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（大慶油田射孔器材有限公司，黑龍江 大慶 163853）

引言

國(guó)內(nèi)很多射孔彈生產(chǎn)廠家都有不同的防止藥型罩脫落的方法。常用的是通過在藥型罩的外表面涂膠，通過射孔彈的壓制過程粘合在一起。國(guó)外的歐文公司是通過將殼體內(nèi)部放置一個(gè)金屬防脫環(huán)，然后將殼體開口處的邊緣向內(nèi)擠壓的方式，達(dá)到防脫的目的。以上方法都是通過第三方的方式來達(dá)到其不掉罩的目的，既增加了生產(chǎn)工序、延長(zhǎng)了生產(chǎn)工期、又增加了生產(chǎn)成本。那么，我們有沒有既節(jié)省成本又加快生產(chǎn)周期的解決辦法呢？在長(zhǎng)期大量實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，證實(shí)是可以的。利用藥型罩本身的彈性變形、炸藥本身彈性形變、以及藥型罩材料的變換，來達(dá)到不掉罩的目的，掉罩射孔彈對(duì)地層產(chǎn)生的傷害及射孔深度有很大的影響[1]。

一、藥型罩掉罩原因分析

（一）掉罩的外因分析

在中長(zhǎng)途運(yùn)輸?shù)倪^程中，避免不了車體抖動(dòng)對(duì)射孔彈的振動(dòng)，即使包裝良好，也會(huì)產(chǎn)生掉罩的危險(xiǎn)。尤其是運(yùn)輸路途的環(huán)境一直在變化，溫度的升高與降低對(duì)殼體及藥型罩等金屬元件，都會(huì)產(chǎn)生熱脹冷縮效應(yīng)，再加以車輛顛簸產(chǎn)生的外力和藥型罩自身的重力作用，是導(dǎo)致掉罩的根本原因。

（二）掉罩的理論分析

射孔彈的綜合性能提高，藥型罩的壓實(shí)密度也必然在不斷提高。而藥型罩的壓實(shí)密度提高，會(huì)導(dǎo)致其彈性形變量減小。換言之，在射孔彈壓制的過程中，炸藥的彈性形變會(huì)受到藥型罩強(qiáng)度的影響。藥型罩強(qiáng)度越高，在壓制過程中藥型罩的變形量越小，與炸藥接觸面也就相對(duì)的光滑，進(jìn)而導(dǎo)致摩擦力減小，出現(xiàn)掉罩問題。反之，則藥型罩變形量越大，與炸藥接觸面越粗糙，進(jìn)而使摩擦力增大，可以抑制掉罩現(xiàn)象的發(fā)生。

1.根據(jù)滑動(dòng)摩擦力公式及產(chǎn)生的條件

f=μ×N

μ——摩擦系數(shù)；

N——正壓力。

2.產(chǎn)生的條件

直接接觸擠壓（即相互間有彈力）；

（1）接觸面粗糙；

（2）有相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)；

（3）兩物體相對(duì)靜止。

（4）當(dāng)外部作用力（是個(gè)綜合作用力這里不做具體分析）與罩自重的合力大于最大的靜摩擦力時(shí)，失去力學(xué)平衡的穩(wěn)定性，罩發(fā)生脫落,如圖1。

圖1 藥型罩受力分析

二、解決掉罩的主要思路

增大罩、藥間的摩擦力——根據(jù)靜摩擦力產(chǎn)生條件的分析，只要增大炸藥和藥型罩之間的粗糙度，變相增加摩擦力，就可以防止掉罩問題的產(chǎn)生，有以下兩種方法來：第一是增加正壓力，促使藥型罩產(chǎn)生形變，由于射孔彈的生產(chǎn)壓力為定值，因此這個(gè)方式在生產(chǎn)中不宜實(shí)現(xiàn)；第二就是增大摩擦系數(shù)μ，摩擦系數(shù)只和材料和接觸面的粗糙程度有關(guān)，所以，我們可以改變藥型罩局部的材料，這樣不用改變射孔彈的壓制壓力，利用材料的變換來實(shí)現(xiàn)這一目的。

（一）確定藥型罩變密度的位置設(shè)計(jì)原理

如圖2 所示，靜摩擦力大?。?/p>

圖2 藥型罩關(guān)于大端角度的設(shè)計(jì)

f=G×cosɑ，

f——摩擦力；

G——藥型罩重力；

ɑ——摩擦力與重力夾角。

如圖2，所以ɑ 角度越小摩擦力就越大，因此，在設(shè)計(jì)多錐藥型罩的時(shí)候，摩擦力（n3 母線段）與重力的夾角，在合理范圍內(nèi)（300——450）盡量小一些[5]。之所以選擇藥型罩的大端增大摩擦力，是因?yàn)槠鋵?duì)射流的貢獻(xiàn)程度較弱，不會(huì)影響藥型罩的整體性能。n3 段的粉材的重量越大，f 也就越大；n3 段的材料的彈性形變量越大，摩擦系數(shù)μ也就越大，進(jìn)而則增加摩擦力的值。

（二）粉材的選擇機(jī)理

有了以上的分析，根據(jù)摩擦力公式，將n3 段的藥型罩材料進(jìn)行單獨(dú)的設(shè)計(jì)，利用硬度小、彈性形變量大的粉材充填上。以保證在射孔彈的壓制過程中，產(chǎn)生更大的彈性形變，繼而變相的增加藥型罩的外表面粗糙度以及接觸面積，達(dá)到增加藥、罩間摩擦力的目的。現(xiàn)經(jīng)試驗(yàn)總結(jié)出銅粉就是具備這種性質(zhì)的粉材，還有鋁粉、鎳粉等幾種粉材滿足以上要求，又同時(shí)具備不影響藥型罩重要性能的特殊粉材。

在射孔彈的壓制過程中，不同的炸藥變形量也不同[2]，因此，藥型罩粉材的選擇也要考慮到這一點(diǎn)。既滿足有一定的變形量，來增大摩擦力。又要滿足藥型罩的性能，不會(huì)因?yàn)檎ㄋ幍膹椥孕巫兌苡绊憽?/p>

三、試驗(yàn)驗(yàn)證

根據(jù)以上機(jī)理分析壓制成型的射孔彈進(jìn)行振蕩試驗(yàn)測(cè)試。我們模擬在運(yùn)輸過程中射孔彈在包裝箱體內(nèi)、以及裝完整只準(zhǔn)備上井的過程中，所受到的無非就是上下振動(dòng)所受到的藥型罩自身的重力和彈體向下的沖擊力[3]。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：測(cè)試40 發(fā)射孔彈，振蕩時(shí)間30 分鐘，振蕩高度20cm，藥罩脫離率為0%，充分驗(yàn)證了設(shè)想的合理性和可行性。

四、結(jié)論及理論分析

本文受射孔彈的多次壓制工藝與換罩工藝啟發(fā)，在多次壓制射孔彈的過程中，由于需要使用預(yù)壓罩進(jìn)行前期的壓制，以保證炸藥的定型，然后，再將預(yù)壓罩移除，換上新的功罩能。預(yù)壓罩一般是便于脫落的藥型罩（嚴(yán)重影響射孔彈的射流性能[4]），所以其成分組成較多樣。因而，在移除預(yù)壓罩的時(shí)候，有些預(yù)壓罩容易脫落，而有些不易脫落。不易脫落的藥型罩移除時(shí)，觀察有一個(gè)明顯的特征，就是罩體的外表面有明顯的變形，與藥型罩結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也有一定關(guān)系[5]，并且壓實(shí)密度也較低，致使藥型罩不易脫落,滿足不掉罩的條件有:

1.n3 段的粉材要產(chǎn)生足夠的變形量，以滿足增加摩擦力的目的；

2.n3 段藥型罩的變形量要與炸藥的變形量相匹配，避免產(chǎn)生裂罩的現(xiàn)象；

3.n3 段角度的設(shè)計(jì)要合理，以滿足壓實(shí)密度不宜過高，產(chǎn)生形變；

4.n3 段粉材選擇密度要高的材質(zhì)（振動(dòng)時(shí)便于沉積到藥型罩大端）。