Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
Патент на изобретение №2473528

(19)

RU

(11)

2473528

(13)

C2

(51) МПК C06B21/00 (2006.01)

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ Статус: по данным на 17.01.2013 - нет данных Пошлина:

(21), (22) Заявка: 2011103682/05, 02.02.2011

(24) Дата начала отсчета срока действия патента:

02.02.2011

Приоритет(ы):

(22) Дата подачи заявки: 02.02.2011

(43) Дата публикации заявки: 10.08.2012

(45) Опубликовано: 27.01.2013

(56) Список документов, цитированных в отчете о

поиске: SU 201177 А1, 15.08.1967. RU 99125764 А, 27.10.2001. RU 2220935 С1, 10.01.2004. RU 2230052 С2, 10.03.2004. US 4776993 А1, 11.10.1998.

Адрес для переписки:

115487, Москва, ул. Нагатинская, 16а, ФГУП "ЦНИИХМ"

(72) Автор(ы):

Азанчевский Владимир Львович (RU),

Бобров Григорий Николаевич (RU),

Губкин Александр Михайлович (RU),

Гуськов Вячеслав Александрович (RU),

Ламзина Ираида Семеновна (RU),

Маликов Руф Сабирович (RU),

Орлова Наталья Николаевна (RU)

(73) Патентообладатель(и):

Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт химии и механики" (ФГУП "ЦНИИХМ") (RU)

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МАЛОГАБАРИТНЫХ ЗАРЯДОВ СМЕСЕВОГО РАКЕТНОГО ТВЕРДОГО ТОПЛИВА И ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЛИНИЯ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

(57) Реферат:

Способ включает подготовку окислителя со смешиванием и усреднением его фракций, приготовление топлива, содержащего ВВ, формование зарядов заливкой топливной массы в изложницы, собранные с калиброванными бронечехлами из резиноподобного материала на основе бутадиеннитрильного каучука, теплопроводящими элементами (ТПЭ) и клеевым составом на внутренней поверхности бронечехла, отверждение, распрессовку и дефектоскопирование зарядов, при этом предварительно собранные ТПЭ закрепляют в самом бронечехле после сушки клея, причем полимерную основу топлива и клеевого состава составляет бутадиеннитрильный каучук с концевыми карбоксильными группами. Изобретение позволяет в полуавтоматическом режиме изготавливать малогабаритные заряды с оптимальными конструкторскими, технологическими и эксплуатационными характеристиками с обеспечением безопасных условий при работе с ВВ. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 6 ил., 4 табл., 4 пр.

Изобретение относится к области разработки технологии изготовления зарядов смесевого ракетного твердого топлива (СРТТ).

Наиболее эффективно изобретение может быть использовано при изготовлении малогабаритных зарядов к зенитным управляемым ракетам (ЗУР) переносных зенитных комплексов (ПЗРК), которые являются изделиями массового производства и для достижения высоких боевых и технико-экономических характеристик требуют использования высокоэффективных материаловедческих, конструкторских и технологических решений.

Возможно использование изобретения для получения вкладных зарядов СРТТ других систем, когда для повышения местной скорости горения топлива применяются теплопроводящие элементы (ТПЭ) в виде тонких проволок, и в случаях, когда в рецептуре топлива содержится взрывчатое вещество (ВВ) - гексоген или октоген для повышения энергетики.

Для сохранения работоспособности двигателя и обеспечения необходимого газоприхода в случае использования вкладных зарядов, каковыми являются заряды к ЗУР ПЗРК, как правило, проводят бронирование боковой и одной из торцевых поверхностей заряда.

Из известных методов бронирования при производстве малогабаритных изделий из-за высокой производительности предпочтительно бронирование в процессе формования заряда. Методом бронирования в процессе формования получают как жесткоскрепленные с ракетным двигателем заряды, так и вкладные заряды средних и крупных размеров (RU 2230052, С06В 21/00, 20.02.2004, RU 2242451, C06B 21/00, C06D 5/06, 20.12.2004, RU 2170721, C06D 5/06, 20.07.2001).

При получении вкладных зарядов по методу бронирования в процессе формования используются готовые калиброванные бронечехлы. («Энергетические конденсированные системы» под редакцией академика Б.П.Жукова, М.; Янус, 2000, стр.236, 254). В этом случае формование заряда осуществляется непосредственно в бронечехле из резиноподобного материала, который предварительно устанавливается в изложницу, в результате чего после формования и расспрессовки получается готовый забронированный заряд.

Для решения задачи обеспечения адгезии при изготовлении вкладных зарядов иногда используют многослойные бронечехлы, внутренний слой которых адгезионноспособен (патент России 2336259). Однако для малогабаритных зарядов массового производства это нерентабельно.

Техническим критерием качества бронирования является достижение требуемого уровня адгезионной прочности на границе топливо-бронепокрытие, что реализуется, как правило, использованием промежуточного клеевого подслоя. Качество скрепления в этом случае будет определяться не только рецептурой клея, но и технологией его нанесения.

Эффективным способом повышения массовой скорости горения заряда является использование в нем ТПЭ в виде тонких серебряных проволок. (Л.А.Смирнов. Русские стрелы против американских фантомов. Аудитория 29 - 1381, 1999 г.). Необходимость получения стабильных баллистических характеристик заряда делает актуальным изготовление маршевого заряда к ПЗРК по технологии, которая позволит исключить вероятность обрыва ТПЭ и минимизировать их прогибы. Эти дефекты существенно зависят от давления подачи топливной массы, что определяет выбор технологии свободного литья при формовании заряда и исключает другие способы формования, а разработка технологии сборки и установки ТПЭ является одной из приоритетных задач в общем технологическом процессе.

Для повышения эффективности работы ЗУР ПЗРК, в частности повышения поражающего действия ракеты, в рецептуру топлива заряда вводят ВВ, что повышает опасность производства. Проблема заключается в минимизации опасности таких производств.

Некоторые проблемы, связанные с изготовлением малогабаритных зарядов для ЗУР ПЗРК, были решены (Л.А.Смирнов. Русские стрелы против американских фантомов. Аудитория 29 - 1381, 1999 г.).

Был создан агрегат (полуавтомат заливки ПАЗ), на котором производилось заполнение 112 шт. изложниц из заливочного автомата с дозаторами и формование заряда в изложнице. Был также разработан специальной конструкции бронечехол для бронирования боковой и торцевой поверхностей заряда. В целях обеспечения требований, предъявляемых к зарядам ЗУР ПЗРК, была также разработана рецептура топлива, содержащая гексоген (Патент RU 2258057, С06В5/06, С06В 45/10), в качестве теплопроводящих элементов предложены серебряные проволоки для армирования заряда. Нерешенными остались проблемы обеспечения адгезии (прочности скрепления топлива с материалом бронечехла), проблема качества бронечехла и сборки его с ТПЭ и изложницей, а также проблема безопасного использования гексогена.

Промышленное производство крупногабаритных зарядов СРТТ представляет собой комплекс с территориально-технологическим разрывом фаз, размещенных в отдельных зданиях («Энергетические конденсированные системы» под редакцией академика Б.П.Жукова, М.; Янус, 2000, стр.451-465). Технологическая линия для изготовления малогабаритных зарядов СРТТ для ЗУР ПЗРК при поиске не обнаружена.

Прототипом патентуемого способа является способ изготовления малогабаритных зарядов СРТТ, включающий подготовку окислителя (ПХА) со смешиванием и усреднением его фракций, приготовление топливной массы, содержащей взрывчатое вещество, преимущественно гексоген, заливку ее в изложницы с предварительно установленными в них калиброванными бронечехлами из резиноподобного материала и закрепленными ТПЭ, отверждение, распрессовку и дефектоскопирование зарядов (Л.А.Смирнов. Русские стрелы против американских фантомов. Аудитория 29 - 1381, 1999 г.).

Недостатки прототипа:

- не была решена проблема обеспечения адгезии бронечехла к топливу, так как не был подобран клеевой состав и технология, обеспечивающая равнотолщинность клеевого слоя по всей длине бронечехла;

- не удалось избежать превышения предельно-допустимого прогиба ТПЭ и их обрыва, используя технологию установки их в бронечехле после сборки с изложницей, так как согласно технологии прототипа серебряные проволоки (основная часть ТПЭ) припаивали к днищу изложницы, в конструкции которой использовали специальные втулки с отверстиями для припайки проволок к днищу изложницы и специальными компенсаторами напряжения на верхней крышке, что отрицательно сказалось на стабильности выходных характеристик, например скорости горения заряда;

- при использовании составного чехла (труба и дно) происходило просачивание топливной массы по поверхности контакта трубы и дна, что увеличивало процент брака;

- не был решен вопрос безопасного взятия навески ВВ;

- не была обеспечена воспроизводимость качества бронечехла, в части пористости в результате выделения летучих из наполнителя - отвержденной и измельченной фенолформальдегидной смолы.

В основу изобретения положена задача создания способа и технологической линии для изготовления малогабаритных зарядов СРТТ с улучшенными эксплуатационными характеристиками для использования в ПЗРК.

Технический результат от использования изобретения заключается в повышении адгезионных характеристик, повышении качества изделия и минимизации опасности технологического процесса.

Поставленная задача решается, а технический результат достигается тем, что в способе изготовления малогабаритных зарядов СРТТ, включающем подготовку окислителя со смешиванием и усреднением его фракций, приготовление топлива, содержащего ВВ, преимущественно, гексоген, формование зарядов заливкой топливной массы в изложницы с предварительно установленными в них калиброванными бронечехлами из резиноподобного материала на основе бутадиеннитрильного каучука и теплопроводящими элементами, отверждение, распрессовку и дефектоскопирование зарядов, согласно изобретению перед установкой в изложницу на внутреннюю поверхность бронечехла наносят клеевой состав, который сушат для удаления растворителя, после сушки внутри бронечехла закрепляют предварительно собранные ТПЭ, при этом полимерную основу топлива и клеевого состава составляет бутадиеннитрильный каучук с концевыми карбоксильными группами, а используемый клеевой состав содержит следующие компоненты, мас.%:

Каучук низкомолекулярный с концевыми карбоксильными группами (СКН-10КТР)

33,59-39,19

Смола эпоксидная хлорсодержащая четырехфункциональная (ЭХД)

7,84-9,60

1,3-фенилендиамин

0,06-0,07

Углерод печной технический негранулированный (П-803)

5,77-6,72

Моноэтиловый эфир этиленгликоля

Остальное

В преимущественном варианте исполнения клеевой состав наносят на поверхность бронечехла из расчета 0,003-0,007 г/см, что обеспечивает повышенные, на уровне прочности топлива, адгезионные характеристики на границе скрепления топлива с материалом бронечехла за счет улучшения условий удаления растворителя - моноэтилового эфира этиленгликоля.

Сушку клеевого состава осуществляют при температуре 15-35°С не менее суток в токе осушенного воздуха с точкой росы минус 40°С.

При использовании составного чехла, состоящего из сферического дна и трубы, перед нанесением клеевого состава трубу и дно состыковывают, на время сушки клеевого состава их разъединяют, а перед закреплением в бронечехле предварительно собранных ТПЭ скрепляют дно и трубу тем же клеевым составом с добавлением 10% раствора ацетилацетоната железа (ААЖ) в ацетоне в количестве 18-22% от массы клеевого состава.

Скрепление клеем трубы и дна исключает просачивание топливной массы в процессе изготовления заряда.

Операция сборки ТПЭ включает скрепление серебряной проволоки одним концом с зацепом, служащим для скрепления ТПЭ с дном бронечехла, а другим концом со стальной пружиной, которая служит для натяжения ТПЭ в собранном бронечехле.

В материале бронечехла в качестве термостойкого наполнителя используют бакелитовую муку, полученную путем отверждения фенолформальдегидной смолы по ступенчатому режиму, предусматривающему температуру отверждения от 80 до 200°С, с последующим измельчением до получения сыпучего материала с размером частиц в пределах 0,045-0,28 мм.

Поставленная техническая задача решается также с помощью технологической линии изготовления малогабаритных зарядов смесевого ракетного твердого топлива, которая включает устройство для смешивания и усреднения фракций окислителя, установку для безопасного взятия навески взрывчатого вещества, узел подготовки изложниц, камеру полимеризации и рентгенотелевизионную установку, размещенные в отдельных зданиях, связанных транспортными линиями с основным зданием, где расположены вертикальный смеситель со съемным корпусом (чаша смесителя), полуавтоматическая установка для формования топлива в изложницы, контейнеры для порошка алюминия и емкости для жидковязких компонентов, при этом узел подготовки изложниц включает последовательно размещенные установку для нанесения клея, устройство подготовки и сборки ТПЭ, стенд для установки и закрепления ТПЭ и установку для сборки бронечехла с изложницей.

Установка для взятия навески ВВ содержит поворотный, промежуточный и транспортные бункеры с вибраторами. Это обеспечивает безопасность взятия навески.

В технологической линии установлены контейнер для дозирования навесок окислителя и устройство для смешивания и усреднения его фракций.

Используется рентгенотелевизионная установка для дефектоскопии готового заряда, снабженная атласом дефектов заряда.

Предлагаемая технологическая линия иллюстрируется чертежами, где:

- фиг.1 изображает технологическую линию изготовления малогабаритных зарядов СРТТ;

- фиг.2 - установку для взятия навески ВВ;

- фиг.3 - установку для нанесения клеевого состава;

- фиг.4 - устройство подготовки и сборки ТПЭ включает стенд изготовления пружины (фиг.4а) и стенд сборки ТПЭ (фиг.4б);

- фиг.5 - стенд для установки и закрепления ТПЭ;

- фиг.6 - установку для сборки бронечехла с изложницей.

Технологическая линия изготовления малогабаритных зарядов из смесевых ракетных твердых топлив (фиг.1) размещена на единой производственной площадке 1, в которой находятся основное здание 2 смешения топливной массы и формования зарядов, здание 3 подготовки окислителя, здание 4 для хранения и взятия навески ВВ, здание 5 подготовки бронечехлов и изложниц к формованию, здание 6 полимеризации и распрессовки зарядов, здание 7 дефектоскопии зарядов и концевых операций. Все здания связаны между собой транспортной системой 8.

В основном здании 2 размещены емкости 15 с жидковязкими компонентами (ЖВК), контейнер 16 для порошка алюминия, смеситель 17 со съемным корпусом (чаша смесителя) 17', разгрузочное устройство 18, полуавтомат заливки (ПАЗ) 19 - агрегат, в котором находятся изложницы 20 с установленными в них бронечехлами 21. В здании 3 подготовки окислителя установлены контейнер 9 для крупной и мелкой фракций окислителя, устройство 10 для смешивания и усреднения фракций окислителя. В здании 4 смонтирована установка 11 для взятия навески ВВ, содержащая три бункера 12-14. В здании 5 подготовки изложниц 20 к формованию размещены установка 22 для нанесения клеевого состава на внутреннюю поверхность бронечехлов 21, устройство 23 подготовки и сборки ТПЭ, стенд 24 для установки и закрепления ТПЭ, установка 25 для сборки бронечехла с изложницей, а также оборудование для нанесения антиадгезионного покрытия на изложницы (на чертеже позиция не проставлена). В здании 6 установлены камера полимеризации 26 и оборудование 27 для распрессовки зарядов. В здании 7 размещены рентгенотелевизионная установка 28 и оборудование для концевых операций 29.

Установка для взятия навески ВВ (фиг.2), состоит из трех разных бункеров, внутри бункера поворотного 12 имеется штырь 30 с двумя стержнями для насаживания мешков с ВВ. Для поворота бункера вокруг вертикальной оси на 60° с целью высыпания продукта из мешков используется пневмоцилиндр 31. Течка 32 обеспечивает герметизацию при переходе ВВ из бункера 12 в промежуточный бункер 13. Рукав 33 служит для герметизации соединения промежуточного бункера 13 с бункером транспортным 14. Для предотвращения попадания случайных посторонних предметов в верхней части бункера 13 размещена сетка с ячейками в свету 5-10 мм (позиция не проставлена). Для ускорения высыпания ВВ из промежуточного бункера 13 на стенках бункера установлены четыре шариковых вибратора 34. Транспортный бункер 14 содержит вибраторы 35 и затвор 36 Ду=80, а также штуцеры для подачи углекислого газа и выхода воздуха во время загрузки и выгрузки ВВ (на фиг. не обозначены).

Установка для нанесения клеевого состава (фиг.3) на внутреннюю поверхность бронечехлов смонтирована на базе токарно-винторезного станка 37 и содержит устройство подачи клеевого состава 38 в бронечехол 21, закрепленный в кулачках 39, через распылительную головку 40. Устройство подачи клеевого состава 38 состоит из рамы (позиция не проставлена), на которой закреплена герметично закрывающаяся емкость для клея 41 со шлангом 42, идущим к распылительной головке 40. В верхней части рамы закреплены приборы очистки воздуха 43 и редукторы 44, регулирующие давление подаваемого воздуха, и манометры 45, фиксирующие давление в емкости 41 и линии 46, идущей к распылительной головке 40.

Устройство подготовки и сборки ТПЭ (фиг.4) состоит из стенда (фиг.4а) изготовления пружины 48 из нержавеющей стали марки 0,2-Х-12Х18Н9Т или 0,2-Х-12Х18Н10Т, 0.3-Х-Н9Т, 0,3-Х-12Х18Н1, являющейся элементом ТПЭ и стенда сборки ТПЭ (фиг.46), конструкция которого предназначена для скрепления серебряной проволоки 52 диаметром 0,15 мм с зацепом 53 и пружиной. Накопитель 54 служит для размещения собранных ТПЭ. Устройство содержит вертикальные опоры 47, штифты 49, шайбы 50, угольник 51.

В состав стенда для установки и закрепления ТПЭ (фиг.5) входят упор 55 для установки бронечехла 21 и полу обоймы 56 для его закрепления, штанга 57, на которую переносят с накопителя 54 ТПЭ 58. Установка снабжена пневмоцилиндром 59 для перемещения штанги 57, рукоятками 60, 61 и фиксатором 62.

Установка для сборки бронечехла с изложницей (фиг.6) включает корпус 63, в который устанавливают бронечехол 21, собранный с ТПЭ, крышку 64, бандажное кольцо 65, а также подставку 66, на которой монтируется вся конструкция.

Технологическая линия изготовления малогабаритных зарядов СРТТ работает следующим образом.

Жидковязкие компоненты связующего предварительно разогреваются в емкости 15 и поступают в смеситель 17 (см. фиг.1). Затем в смеситель 17 из контейнера 16 вводится порошок алюминия. Эта операция проводится в отведенном месте здания 2, для чего съемный корпус смесителя (чаша смесителя) 17' отстыковывается и перемещается к месту загрузки, которая производится глухим вакуумом. Затем съемный корпус смесителя 17' транспортируется и пристыковывается к основанию смесителя 17.

Для обеспечения безопасности производства взятие навески ВВ для загрузки в смеситель 17 осуществляется в отдельном здании 4 на установке 11 (фиг.2). В бункер поворотный 12 на стержни (в количестве 2 шт.) штыря 30 насаживают вскрытые мешки с ВВ. После поворота бункера с помощью пневмоцилиндра 31 в верхнее положение ВВ через герметичную течку 32 высыпается в промежуточный бункер 13, в котором на сетке происходит отделение крупных кусков и посторонних включений, а посредством вибраторов 34 ускоряется процесс просеивания продукта. Просеянный продукт через герметичный рукав 33 поступает в среде углекислого газа в основной транспортный бункер 14. Основной бункер 14 с затвором 36 после заполнения транспортируется к герметичной загрузочной линии. Выгрузка ВВ в смеситель 17 в здании 2 осуществляется в среде углекислого газа.

В здании 3 готовится рабочая смесь порошков (РСП), состоящая из навесок крупной и мелкой фракций окислителя ПХА. Навески ПХА помещаются в безопасный контейнер 9, исключающий влагопоглощение, и смешиваются в этом контейнере на устройстве 10 гравитационным способом в течение 30 мин. После усреднения контейнеры 9 с окислителем транспортируются на фазу смешения, где производится загрузка окислителя в смеситель 17.

Работы по операциям в здании 5 проводятся предварительно, до начала загрузки смесителя компонентами.

Работа установки для нанесения клеевого состава (фиг.3). Перед нанесением клеевого состава труба и дно бронечехла стыкуются. Для проведения операции нанесения клеевого состава собранный бронечехол закрепляют в кулачках 39 передней бабки токарно-винторезного станка 37 и запуском шпинделя станка начинают его вращение. Затем включают подачу сжатого воздуха в линию 46 и к устройству подачи клеевого состава 38, в частности к емкости для клеевого состава 41, из которой клеевой состав по шлангу 42 должен поступать в распылительную головку 40. Воздух в обе линии поступает через приборы очистки 43 и редукторы 44, регулирующие его давление для обеспечения дозирования клеевого состава. Манометры 45 фиксируют подачу давления в обе линии.

Подачей суппорта станка производят нанесение клеевого состава на внутреннюю поверхность бронечехла в 2 прохода. Режимы нанесения клеевого состава: частота вращения шпинделя станка - 500 об/мин; скорость движения распылительной головки - 5 мм/с; давление сжатого воздуха на распыление клеевого состава - 0,1-0,15 МПа; давление сжатого воздуха на подачу клеевого состава - 0,025-0,05 МПа. После нанесения клеевого состава бронечехол снимают с установки и расстыковывают вручную трубу и дно. Сушку клеевого состава проводят в термошкафу в течение 24-48 часов в токе осушенного воздуха с точкой росы не выше минус 40°С. Стыковку труб и доньев проводят с использованием того же клеевого состава с добавкой катализатора отверждения: 10%-ного раствора ацетилацетоната железа (ААЖ) в ацетоне. Скрепление дна с трубой происходит в течение 15 минут при температуре 15-35°С, при этом чехлы располагаются дном вниз в специальных кассетах.

Работа устройства подготовки и сборки ТПЭ (фиг.4). На стенде (фиг.4а) готовят пружину 48, которая обеспечит натяжение серебряной проволоки в бронечехле. Первой готовят нижнюю петлю сцепления пружины с серебряной проволокой. Для этого, оставив прибыль 15-20 мм, натягивают проволоку и навивают петлю в 3 оборота вокруг оси. Надев полученную петлю сцепления на штифт 49 (слева), перекидывают проволоку из нержавеющей стали через горизонтальную ось, осуществляют 20-25 оборотов шайбы 50, получая таким образом пружину 48. Подтягивают конец пружины вдоль оси и оборачивают проволоку вокруг штырей 49 справа, вставляют концы проволоки в прорези угольника 51, осуществляют 5 оборотов шайбы 50 справа, при этом образуется петля верхняя.

Сборку ТПЭ, включающего зацеп, серебряную проволоку и пружину, производят на стенде сборки (фиг.46). Один конец серебряной проволоки 52 крепят к зацепу 53, продев и закрепив ее в отверстие зацепа. На верхнем конце проволоки делают петлю через штифт 49 справа. Снимают проволоку и пружину со стендов и вручную осуществляют их зацепление. Каждый собранный ТПЭ переносят на накопитель 54.

На стенде для установки и закрепления ТПЭ (фиг.5) проводят окончательную подготовку бронечехлов к сборке с изложницей. Бронечехол устанавливают так, чтобы дно бронечехла прилегало к упору 55 стенда, а его цилиндрическая часть закреплялась в полу обоймы 56. Четыре ТПЭ переносят с накопителя 54 на штангу 57 и устанавливают в пазы головки штанги. Верхние петли ТПЭ 58 надевают на вилки штанги (позиция не проставлена). С помощью пневмоцилиндра 59 устанавливают расход воздуха, обеспечивающий минимальную скорость движения штанги 57 для плавного подвода и центровки ее головки относительно буртика (позиция не проставлена) дна бронечехла. Поворачивая рукоятку пневмоцилиндра 59, подводят штангу до срабатывания фиксатора 62, затем досылают штангу рукояткой 60 до упора. Верхние петли ТПЭ с помощью проволочного крючка перекидывают со штанги 57 на крючки бронечехла, не нарушая клеевого покрытия. Отворачивают винт цангового захвата с помощью рукоятки 61, поднимают фиксатор 62 за кольцо и возвращают штангу с помощью пневмоцилиндра или вручную в исходное положение. Бронечехол в сборе с ТПЭ снимают со стенда, убеждаются в надежности крепления зацепов и целостности ТПЭ, осматривают дно на отсутствие нарушения целостности. До сборки с изложницей бронечехлы хранят в кассетах в вертикальном положении.

Для сборки бронечехла с изложницей 20 используется установка 25 (фиг.6). В корпус 63, не допуская проворота трубы относительно дна, устанавливают собранный с ТПЭ бронечехол. Поворачивают корпус нижним фланцем вверх и собирают его с крышкой 64, надевают бандажное кольцо 65. Подставку 66 устанавливают на крышку 64, после чего переворачивают изложницу верхним торцом вверх.

Формование зарядов производится в здании 2 на полуавтомате заливки 19 путем слива готовой топливной массы из смесителя 17 в изложницы 20 с бронечехлами 21. Изложницы размещаются в гнездах подвесок, установленных на транспортере, по 4 шт. в подвеске (позиция не проставлена).

Для проведения заполнения изложниц вакуум в смесителе сбрасывается, съемный корпус 17' смесителя с топливной массой отсоединяется от основания, опускается на тележку (позиция не обозначена), закрывается технологической транспортной крышкой и транспортируется к разгрузочному устройству 18, где устанавливается над гидроподъемником (позиция не обозначена). Крышка предварительно снимается и корпус фиксируется упором (позиция не обозначена). Корпус с гидроподъемником дистанционно поднимается и состыковывается с разгрузочным устройством 18. Снимается заглушка с патрубка гидрозатвора чаши. К патрубку крепится переходник с узлом подсоединения (позиция не обозначена). Узел подсоединения дистанционно состыковывается с массопроводом (позиция не обозначена).

Включается установка. Изложницы первой подвески подходят и поджимаются к узлу заливки, включается вакуум-насос и изложница вакуммируется до остаточного давления 5 мм рт. ст., затем производится вакуммирование всей установки (от изложницы до закрытого гидрозатвора смесителя). Не сбрасывая вакуум из систем, включают вакуум-насос и производят дистанционное опускание поршня разгрузочного устройства до его контакта с «зеркалом» топливной смеси со скоростью 40-70 мм/мин.

Установка ПАЗ в дистанционном автоматическом режиме осуществляет все операции по заполнению изложниц топливной смесью. По окончании заполнения изложницы извлекаются вручную из гнезд подвесок и устанавливаются в металлические контейнеры (позиция не обозначена), а в гнезда подвесок устанавливаются новые изложницы.

Заполненные топливной массой изложницы отправляют в камеру полимеризации 26 для отверждения топлива. В процессе полимеризации топлива происходит и отверждение клеевого состава, предварительно нанесенного на внутреннюю поверхность бронечехла 21, в результате чего образуется прочное адгезионное соединение топлива с бронепокрытием - материалом бронечехла.

Необходимым условием обеспечения качества зарядов из смесевых твердых ракетных топлив является 100% контроль их геометрических размеров и неразрушающий контроль на наличие внутренних дефектов: пор, трещин и отслоений бронепокрытия. Неразрушающий контроль проводится с использованием входящей в технологическую линию рентгенотелевизионной установки 28, комплектуемой атласом дефектов, в котором описаны типовые дефекты, указаны способы их классификации и оценки опасности.

Рентгенотелевизионная установка позволяет выявить такие дефекты, как нарушение крепления ТПЭ к бронечехлу, обрыв ТПЭ, прогиб ТПЭ более 1 мм на длине 750 мм. Количественное значение предельного прогиба было установлено экспериментально путем огневых испытаний зарядов с прогибами ТПЭ различной величины.

Выполнение способа иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. В смеситель 17 последовательно загружают и перемешивают ЖВК связующего (каучук СКН-10КТР, смола ЭД-20, диоктилсебацинат, продукт ДАФ-2, лецитин), порошок алюминия АСД-4, ВВ (гексоген) и окислитель (перхлорат аммония) вместе с аэросилом и окисью свинца. Предварительно компоненты ЖВК разогревают в емкости 15. Подготовка окислителя заключается в смешивании и усреднении его фракций: крупной, размером -315+160 мкм, и мелкой, размером менее 50 мкм с использованием контейнера 9 и устройства 10. Контейнер 9 исключает влагопоглощение, а устройство 10 обеспечивает смешение гравитационным способом в течение 30 мин. После усреднения контейнеры с окислителем транспортируют на фазу смешения (приготовления топливной массы) в вертикальный смеситель 17. После смешения топливо формуют в изложницы с предварительно установленными в них калиброванными бронечехлами.

Фаза подготовки изложниц содержит следующие операции: нанесение клеевого состава на внутреннюю поверхность бронечехла с использованием установки 22; подготовку и сборку ТПЭ на устройстве 23, размещение и закрепление ТПЭ в бронечехле с использованием стенда 24, установка бронечехлов с ТПЭ 21 в изложницах 20 с использованием установки 25.

Использовался неизвестный ранее клеевой состав, содержащий следующие серийные компоненты (мас.%):

Каучук низкомолекулярный бутадиеннитрильный с концевыми карбоксильными группами (СКН-10КТР), ТУ 2294-099-00151963

33,59

Смола эпоксидная хлорсодержащая четырехфункциональная (ЭХД), ТУ 2225-607-11131395

9,24

1,3-фенилендиамин, ГОСТ 5234

0,06

Углерод печной технический негранулированный (П-803), ГОСТ 7885

6,72

Моноэтиловый эфир этиленгликоля (этилцеллозольв технический), ГОСТ 8313

Остальное

Клеевой состав наносили на поверхность бронечехла из расчета 0,003 г/см 2 , сушку осуществляли при комнатной температуре 15-35°С в течение 24 часов в токе осушенного воздуха. При этом использовали бронечехол из резиноподобного материала на основе бутадиеннитрильного каучука и термостойкого наполнителя - бакелитовой муки, полученной путем отверждения по ступенчатому режиму, указанному в таблице 4, фенолформальдегидной смолы марки БЖ-1 по ГОСТ 4559-78 с последующим измельчением до размера частиц 0,045-0,28 мм.

После нанесения клеевого состава составные части бронечехла выдерживали для сушки (удаления растворителя) в провялочном шкафу при температуре 15-35°С в токе осушенного воздуха (точка росы минус 40°С). Затем их скрепляли посредством того же клеевого состава с добавлением 10% раствора катализатора ААЖ в количестве 20% от массы клеевого состава.

Подготовленные изложницы 20 отправляли на фазу формования. Формование топлива осуществляли методом свободного литья с использованием полуавтомата заливки 19.

Для формования заряда использовали ранее разработанное топливо вязкостью 6000-7500 пуаз (Патент RU 2258057, С06В5/06, С06В45/10) для обеспечения возможности изготовления длинномерных зарядов, армированных тонкими теплопроводящими проволоками, методом свободного литья.

Использовали серийные компоненты известной рецептуры при следующем соотношении (мас.%):

Аммоний хлорнокислый марки Д, ГОСТ В 22544 + аммоний хлорнокислый модифицированный марки РА-7, ОСТ В 6-02-62

54,25

Гексоген марки А, ГОСТ В 20395

20,00

Порошок алюминиевый сферический дисперсный марки АСД-4, ТУ 48-5-226

12,00

Свинца окись, ТУ 6-09-5382

0,25

Продукт ДАФ-2. Диэтилферроцен, 1,1, ТУ 6-02-593

1,50

Ди - (2-этилгексил) - себаценат, ГОСТ 8728

1,80

Каучук низкомолекулярный бутадиеннитрильный с концевыми карбоксильными группами (СКН-10КТР), ТУ 2294-099-00151963 + Смола эпоксидная диановая марки ЭД-20, ГОСТ 10587

10,20

Аэросил, ГОСТ 14922 (сверх 100 %)

0,25-0,4

Лецитин, ТУ 6-02-829 (сверх 100 %)

0,10

Отверждение топлива проводили по ступенчатому режиму: 12 часов при 70°С, 12 часов при 80°С и 120 часов при 90°С.

После отверждения топлива забронированный малогабаритный заряд извлекали из изложницы распрессовкой на стандартном оборудовании, подвергали неразрушающему контролю на наличие внутренних дефектов: пор, трещин и отслоений бронепокрытия, а также на отсутствие запредельных отклонений ТПЭ с использованием карты допустимых дефектов.

Пример 2 и пример 3 отличаются от примера 1 рецептурой клеевого состава.

В примере 2 используется клеевой состав, содержащий 38,44% по массе каучука СКН-10КТР; 9,60% смолы марки ЭХД; 0,06% 1,3 фенилендиамина; 5,77% углерода технического марки П-803; 46,13% этилцеллозольва.

В примере 3 используется клеевой состав, содержащий 36,19% по массе каучука СКН-10КТР; 7,84% смолы марки ЭХД; 0,07% 1,3 фенилендиамина; 5,88% углерода технического марки П-803; 47,02% этилцеллозольва.

Пример 4 отличается от примера 1 тем, что клеевой состав наносят на поверхность бронечехла из расчета 0,007 г/см 2 . Разброс адгезионных характеристик по сравнению с примером 1 находится в пределах ошибки опыта.

В таблице 1 приведены характеристики клеевого состава при различных соотношениях компонентов. Колонки 3, 4, 5 соответствуют клеевым составам, которые обеспечивают наиболее высокую прочность адгезионного соединения топливо-клеевой состав-бронечехол с когезионным разрушением (по топливу). Именно эти рецептуры приведены в примерах 1, 2, 3 осуществления изобретения и рекомендуются для использования.

В таблице 2 приведены характеристики прочности адгезионного соединения топлива с бронечехлом в зависимости от количества нанесенного клеевого состава. Толщина клеевого состава, соответствующая расходу 0,003-0,007 г/см 2 (строки 5, 6), обеспечивает максимальную прочность скрепления топлива с бронечехлом. Именно этот расход клеевого состава был использован в примерах 1, 4.

В таблице 3 приведены характеристики адгезионного соединения материала трубы с дном при различном количестве катализатора ААЖ в клее. Колонки 2-4 соответствуют клею, который обеспечивает наиболее высокую прочность крепления и сравнительно малое время отверждения. Именно эти рецептуры использованы в примерах 1-4 осуществления изобретения и рекомендуются к применению.

В таблице 4 приведены характеристики бронечехла в зависимости от режимов отверждения инертного наполнителя - фенолформальдегидной смолы марки БЖ-1 и размеров частиц полученной из нее бакелитовой муки. Строка 2 соответствует режиму отверждения фенолформальдегидной смолы марки БЖ-1, который обеспечивает высокое качество бронечехла: отсутствие пористости и включений неизмельченной смолы, выходящих за пределы 0,045-0,28 мм. Именно этот режим был использован в примерах 1-4 осуществления изобретения и рекомендуется к применению.

Промышленная применимость: использование при серийном изготовлении зарядов к ЗУР ПЗРК.

Таблица 1

Характеристики клеевого состава при различных соотношениях компонентов (примеры)

Наименование компонента

Содержание компонентов в составе, мас.%

1

2

3

4

5

6

7

Каучук низкомолекулярный бутадиеннитрильный с концевыми карбоксильными группами (СКН-10КТР)

51,24

43,44

38,44

33,59

39,19

39,98

46,47

Смола эпоксидная хлорсодержащая четырехфункциональная (ЭХД)

5,12

8,69

9,60

9,24

7,84

7,99

6,97

1,3 - фенилендиамин

0,08

0,07

0,06

0,06

0,07

0,06

0,10

Углерод печной технический негранулированный (П-803)

2,56

4,35

5,77

6,72

5,88

4,0

9,29

Моноэтиловый эфир этиленгликоля

41,00

43,45

46,13

50,39

47,02

47,97

37,17

Вязкость по вискозиметру ВЗ-246 (диаметр сопла 4 мм) при температуре (20±0,5)°С, не более

110

135

160

170

135

160

210

Прочность адгезионного соединения топливо-клеевой состав-бронечехол, МПа

0,8-1,2

0,9-1,3

1,6-1,8

1,6-2,0

1,6-1,9

1,0-1,3

1,0-1,1

Характер разрушения

Адгезион

ный

Адгезион

ный

Когезионный по топливу

Когезионный по топливу

Когезионный по топливу

Адгезион

ный

Адгезион

ный

Таблица 2

Прочность адгезионного соединения топлива с бронечехлом в зависимости от количества нанесенного клеевого состава

Количество клеевого состава, г/см 2

Прочность адгезионного соединения, МПа

Характер разрушения

1

0,1

0,7-0,8

Адгезионный

2

0,05

0,8-1,0

Адгезионный

3

0,025

1,0-1,2

Адгезионный

4

0,013

1,3-1,4

Адгезионный

5

0,007

1,6-2,0

Когезионный по топливу

6

0,003

1,6-2,0

Когезионный по топливу

Таблица 3

Характеристики адгезионного соединения трубы с дном при различных количествах 10% раствора ААЖ в ацетоне (примеры)

Наименование компонента

Содержание компонентов в составе, мас.%

1

2

3

4

5

Каучук низкомолекулярный СКН-10КТР

33,59

38,44

33,59

39,19

33,59

Смола эпоксидная хлорсодержащая четырехфункциональная (ЭХД)

9,24

9,60

9,24

7,84

9,24

1,3- фенилендиамин

0,06

0,06

0,06

0,07

0,06

Углерод печной технический негранулированный (П-803)

6,72

5,77

6,72

5,88

6,72

Моноэтиловый эфир этиленгликоля

50,39

46,13

50,39

47,02

50,39

Количество 10% раствора ААЖ в ацетоне, % (сверх 100%)

10

18

20

22

30

Время отверждения, мин

30-40

15-20

15-20

15-20

5-10

Прочность адгезионного соединения дно -клеевой состав - труба, МПа

10-14

20-23

25-28

22-28

15-18

Характер разрушения

Адгезионный

Когезионный по клею, частично по бронечехлу

Когезионный по клею, частично по бронечехлу

Когезионный по клею, частично по бронечехлу

Когезионный по клею

Таблица 4

Качество бронечехла в зависимости от режимов отверждения фенолформальдегидной смолы марки БЖ-1 и размеров частиц бакелитовой муки.

п/п

Температура отверждения фенолформальдегидной смолы марки БЖ-1,°С

Внешний вид отвержденной смолы

Размер частиц бакелитовой муки, мм

Характерные полосы поглощения в ИК-спектре, см -1

Качество бронечехла

1

80-170 (ступенчатый)

Монолит

0,045-0,56

2363-2341

Отдельные включения недостаточно измельченной смолы, пористость

2

80-200 (ступенчатый)

Вспененная масса

0,045-0,28

2363-2341 отсутствуют

Отсутствие включений и пористости

Примечание:

1. Полосы поглощения в ИК-спектре бакелитовой муки (2363-2341 см -1 ) свидетельствуют о присутствии продуктов окисления фенолформальдегидной смолы, ускоряющих процессы разложения смолы в процессе вулканизации резиновой смеси с выделением продуктов пиролиза, в том числе газообразных, которые вызывают появление пористости в готовом изделии - бронечехле.

2. Отверждение фенолформальдегидной смолы марки БЖ-1 проводилась по следующим ступенчатым режимам:

1 (80±5)°С - 20 мин, (100±5)°С - 10 мин, (110±5)°С - 30 мин, (120±5)°С - 60 мин, (150±5)°С - 30 мин, (160±5)°С - 60 мин, (170±5)°С - 120 мин.

2 (80±5)°С - 20 мин, (100±5)°С - 10 мин, (110±5)°С - 30 мин, (120±5)°С - 60 мин, (150±5)°С - 30 мин, (180±5)°С - 60 мин, (200±5)°С - 120 мин.

Формула изобретения

1. Способ изготовления малогабаритных зарядов смесевого ракетного твердого топлива (СРТТ), включающий подготовку окислителя со смешиванием и усреднением, его фракций, приготовление топлива, содержащего взрывчатое вещество (ВВ), преимущественно гексоген, формование зарядов заливкой топливной массы в изложницы с предварительно установленными в них калиброванными бронечехлами из резиноподобного материала на основе бутадиеннитрильного каучука и теплопроводящими элементами (ТПЭ), отверждение, распрессовку и дефектоскопирование зарядов, отличающийся тем, что перед установкой в изложницу на внутреннюю поверхность бронечехла наносят клеевой состав, который сушат для удаления растворителя, после сушки внутри бронечехла закрепляют предварительно собранные ТПЭ, при этом полимерную основу топлива и клеевого состава составляет бутадиеннитрильный каучук с концевыми карбоксильными группами, а используемый клеевой состав содержит следующие компоненты, мас.%:

Каучук низкомолекулярный бутадиеннитрильный с

концевыми карбоксильными группами (СКН-10КТР)

33,59-39,19

Смола эпоксидная хлорсодержащая

четырехфункциональная (ЭХД)

7,84-9,60

1,3-фенилендиамин

0,06-0,07

Углерод печной технический негранулированный (П-803)

5,77-6,72

Моноэтиловый эфир этиленгликоля

Остальное

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что клеевой состав наносят на поверхность бронечехла из расчета 0,003-0,007 г/см 2 .

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при использовании составного чехла, состоящего из сферического дна и трубы, перед нанесением клеевого состава дно и трубу состыковывают, на время сушки клеевого состава их разъединяют, а перед закреплением в бронечехле предварительно добранных ТПЭ трубу и дно скрепляют клеевым составом.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что сушку клеевого состава осуществляют при температуре 15-35°С не менее суток в токе осушенного воздуха с точкой росы минус 40°С.

5. Способ по п.3, отличающийся тем, что для скрепления деталей бронечехла используют рецептуру клеевого состава, нанесенного на внутреннюю поверхность бронечехла, с добавлением 10%-ного раствора ацетилацетоната железа (ААЖ) в ацетоне в количестве 18-22%.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что операция сборки ТПЭ включает сборку его составных частей: серебряной проволоки, зацепа, служащего для скрепления ТПЭ с дном бронечехла, и стальной пружины, которая служит для натяжения ТПЭ в собранном бронечехле.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что в материале бронечехла используют бакелитовую муку в качестве термостойкого наполнителя, полученную путем отверждения фенолформальдегидной смолы по ступенчатому режиму, предусматривающему температуру отверждения от 80 до 200°С, с последующим измельчением до получения сыпучего материала с размером частиц в пределах 0,045-0,28 мм.

8. Технологическая линия изготовления малогабаритных зарядов СРТТ, включающая устройство для смешивания и усреднения фракций окислителя, установку для взятия навески взрывчатого вещества, узел подготовки изложниц, камеру полимеризации и рентгенотелевизионную установку, размещенные в отдельных зданиях, транспортными линиями связанных с основным зданием, где расположены вертикальный смеситель со съемным корпусом, полуавтоматическая установка для формования топлива в изложницы, контейнер для порошка алюминия и емкости с жидковязкими компонентами, при этом узел подготовки изложниц включает последовательно размещенные установку для нанесения клея, устройство подготовки и сборки ТПЭ, стенд для установки и закрепления ТПЭ и установку для сборки бронечехла с изложницей.

9. Технологическая линия по п.8, которая для безопасного взятия навески взрывчатого вещества содержит поворотный, промежуточный и транспортные бункеры с вибраторами.

10. Технологическая линия по п.8, в которой установлен контейнер для дозирования навесок окислителя и устройства для смешивания и усреднения фракцией окислителя.

11. Технологическая линия по п.8, в которой имеется рентгенотелевизионная установка с атласом дефектов заряда.

РИСУНКИ