250 с1, что при неизбежных дисбалансах при извлечении зарядов катастрофически снижает ресурс подшипниковых опор. Кроме того, центрифугирование при этом становится неэффективным в энергетическом отношении, из-за необходимости сообщения массе корпуса снаряда большой кинетической энергии. Наличие
изделий с модифицированным составом РЗ, делающим необходимым использование еще большей частоты вращения ротора, послужило причиной отказа от продолжения работ в этом направлении.
Рис.1 Принципиальная схема лабораторной установки вытачивания ВВ из вертикально расположенных изделий.
1— привод вращения снаряда с частотой n; 2 — снаряд; 3 — извлекающий инструмент; 4 — привод подачи S и создания отжимающего момента М извлекающего инструмента; 5 — нагнетатель воздуха для продувки каморы; 6 — накопитель продукта вытачивания; 7 — промежуточный накопитель; 8 — циклон; 9 — фильтр тонкой очистки; 10 — вентиляционная установка.
Стремление к снижению опасности и непроизводительных затрат энергии на разгон корпуса снаряда и его нагрев (для прогрева и разупрочнения мастики и РЗ) привело к разработке способа извлечения РЗ, называемого вытачиванием (высверливанием). Метод вытачивания, особенно в режимах, приводящих к выламыванию или сколу сравнительно крупных частиц ВВ, его энергоемкости является наиболее предпочтительным, так как энергия тратится на ослабление и разрыв межмолекулярных связей лишь в локальных, дискретно распределенных зонах хрупкого разрушения, а не в однородно рассредоточенной зоне по всему РЗ. В этом случае термин" вытачивание" становится уже условным, так как процесс извлечения ВВ вырождается при больших подачах в непрерывное скалывание или выкрашивание РЗ в окрестности рабочих кромок извлекающего инструмента, которые уже нельзя назвать режущими. При этом возможно извлечение ВВ из поднутрения каморы без контакта со стенкой снаряда.
На рис.1 и рис.2 показаны принципиальные схемы двух лабораторных установок извлечения ВВ вытачиванием. Установка, показанная на рис.1, предназначена для расснаряжения снарядов калибра 30мм с ВВ типа A-IX-2. В камору установленного очком вниз и вращаемого снаряда подается прижимаемый к стенке корпуса инструмент, снабженный каналом для подачи воздуха. Под действием собственного веса извлекаемое ВВ опускается через очко в приемное приспособление и уносится прокачиваемым потоком воздуха в систему очистки (циклон и фильтр). Подача воздуха через державку инструмента необходима для удаления со стенок каморы слоя пыли, не выпадающей под собственным весом, но стряхиваемой легкими ударами по корпусу снаряда.
В результате расчетных и экспериментальных исследований показана возможность для снарядов с каморами диаметром до 30 мм, заполненных A-IX-2, пристенного вытачивания, при котором за счет определенных усилий упругого прижатия инструмента в боковом направлении осуществляется полное очищение каморы от ВВ без искрообразования на фрикционных поверхностях и без разогрева последних до температур выше 120°С с машинным временем на снаряд приблизительно 1 мин.
Для выполнения эскизного проекта и разработки конструкции (чертежей общего вида) установки утилизационного вытачивания были привлечены конструкторы отрасли. Модуль "утилизационного" вытачивания в соответствии с эскизным проектом имеет габаритные размеры 2300x390x1170мм. Он предназначен для одновременной обработки пяти снарядов калибра 30 мм и адаптирован к системе автоматизированной загрузки при работе в стандартной бронекамере.
Сравнительный анализ энергоемкости метода вытачивания показал его высокую эффективность, особенно в сравнении с выплавлением. Это дает основания для распространения метода вытачивания (высверливания) на снаряды и мины калибра 82...120 мм, снаряженные аммотолом (АМТ) или смесью тротила с динитронафталином (ТД). Кроме снижения энергоемкости метод вытачивания улучшает экологичность цикла по сравнению с методом вымывания водой аммо-тольных ВВ и дает возможность получать продукт, непосредственно готовый к употреблению как промышленное ВВ (ТД и аммотолы).
Для изучения возможности распространения метода вытачивания на изделия среднего калибра были проведены экспериментально-теоретические исследования механического поведения элементов извлекающего инструмента и РЗ. Эти исследования совместно с [3] показали, что для достижения приемлемой произво-дительности (порядка 10 минут на изделие) безопасного извлечения ВВ из мин (а возможно, и снарядов) с каморой диаметром более 40...50 мм целесообразно использовать метод комбинированного извлечения ВВ с предварительной выборкой центрального канала без касания инструмента с каморой. Это обусловлено тем, что при больших калибрах усилия и скорости резания, необходимые для полного очищения каморы за один проход, уже приводят к искрообразованию и опасным разогревам на фрикционных поверхностях, регистрируемым и измеряемым экспериментально.
Рис .2 Принципиальная схема лабораторной установки исследования вытачивания ВВ на горизонтально расположенных изделий среднего калибра.
1 — привод вращения с регулируемой частотой п; 2 — изделие (макет изделия с ВВ); 3 — привод подачи и момента отжима полой штанги резца с регулируемыми параметрами S и М; 4 — фильтр тонкой очистки; 5 — циклон; 6 — накопитель продукта вытачивания; 7 — вентиляционная установка.
Установка, показанная на рис.2, предназначена для расcнаряжения боепри-пасов и макетов среднего калибра, в частности, минометных мин калибра 82 мм. Ее особенностью является горизонтальное расположение вращающегося боепри-паса, позволяющее использовать более эффективное устройство продувки каморы для выноса извлекаемого ВВ. На этой установке были проведены опыты рассна-ряжения макетов литых зарядов ТГ-40.
Одной из особенностей артиллерийских снарядов и мин среднего и крупного калибра является наличие значительных неровностей на поверхности каморы. При переходе от снарядов калибра 30 мм с относительно гладкими каморами на более крупные калибры эта особенность может существенно осложнить процесс извлечения ВВ методом пристенного вытачивания (повышенное искрообразова-ние, заклинивание и возможная поломка инструмента). В этой ситуации одним из решений является извлечение заряда с оставлением пристенного слоя, гарантии-рующего отсутствие касания инструментом стенки корпуса боеприпаса. При этом окончательная очистка каморы достигается отжиганием остатков ВВ, или, при наличии у шнекованных зарядов низкоплотного пристенного слоя, механическим удалением инструментами типа щеток или гидровымыванием. Процесс отжига-ния существенного пристенного слоя позволяет снизить температуру по сравне-нию с отжигом пыли, однако сопровождается выделением более токсичных продуктов
Дата добавления: 2015-09-11; просмотров: 19 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |