СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И СБОРКИ ЗАРЯДОВ ВЗРЫВЧАТЫХ ВЕЩЕСТВ
METHOD FOR MANUFACTURING AND ASSEMBLY OF EXPLOSIVE CHARGES

Изобретение относится к способам обработки взрывчатых веществ (ВВ) и может быть использовано при изготовлении взрывных устройств, например кумулятивных зарядов.
Задачей, стоящей в данной области техники, является повышение точности изготовления и сборки заряда ВВ сложной конфигурации, например, кумулятивных зарядов при одновременном уменьшении трудоемкости изготовления и повышении безопасности.
7
Из предшествующего уровня техники известны решения данной задачи. Так известен способ изготовления и сборки зарядов ВВ (патент РФ «Способ сборки кумулятивного заряда и пресс-инструмент для его осуществления» RU №2237850, МПК F42В 1/036, опубликован 10.10.2004), согласно которому сначала формируют заготовки из ВВ путем засыпки взрывчатого состава в корпус заряда, жестко зафиксированный в матрице пресс-форм, затем осуществляют прессование путем передачи усилия на поддон и поддон перемещают навстречу пуансона, таким образом осуществляют двухстороннее осевое прессование заряда взрывчатого вещества в корпус. Пресс-инструмент для изготовления заряда ВВ включает в себя матрицу, поддон и пуансон, между которыми установлен узел передачи усилия на поддон, выполненный составным и, по крайней мере, из двух подвижных и одной неподвижной части.
Известные способ и устройство позволяют изготавливать заряды ВВ сложной конфигурации посредством соединения заряда ВВ с корпусом и облицовкой, однако имеют ряд существенных недостатков.
Наличие подвижно сопрягаемых соединений между пуансоном и направляющей, поддоном и направляющей, корпусом и пуансоном, корпусом и поддоном приводит к несоосности расположения кумулятивной выемки (облицовки) относительно профиля верхнего торца, определяющего расположение промежуточного заряда, что, в свою очередь, вызывает снижение основной рабочей характеристики кумулятивных зарядов. Кроме того, при данном способе сборки облицовка заряда испытывает большие нагрузки и частично деформируется, что также приводит к снижению рабочих характеристик. Следует также отметить, что наличие большого количества зазоров в сопрягаемых элементах пресс-формы и корпуса заряда создает условия для образования в них затеков ВВ и последующего их истирания, что, с одной стороны, повышает опасность процесса прессования, а с другой, приводит к износу пресс-инструмента.
7
В качестве прототипа к заявленному способу, как наиболее близкого по решаемой задаче и количеству сходных признаков, выбран способ изготовления и сборки зарядов ВВ, известный из описания к патенту №2301787, МПК С06В 21/00, опубликованный 27.06.2007. «Способ и устройство изготовления зарядов взрывчатых веществ».
Способ изготовления и сборки зарядов взрывчатых веществ включает в себя формирование заготовки из взрывчатого вещества до плотности 60-90% от теоретически максимально достижимой и при этом одновременное соединение ее с облицовкой с использованием элементов пресс-формы для жесткого прессования, последующее заключение заготовки вместе с поддоном в герметичный объем, образованный эластичным элементом в виде оболочки и формообразующими элементами, с последующим размещением в камере высокого давления и обжатием по боковой поверхности давлением жидкости или газа. В качестве формообразующих элементов используют стакан и крышку, посредством которых заготовку жестко фиксируют по торцевым поверхностям. При этом герметичный объем вакуумируют. После обжатия осуществляют механическую обработку боковой поверхности заготовки, состыковку с промежуточным зарядом взрывчатого вещества и сборку с корпусом, в дне которого предварительно выполняют посадочное место под промежуточный заряд.
Недостатком данного способа является то, что прессование заряда осуществляется в специальном устройстве, обеспечивающем придание заданной геометрической формы заряду только с торцевых поверхностей заряда. Для придания заданных геометрических размеров заряда по боковой поверхности требуется специальное оборудование для механической обработки, что снижает безопасность процесса и увеличивает трудоемкость. Следует также отнести к недостатку, что точность сборки при данном способе изготовления будет определяться допусками посадочных поверхностей корпуса и заготовки. Другим недостатком является необходимость вакуумирования герметичной полости устройства для прессования заряда взрывчатого вещества, что также повышает трудоемкость изготовления заряда и усложняет конструкцию устройства для его прессования.
Технический результат, который может быть достигнут при использовании заявляемого изобретения, состоит в повышении точности сборки заряда ВВ, а также безопасности и технологичности его изготовления путем исключения ряда операций (механической обработки, вклеивание заготовки в корпус и облицовки в заряд), и обеспечении возможности прессования за один цикл группы зарядов ВВ.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в способе изготовления и сборки зарядов взрывчатых веществ, включающем прессование заготовки из взрывчатого вещества путем приложения усилия со стороны одного из ее торцов, заключение заготовки в герметичный объем, который образуют с помощью формообразующего элемента и эластичной оболочки, обжатие в камере высокого давления и сборку с предварительно изготовленным корпусом, сборку заряда с корпусом осуществляют одновременно с обжатием заготовки в камере высокого давления, используя в качестве формообразующего элемента предварительно изготовленный корпус, при этом заготовку в корпус устанавливают торцом, со стороны которого прикладывали усилие прессования, со стороны дна корпуса, а эластичную оболочку с противоположной стороны и с этой же стороны осуществляют обжатие, причем эластичный элемент либо надевают на корпус, либо устанавливают в корпус. При этом при установке эластичной оболочки в корпус ее выполняют в виде усеченного корпуса.
При необходимости выполнения в корпусе посадочного места для размещения промежуточного заряда в виде сквозного отверстия на дно корпуса перед обжатием заготовки надевают дополнительную эластичную оболочку.
При изготовлении заряда с профильным торцом между ним и эластичной оболочкой устанавливают вкладыш соответствующей формы.
Одновременное обжатие заготовки и соединение ее с корпусом в камере высокого давления позволяет исключить радиальные напряжения и деформации в корпусе, имеющие место при прессовании в жесткой пресс-форме за счет наличия зазоров между корпусом и пресс-инструментом и, следовательно, повышает технологичность, безопасность процесса прессования и точность сборки.
Предварительное размещение в дне корпуса промежуточного заряда позволяет исключить в дальнейшем при прессовании основного заряда влияние допусков на точность сборки и обеспечить отсутствие зазора между промежуточным и основным зарядами без использования клеевых соединений, что повышает точность, при этом сокращается количество опасных операций.
Использование в качестве формообразующего элемента корпуса позволяет расположить заготовку в корпусе с точностью, заданной размерами корпуса, что обеспечивает лучшую симметрию расположения заряда и исключает наличие зазоров между корпусом и зарядом, зарядом и промежуточным зарядом (если он присутствует), а также исключает механическую обработку поверхностей заряда и, как следствие, повышает рабочие характеристики изделия, снижает трудоемкость изготовления заряда и повышает безопасность процесса прессования.
Прессование заготовки с приложением усилия с одного из ее торцов и последующее прессование в камере высокого давления с приложением усилия со стороны противоположного торца позволяет достичь требуемой величины разноплотности заряда при упрощении конструкции пресс-инструмента и при меньшем давлении прессования, что повышает безопасность процесса и увеличивает технологичность.
Размещение эластичного элемента с противоположной стороны приложения усилия прессования заготовки и использование корпуса в качестве формообразующего элемента исключает механическую обработку боковой поверхности заряда и обеспечивает его равноплотность.
Использование дополнительного эластичного элемента приводит к герметизации полости корпуса при наличии в нем сквозного отверстия.
Размещение в свободном объеме между торцом заготовки и эластичным элементом вкладыша, форма которого соответствует форме свободного объема, обеспечивает получение требуемой формы заряда со стороны торца, с которого осуществляется прессование, и позволяет исключить вакуумирование герметичной полости, что упрощает конструкцию пресс-формы и снижает трудоемкость изготовления заряда.
На чертеже изображен пресс-инструмент с заготовкой кумулятивного заряда ВВ для размещения в камере высокого давления, где:
1 - заготовка заряда;
2 - предварительный заряд;
3 - корпус заряда;
4, 5 - металлические вкладыши;
6 - резиновый вкладыш;
7 - эластичная оболочка;
8 - дополнительная эластичная оболочка;
9 - облицовка.
Примером инструмента, с помощью которого можно изготовить кумулятивный заряд по заявляемому способу, может служить пресс-инструмент, включающий корпус заряда, выполненный из стали 20 и имеющий посадочное гнездо для размещения предварительного заряда, металлические вкладыши, повторяющие форму корпуса и облицовки, выполненные из стали 30Х13, эластичный вкладыш, выполненный в виде диска диаметром ~37 мм и высотой ~6 мм из резины ИРП 1354 ТУ 38 005.1166-98, эластичные оболочки, выполненные из резины ИРП 1354 в форме стаканов с внутренними диаметрами, равными наружным диаметрам торцевых поверхностей корпуса.
Изготовление и сборка кумулятивного заряда осуществляется в два этапа.
Первый этап - формирование заготовки заряда до плотности 80-85% от теоретически максимально достижимой осуществляется с использованием пресс-формы для прямого прессования. Усилие прессования к заготовке прикладывают со стороны плоского торца, при этом формование заготовки осуществляется на облицовку.
Второй этап - гидростатическое прессование (см. чертеж). В посадочное гнездо корпуса 3, которое представляет собой сквозное отверстие, устанавливают предварительный заряд 2, затем устанавливают заготовку 1 с облицовкой 9. На внутреннюю поверхность облицовки устанавливают металлический вкладыш 5, а на него устанавливают резиновый вкладыш 6, после чего надевают эластичный элемент в виде оболочки 7. С противоположного торца в корпус устанавливают вкладыш 4 и надевают дополнительный элемент в виде оболочки 8. Подготовленный пресс-инструмент помещают в камеру высокого давления (гидростат), нагретую до температуры примерно 60°С, которую герметизируют, создают заданное давление и выдерживают собранный пресс-инструмент в ней в течение 5-15 минут. В процессе выдержки эластичный элемент 7 передает давление, создаваемое в камере высокого давления, через вкладыши 5 и 6 и облицовку 9 заготовке ВВ и уплотняет ее, частично также уплотнение ВВ осуществляется и со стороны формообразующей поверхности корпуса. По окончании выдержки снимают давление в камере гидростата, разгерметизируют его, извлекают пресс-инструмент, разбирают его и снимают готовый заряд, соединенный с облицовкой и корпусом.
Таким образом, заявляемый способ изготовления и сборки зарядов взрывчатых веществ обеспечивает изготовление кумулятивного заряда с минимальной требуемой разноплотностью и максимальной точностью сборки с корпусом, облицовкой и предварительным зарядом при отсутствии между ними зазоров, а также обеспечивает возможность группового прессования.