双基火药工艺设计.doc

《双基火药工艺设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《双基火药工艺设计.doc（9页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、双基火药工艺设计双基火药工艺设计摘要 双基发射药由瑞典著名化学家诺贝尔于1888年发明是现代武器的重要动力能源之一尤其在常规兵器中占重要地位。它的主要成分是硝化棉和硝化甘油此外还有附加助溶剂、塑化剂、燃烧稳定剂和催化剂等。它是黑火药、单基药之后出现的双基药中各组分的性能是决定火药性能的一个重要因素。火药的优越性能和质量取决于生产工艺的稳定性和先进性因此对双基药生产工艺设计具有十分重要的意义。 本设计结合国内外压伸机的研究成果及相关资料和双基发射药的工艺设计通过工艺方案的论证、选择、物料衡算、热量衡算、设备设计以及计算等方法对年产5000吨双基药压伸器的设计以及各个部件设计计算确定了设备型号、大

2、小、尺寸等。 关键词：双基火药；设备设计；压伸设备；工艺计算 前言 火药的出现、发展及其演变促进了武器的革新；武器的不断进步又给火药提出了新的要求。利用火药要在燃烧时产生的大量气体将具有杀伤能力的弹药发射到预定的目标因此火药也叫发射药。双基发射药是整个发射药中的一个品种。 火药对人类社会的文明进步对经济和科学文化的发展起了推动作用。 双基发射药是枪、炮和火箭发射药中的一个品种。它是黑火药、单基药之后出现的由瑞典著名化学家诺贝尔于1888年发明。双基药是硝化纤维素、硝化甘油、安定剂以及其它附加成分所组成。双基药中各组分的性能是决定火药性能的一个重要因素。根据火药中各组分所起的作用可将其分为粘结剂

3、溶剂、化学安定剂、其它附加成分。附加成分有钝感剂、消焰剂、燃烧催化剂和稳定剂、以及工艺附加剂等。 压伸的目的： 经过胶化具有一定可塑性的胶化药并没有完全改变硝化棉的疏松状态还必须在压伸工序在一定压力下经过过滤及压伸成型使溶剂和硝化棉进一步作用和塑化提高硝化棉大分子定向排列的程度压成所需要的形状及尺寸并具有一定的密度和足够的机械强度才能在膛内形成有规律性的燃烧。当发射药具有较高的密度时单位体积的能量才大因此压伸成型是单基发射药生产中的关键工序之一。 由于连续胶化机和螺旋机和螺旋挤压机的使用使溶剂和硝化棉的溶胀溶解作用比较充分在压伸机上可直接压成型扩大了压伸机的生产能力。 第1章 绪论 火炸药的

4、诞生已有千余年的历史但直到19世纪末叶还只有黑火药一个品种。黑火药为中国古代四大发明之一他开创了自供氧物系是高功率化学能运用的先驱并把武器由冷兵器发展成为热兵器。现代火炸药工业的形成是从19世纪后半期开始的。近百余年来火炸药成为现代武器、工业和交通建设、乃至太空运载工具所必须依靠的一种能源它与电能、原子能具有同等重大的意义对于推动社会前进起着非常重要的作用。 1.1设计的目的和意义 （1）设计目的 通过对双基火药的生产设计通过查阅国内外研究资料对双基发射药压伸工艺中螺旋压伸机的设计进行系统设计熟练掌握和运用化工设计、化工原理、火炸药等专业知识。 学会CAD设计图的绘制能够进行基本的设计计算,

5、包括化工厂设计、物料衡算与热量衡算。具有初步分析、排除故障的能力。学会利用数据进行数据分析了解误差产生原因及减少误差产生方法具有分析结果的能力。了解安全设计常识。 （2）设计意义 首先通过自身的实践设计使学生掌握化工设计的基本概念和化工厂设计的基本程序及内容。让学生从实际出发使学生加深巩固课堂所学知识增强实际应用能力培养技术型人才。 其次本着“知行合一、行胜格言”的教育理念加强实践环节的训练。 当今社会发展迅速对设计型人才需求大大提高如何掌握课堂知识并将其运用是当今教学的重中之重通过学生们自己动手自己调查自己设计可以调动学习的积极性让理论知识更加具体化学以致用。大大提高学习效率。 最后学生只有

6、通过足够的综合设计性实践培训使学生掌握科学理论知识获得一定的操作技能。并且培养学生观察问题、分析问题和处理实问题的能力。因此进一步加强化工设计能力是十分必要的。 第2章 双基火药制造工艺流程简介 双基药制造工艺流程中各工序及其顺序根据所制造的产品不同生产过程有所不同。但其基本环节非但相似而且是相同的。亦即制造双基药的基本原理是一样的。其基本流程如下： 原材料准备双基药药料制造（药料的吸收工艺 ）双基药料的连续加工和成型成型药柱的处理双基发射药的检验包装和贮存2.1原料准备双基发射药是难挥发性溶剂火药的一种它是由硝化纤维素、硝化甘油、化学安定剂、增塑剂、工艺附加物以及某些附加成分（如燃烧催化剂、

7、消焰剂等）所组成的多组分物质。为保证火药物理化学和弹道性能的一致性必须对所用原材料的技术规格要严格要求。例如对硝化纤维素的质量检验、硝化纤维素浆液浓度的控制和计量、二硝基甲苯和凡士林等的熔化和硝化甘油混合液的配制、燃烧稳定剂和燃烧催化剂的表面处理等。原材料准备的好坏直接关系到火药的性能和质量同时对火药药料是否具有良好的工艺性能也有很大影响。 2.2双基药药料制造（药料的吸收工艺 ）双基药药料制造是：将硝化纤维素投于水中在水中进行硝化甘油等溶剂（包括其他组分）、混同和熟化三个主要过程。 吸收的意义： （1） 为保证成品火药的弹道性能、物化性能和机械性能在各批药之间的差别最小就要求各组分的含量在规

8、定的误差范围内变动这个过程需要在吸收时完成。 （2） 为了使硝化棉具有热塑性必须加入溶剂和增速家。要使这些物质与硝化棉混合均匀主要依靠吸收来完成。 （3） 燃烧催化剂和稳定剂有的是亲水性有的是憎水性与硝化棉的亲和力很小要使这些固体附加物均匀分布在硝化棉的表面并且与硝化棉结合牢固必须将其进行表面处理然后加入药料中这个过程也需要在吸收时完成。 2.3药料的加工和成型 药料的加工与成型主要包括以下过程：药料的驱水与干燥、药料的塑化、药料的挤压成型。 药料加工是将已制备好的合格吸收药通过高温与挤压作用进行驱水和塑化。之后将基本塑化的药料借助一定形式的挤压设备（如螺旋挤压机）在一定的温度下通过一定的挤压

9、外力在经过所需形状的模具而给予已经塑化的药料以一定的几何形状从而满足以火炮、枪、火箭或导弹发动机对火药燃烧的要求。此时由分散状的、结构疏松的药料加工塑化成型而变为具有一定密度和一定形状、结构致密的均质火药。 2.4成型药柱的处理 药柱成型后在组成发射药值钱为满足其弹道性能的要求在工艺方面针对产品的尺寸、外观、质量、内部结构、配套等要求还必须进行后加工处理才能完成整个发射药装药制造过程。 双基药经塑化成型后还需要经过晾药与挑选、车药、包覆、组批与配套等过程。 2.5发射药的包装和贮存包装的意义：双基药的主要组分中硝化棉和固体附加物等有吸湿性容易从大气中吸收水分及有害气体如酸烟等所以必须用密封性良

10、好的金属方箱火半封闭式的木箱包装双基药才能保证装药在运输和贮存中的安定性和稳定的理化弹道性能。 装药应贮存在专用仓库内；露天场地只作暂时贮存；发射药装药在仓库里应分批堆成垛；仓库要自然通风预防潮湿；照明应用封闭式壁灯；装卸和装药的堆垛工作应特别小心不得极大和剧烈震动。 第3章 压伸设备的选择（一）影响螺旋压伸的因素分析 通过实践初步认为：影响螺旋压伸的主要因素有以下四个方面 药料的性质 工艺操作条件 螺杆主要参数的选择 药模集合尺寸的合理配置 这四个因素是紧密相连的若其中一个发生变化或选择不当都会影响螺旋压伸的正常工作并可能导致各种故障发生。下面着重叙述一下药料性质和温度的变化对螺旋压伸的影响

11、 1、 药料性质与工艺操作温度的变化对螺旋压伸的影响 压伸成型时药料与螺杆、药料与机筒、药料与模体表面摩擦系数以及药料分子之间的剪切对药料沿机筒向前移动起决定性作用。螺旋压伸过程中, 如果充满螺槽内的药料紧粘附在螺杆上, 并在机筒内表面自由滑动, 则药料与螺杆不会产生相对运动而必然是只随螺杆转动, 因此药料不向前推进。对于这种滑动和粘附程度取决于药料和摩擦系数, 而药料的摩擦系数是随着药料温度、机体温度和螺杆温度的微小改变而变化。 机筒和螺杆的温度稍降低几度时其药料的摩擦系数即可减小, 并能在机筒或螺杆上滑动。由于螺杆和机体温度不同, 当螺杆温度高于机体时, 药料有可能粘附着螺旋, 此时, 药料就会停止压出。 如果机筒与药料按触面之间摩擦力很小, 则药料将处于打滑状态而不产生推力。相反,若摩擦力很大, 则药料也同样不会前进。由此可见:为使药料在机筒内不产生旋转运动, 必须保证药料与机筒的摩擦力大于药料与螺杆的摩擦力, 相应的也要求药料与机筒的切向摩擦力大一点为好。 为增大药料与机筒的摩擦力, 往往采用下面两种方法。 （1）在机筒内表面开出纵向三角形沟槽； （2）提高机简温度。 另外, 采用降低螺杆温度和提高螺杆制造的表面光洁度同样可以减少药料与螺杆的摩擦力。 第 9 页 共 9 页