曹海慶，白冬龍，邱 碩

(65196 部隊(duì)，遼寧 鐵嶺 112609)

彈藥隨著儲(chǔ)存時(shí)間增加，超過(guò)使用儲(chǔ)存壽命的彈藥不斷增加，其儲(chǔ)存可靠性逐年下降，加之我軍武器裝備更新?lián)Q代，大量經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期貯存的彈藥已經(jīng)不能滿足我軍訓(xùn)練和戰(zhàn)備的要求，處于報(bào)廢狀態(tài);隨著我軍武器、裝備的發(fā)展，新的武器、彈藥不斷裝備部隊(duì)，舊的彈藥不斷被淘汰，這些處于報(bào)廢和被淘汰的彈藥要逐年進(jìn)行銷毀處理，而將彈帶從彈丸剝離是報(bào)廢彈藥處理作業(yè)中的一項(xiàng)必要程序［1-14］。

隨著報(bào)廢彈藥處理任務(wù)的不斷加大，每年要回收大量帶有彈帶的炮彈彈丸。對(duì)于彈丸彈帶，各報(bào)廢彈藥處理機(jī)構(gòu)幾十年來(lái)一直沿用的是人工剝離，這是一種典型的低效、高耗作業(yè)方式，不僅不利于節(jié)約成本以提高報(bào)廢彈藥處理的費(fèi)效比，而且還要造成剝離彈丸的大量堆積，給儲(chǔ)存與管理帶來(lái)很多不便。近年來(lái)，各銷毀機(jī)構(gòu)在實(shí)踐過(guò)程中先后發(fā)明出很多機(jī)器，但現(xiàn)尚不能達(dá)到自動(dòng)完全分離的目的，都不同程度存在能耗高、工作效率低等弊端。一是分離設(shè)備設(shè)計(jì)不科學(xué)。受方法手段影響，只能分離部分炮彈彈帶，難以適應(yīng)彈藥銷毀工作發(fā)展的要求;二是分離設(shè)備磨損嚴(yán)重、故障率高，分離刀具損壞快，頻繁更換專用工具，增加了處理成本，給分離工作帶來(lái)很多不便;三是分離設(shè)備效率低、能耗高，需要二次人工分離，工藝流程復(fù)雜。彈帶的分離是一項(xiàng)以利用品回收為主要目的作業(yè)，在具體操作過(guò)程中必須考慮經(jīng)濟(jì)性。為此，通過(guò)查閱大量資料并結(jié)合各報(bào)廢彈藥處理銷毀機(jī)構(gòu)實(shí)踐，設(shè)計(jì)一種炮彈彈帶分離機(jī)，運(yùn)用液壓旋切削技術(shù)，通過(guò)理論計(jì)算、大量試驗(yàn)和安全檢驗(yàn)，結(jié)合彈帶分離的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，保證了彈帶剝離過(guò)程的穩(wěn)定性和安全性，設(shè)計(jì)出安全、高效、節(jié)能、自動(dòng)化程度高的彈帶分離裝置，解決作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作效率低、剝離不徹底、安全隱患多的問(wèn)題，提高報(bào)廢彈藥處理工作效率和廢舊金屬的回收率。

1 設(shè)計(jì)應(yīng)用

全自動(dòng)彈帶剝離機(jī)是一種把報(bào)廢彈丸上的彈帶全自動(dòng)剝離下來(lái)，分別回收利用的專用機(jī)具設(shè)備。炮彈彈帶分離機(jī)，主要用于炮彈彈丸彈帶分離的專用液壓機(jī)床，采用電接點(diǎn)壓力表、時(shí)間繼電器和行程開(kāi)關(guān)，對(duì)某一種彈帶一次調(diào)整設(shè)置后全程自動(dòng)控制，提高了報(bào)廢彈藥彈丸彈帶剝離作業(yè)的自動(dòng)化水平，具有結(jié)構(gòu)合理、性能可靠、工作效率高等特點(diǎn)。

本設(shè)備依靠機(jī)械力來(lái)實(shí)現(xiàn)彈丸與彈帶的剝離。根據(jù)不同口徑和高度的炮彈彈頭更換錐齒盤(pán)、刀具;采用結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，大大提高工作效率。

1.1 技術(shù)方案

根據(jù)彈帶結(jié)構(gòu)，先在彈帶兩側(cè)沖壓出開(kāi)口，然后壓住開(kāi)口彈帶處一端，自動(dòng)旋轉(zhuǎn)彈丸180°，沖壓刀再次移動(dòng)到開(kāi)口處，執(zhí)行機(jī)構(gòu)帶動(dòng)彈丸旋轉(zhuǎn)360°使彈帶剝離。使用本設(shè)備可以節(jié)省大量人力，降低操作人員安全隱患。另外，加工時(shí)不損傷彈體，保持彈帶的完整性。

通過(guò)對(duì)不同口徑彈丸彈帶結(jié)構(gòu)分析和大量實(shí)驗(yàn)，證明采用全自動(dòng)機(jī)械手段是可以實(shí)現(xiàn)對(duì)彈帶的徹底分離。因此，需要通過(guò)科學(xué)的理論計(jì)算和大量的試驗(yàn)，研制設(shè)計(jì)一種集安全性、穩(wěn)定性、連續(xù)性、高效性為一體的彈帶分離設(shè)備。通過(guò)考查和資料的檢索，需要解決彈丸定位卡緊、氣動(dòng)沖壓、刀具材料、自動(dòng)上下料、適用于不同口徑和控制系統(tǒng)等關(guān)鍵問(wèn)題，設(shè)計(jì)制造出結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)用高效、具有技術(shù)含量高、機(jī)械性能好、維護(hù)方便等特點(diǎn)的裝備。

1.2 結(jié)構(gòu)組成

炮彈彈帶分離機(jī)采用模塊式結(jié)構(gòu)，主要由液壓系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、散熱系統(tǒng)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、剝離機(jī)構(gòu)、項(xiàng)緊機(jī)構(gòu)、床身及工作臺(tái)等組成，如圖1 所示。

1)液壓系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)主要由防爆電機(jī)、液壓齒輪泵、電磁換向閥、安全閥、調(diào)壓閥、液壓馬達(dá)、回轉(zhuǎn)油缸、壓力表、液壓油箱等組成，如圖2 所示。

圖1 液壓剝離機(jī)立體結(jié)構(gòu)

圖2 液壓系統(tǒng)

2)電氣系統(tǒng)。電氣控制系統(tǒng)主要由控制柜、電接點(diǎn)壓力表、接觸器、過(guò)載保護(hù)器、行程開(kāi)關(guān)、時(shí)間繼電器、壓力傳感器、工作指示燈、電源開(kāi)關(guān)等組成。

電氣控制部分的核心器件是可編程序控制器，它用于指揮整機(jī)按編制程序自動(dòng)運(yùn)行。指令開(kāi)關(guān)組首先預(yù)設(shè)彈/雙彈帶選擇、自動(dòng)/手動(dòng)選擇、分步加工/連續(xù)加工選擇;開(kāi)始與結(jié)束按鈕控制設(shè)備的起停。各種傳感器部分:各種傳感器是機(jī)器的感覺(jué)器官，用于監(jiān)測(cè)氣源壓力、主軸轉(zhuǎn)動(dòng)角度、氣缸運(yùn)動(dòng)位置等等?？删幊绦蚩刂破鞲鶕?jù)指令開(kāi)關(guān)和各種傳感器的狀態(tài)指揮整機(jī)按編制程序自動(dòng)運(yùn)行。狀態(tài)指示燈用來(lái)監(jiān)測(cè)設(shè)備各部位的工作情況。

3)散熱系統(tǒng)。散熱系統(tǒng)主要由散熱器、散熱風(fēng)扇等組成。

4)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要由主動(dòng)齒輪、從動(dòng)齒輪、二級(jí)主動(dòng)齒輪、二級(jí)從動(dòng)齒輪、傳動(dòng)軸等組成。

5)剝離機(jī)構(gòu)。剝離機(jī)構(gòu)主要由車刀、刀架、刀架調(diào)整板、滑道、調(diào)整墊塊等組成。

6)頂緊機(jī)構(gòu)。頂緊機(jī)構(gòu)主要由頂尖、頂尖座、頂尖套桿、滑道等組成。

7)床身及工作臺(tái)。

1.3 工作原理

設(shè)備基本工作原理如圖3 所示。根據(jù)彈種不同，調(diào)整更換卡具、刀具后，接通電源，啟動(dòng)液壓系統(tǒng)，各工作執(zhí)行裝置自動(dòng)復(fù)位回到原點(diǎn)，將彈丸放于工作位置，啟動(dòng)運(yùn)行開(kāi)關(guān)，頂尖向前運(yùn)動(dòng)，頂尖與彈丸口部接觸帶動(dòng)彈丸向前移動(dòng)，移動(dòng)至彈丸底部與錐齒卡盤(pán)內(nèi)齒咬合，當(dāng)頂尖壓力達(dá)到預(yù)定壓力時(shí)，電接點(diǎn)壓力表工作，控制頂尖停止前行的同時(shí)啟動(dòng)液壓馬達(dá)電磁閥，液壓馬達(dá)通過(guò)二級(jí)減速齒輪后，經(jīng)主軸帶動(dòng)錐齒卡盤(pán)旋轉(zhuǎn)，錐齒卡盤(pán)旋轉(zhuǎn)同時(shí)車刀油缸向上運(yùn)行，錐齒卡盤(pán)卡住彈丸旋轉(zhuǎn)，彈丸邊旋轉(zhuǎn)車刀相應(yīng)的上行，當(dāng)車刀與彈帶接觸時(shí)，車刀以切削的形式切入到彈帶與彈體結(jié)合處，車刀刀尖上行至彈丸徑心處時(shí)自動(dòng)停止(自動(dòng)停止以行程開(kāi)關(guān)控制)，錐齒盤(pán)帶動(dòng)彈丸繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，此時(shí)彈丸、彈帶、車刀三者之間形成楔子狀態(tài)，彈丸旋轉(zhuǎn)時(shí)在車刀的作用下使彈帶成卷形狀態(tài)與彈丸分離，液壓馬達(dá)受時(shí)間繼電器控制自動(dòng)停止，此時(shí)車刀油缸向下運(yùn)行，頂尖后退復(fù)位，一個(gè)工作循環(huán)完成。

圖3 基本原理

由人工把待加工的彈體按照規(guī)定方向擺放在傾斜料盤(pán)上，彈體在擋料板的作用下自由滾落到托架上，然后尾架把彈體頂入三爪卡盤(pán)，卡盤(pán)自動(dòng)卡緊彈體。工作刀進(jìn)給把彈帶剪斷，主軸開(kāi)始帶動(dòng)彈體旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)過(guò)大約300°后，主軸開(kāi)始低速反轉(zhuǎn)30°，同時(shí)銑頭進(jìn)給銑掉約30°弧長(zhǎng)的一側(cè)燕尾，接著主軸再著正轉(zhuǎn)約100°，直至把彈帶完全剝離。位移氣缸帶動(dòng)刀架第二道彈帶處，完畢后，松開(kāi)卡盤(pán)和尾架，下料氣缸釋放，彈體沿滑道滑出，完成一發(fā)炮彈彈帶的加工。

1.4 主要技術(shù)性能指標(biāo)

炮彈彈帶分離機(jī)，主要用于剝離裝藥倒空彈丸的彈帶。①機(jī)床運(yùn)行均由電接點(diǎn)壓力表、時(shí)間繼電器和行程開(kāi)關(guān)控制，對(duì)某一種彈帶一次調(diào)整設(shè)置更換卡具后可全程自動(dòng)控制工作，具有結(jié)構(gòu)合理、性能可靠、適應(yīng)剝離彈帶種類多、工作效率高等特點(diǎn)。②運(yùn)用自動(dòng)液壓控制技術(shù)，靠機(jī)械力來(lái)實(shí)現(xiàn)彈丸與彈帶的剝離，根據(jù)不同口徑和高度的炮彈彈頭更換錐齒盤(pán)、刀具;采用結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，大大提高工作效率和工作安全性。適用于各軍區(qū)彈藥銷毀站、工廠等單位，可對(duì)50 ～160 mm 所有彈丸彈帶的剝離工作。③該設(shè)備采用模塊式結(jié)構(gòu)主要由液壓系統(tǒng)、電氣控制系統(tǒng)、散熱系統(tǒng)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、剝離機(jī)構(gòu)、頂緊機(jī)構(gòu)、床身及工作臺(tái)等，具有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新穎，操作簡(jiǎn)便，運(yùn)行可靠，實(shí)用性強(qiáng)等特點(diǎn)。

該設(shè)備采用全液壓動(dòng)力源，液壓方式工作平穩(wěn)，運(yùn)行可靠，動(dòng)力強(qiáng)勁。在作業(yè)方法設(shè)計(jì)上較以往有了很大的提升。①動(dòng)力選擇上，采用雙連液壓齒輪泵，頂尖與馬達(dá)需要小噸位大流量，車刀油缸需要小流量大噸位，合理配備油泵。②車刀切削角度選擇，原理是根據(jù)車床工作的方法轉(zhuǎn)變而來(lái)的，但是彈帶為銅，質(zhì)量弱，不易車削，所以車刀采用白鋼材質(zhì)，工作時(shí)一次切削到底，使彈帶分離更加徹底快捷。③頂緊機(jī)構(gòu)，根據(jù)彈丸底部錐型的特點(diǎn)，每種彈丸都有(8 ～11)°的錐角，按照彈種加工設(shè)計(jì)帶有相應(yīng)錐度的內(nèi)齒卡盤(pán)，當(dāng)頂尖運(yùn)動(dòng)時(shí)，彈丸錐形底部正好與卡盤(pán)內(nèi)齒相結(jié)合卡緊，這樣的設(shè)計(jì)方式優(yōu)點(diǎn)在于卡緊度強(qiáng)，頂緊后工作時(shí)沒(méi)有松動(dòng)的情況，作業(yè)方便快捷。

主要技術(shù)性能指標(biāo)

工作環(huán)境:-5℃～35℃;

工作電源:三相380 V;

電機(jī)功率:7.5 kW;

主油泵壓力:24 MPa;

副油泵壓力:14 MPa;

平均無(wú)故障工作時(shí)間:≥300 h;

連續(xù)工作時(shí)間:≥8 h;

工作效率:2 發(fā)/min;

剝離對(duì)象:50 ～160 mm 口徑內(nèi)彈藥彈丸。

2 主要技術(shù)進(jìn)步點(diǎn)

采用白鋼雙刀具，運(yùn)用液壓動(dòng)力技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了雙彈帶一次性切削剝離，提高作業(yè)效率，降低刀具磨損度;通過(guò)更換錐齒盤(pán)、刀具模塊，解決了一次性完全分離彈帶的難題，還可實(shí)現(xiàn)多彈種不同口徑的剝離工作。主要用于炮彈彈丸彈帶剝離的專用液壓床，采用電接點(diǎn)壓力表、時(shí)間繼電器和行程開(kāi)關(guān)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)某一種彈帶一次調(diào)整設(shè)置后全程自動(dòng)控制，有效提高了報(bào)廢彈藥彈丸彈帶剝離作業(yè)的自動(dòng)化水具有結(jié)構(gòu)合理、性能可靠、適應(yīng)剝離彈帶種類多、工作效率高等特點(diǎn)。

1)該項(xiàng)目采用液壓旋切削的方法，運(yùn)用液壓動(dòng)力技術(shù)，有效解決了一次性完全分離彈帶的難題。

2)該項(xiàng)目采用白鋼雙刀具，實(shí)現(xiàn)了雙彈帶一次性切削剝離，提高作業(yè)效率近6 倍，刀具磨損度降低80%;通過(guò)更換錐齒盤(pán)、刀具模塊，還可實(shí)現(xiàn)多彈種不同口徑的剝離工作。

3)該項(xiàng)目采用電接點(diǎn)壓力表、時(shí)間繼電器和行程開(kāi)關(guān)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)某一種彈帶一次調(diào)整設(shè)置后全程自動(dòng)控制。有效提高了報(bào)廢彈藥彈丸彈帶剝離作業(yè)的自動(dòng)化水平。

3 推廣應(yīng)用前景

彈帶分離機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，實(shí)用性強(qiáng)，穩(wěn)定可靠，具有良好的實(shí)用性和可維護(hù)性，較好滿足了部隊(duì)彈藥銷毀中廢口回收利用的需要，達(dá)到軍內(nèi)同行業(yè)領(lǐng)先水平，具有較大的軍事、經(jīng)濟(jì)效益和推廣應(yīng)用前景。該設(shè)備的研制和應(yīng)用，使我軍在報(bào)廢彈藥處理水平上又有了一個(gè)很大的提高，不僅減少了剝離現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人數(shù)，降低作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率，節(jié)省了人力成本，而且操作簡(jiǎn)單方便，易于學(xué)習(xí)掌握，減少了人員培訓(xùn)周期，從而產(chǎn)生了可觀的軍事和經(jīng)濟(jì)效益，具有較高的推廣應(yīng)用價(jià)值。其效益主要是在以下方面:

1)社會(huì)效益。該設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新穎，操作簡(jiǎn)便，實(shí)用性強(qiáng)，工作性能安全可靠，操作簡(jiǎn)單方便，操作方法易于學(xué)習(xí)掌握，維修方便，減輕操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少勞動(dòng)力，對(duì)我軍報(bào)廢彈藥銷毀工作，將起到很大的推動(dòng)作用，總體技術(shù)居同行業(yè)領(lǐng)先水平，具有很好的社會(huì)效益。

2)軍事效益。該設(shè)備的研制和應(yīng)用，填補(bǔ)了我軍沒(méi)有系統(tǒng)、科學(xué)、高效、連續(xù)的彈帶分離設(shè)備的空白，克服了以往工作效率低、處理方法不科學(xué)、浪費(fèi)時(shí)間和人力等缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了彈帶的自動(dòng)分離，既提高了工作效率，又極大增加了銷毀作業(yè)安全性，對(duì)加快我軍實(shí)現(xiàn)正規(guī)化、現(xiàn)代化建設(shè)，適應(yīng)未來(lái)彈藥銷毀工作提出的新要求具有十分重要的軍事意義。

3)經(jīng)濟(jì)效益。采用炮彈彈帶分離機(jī)能夠安全高效地完成炮彈彈帶的剝離作業(yè)，同時(shí)節(jié)約大量能源，工藝簡(jiǎn)單，易于操作，減輕勞動(dòng)力，能夠滿足廢回收需求。

［1］呂琦華，劉祿勝，劉一粟.催淚彈藥劑銷毀可行性方法選擇［J］.四川兵工學(xué)報(bào)，2012，33（2）:23-25.

［2］章克凌，徐春.廢舊航、炮彈的辨識(shí)與銷毀當(dāng)量估算［J］.爆破，2005（1）:17-21.

［3］袁紹國(guó)，張富貴，張培瑞.包頭市廢舊雷彈的爆破銷毀［J］.工程爆破，2000，6（4）:87-90.

［4］劉敏，范志和，王偉，等.海軍干擾彈的銷毀方法［J］.四川兵工學(xué)報(bào)，2011，32（4）:17-19.

［5］楊軍，蘇平，李萍.誘爆銷毀廢舊炮（航）彈的爆破設(shè)計(jì)及組織實(shí)施［J］.工程爆破，2005，11（4）:83-87.

［6］瞿新富，應(yīng)安明，許晨昱，等.淺論廢彈藥銷毀過(guò)程中的安全問(wèn)題及對(duì)策［J］. 四川兵工學(xué)報(bào)，2002，23（4）:36-37.

［7］朱紹武，謝先啟，羅啟軍.炮（航）彈及過(guò)期爆破器材銷毀研究與實(shí)踐［J］.爆破，2001，6（2）:87-89.

［8］張杰，高毓山.銷毀廢炸彈的設(shè)計(jì)與組織實(shí)施［J］.本鋼技術(shù)，2008（2）:1-3.

［9］高毓山，楊軍，張敢生.一次爆炸法銷毀廢舊炮彈的設(shè)計(jì)及組織實(shí)施［J］.爆破，2008，25（2）:66-68.

［10］萬(wàn)濤.大批量炸藥和廢舊彈藥銷毀實(shí)踐［J］.爆破，2009，26（2）:80-82.

［11］羅龍均，李良春，張易，等.報(bào)廢武器裝備銷毀技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展綜述［J］.裝備環(huán)境工程，2012（3）: 78-81.

［12］劉萬(wàn)波，曹海慶，胡大治.紅外測(cè)溫技術(shù)在底排裝置測(cè)試系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］. 四川兵工學(xué)報(bào)，2011，32（5）: 111-112.

［13］曹海慶，白冬龍，邱碩.槍彈彈丸被甲剝離機(jī)的設(shè)計(jì)應(yīng)用［J］.四川兵工學(xué)報(bào)，2013，34（4）:36-38.

［14］夏福君，宋桂飛，肖東勝.報(bào)廢彈藥綠色無(wú)害化處理技術(shù)發(fā)展思路探討［J］.兵工自動(dòng)化，2011，30（5）:94-96.