针刺火帽生产工艺.docx

课程设计说明书题目：针刺火帽HZ-35工艺设计专业：特种能源技术与工程队员：王超逸陈海洋翟思源杨强李岩指导教师：郝志坚能源与水利学院2016年11月分工翟思源，火帽的结构与尺寸确定陈海洋，药剂的选择和配方的确定，制作ppt李岩，火帽的使用条件和发火机理杨强，火帽的装配工艺流程图，说明书王超逸，火帽成品检验的内容和要求，说明书1 火帽结构和尺寸的确定针刺火帽的直径一般为3-6mm，高度为2-5mm。针刺火帽由击针刺入发火，会有一部分能量消耗在盖片上。所以该片厚度越厚硬度越大，在盖片上消耗的能量越多，火帽的感度随之下降，因此，本设计盖片不应较厚，盖片所用材料硬度不应较大。其示意图如图1.1。图1.1 针刺火帽结构示意图1-火帽壳；2-盖片；3-加强套；4-虫胶漆；5-击发药因为盖片和火帽壳应采用过盈配合，火帽壳和加强套也应采用过盈配合，所以盖片的外径应略大于火帽壳的内径，火帽壳的外径应略大于加强套的内径。由于铝盖片比铜盖片感度高，且铝的单位价格小于铜的单位价格，所以HZ-35的盖片以铝为材料。铜的延展性高，加强套和火帽壳以铜为材料可使加强套和火帽壳在装配时能更容易装配。2击发药配方设计2.1击发药的组成击发药中有氧化剂、可燃剂及起爆药。点火能力既然主要靠氧化剂和可燃物间的反应，那么要使它们点火能力强，就得使它们在反应时放出最大能量。要使它们放出最大能量，首先，要选择含氧量多的氧化剂及燃烧热大的可燃物来组成击发药。其次，击发药中应用足够的氧化剂，使氧化剂和可燃剂进行完全反应，既它们在药剂中的比例要大，而且配比要恰当。良好的点火能力要求有一定的固体和液体生成物，为此应考虑生成物的熔点和沸点。点火能力强还要有一定的持续时间，而起爆药的爆炸反应快，因此单一的起爆药不能作为火冒的击发药。在药剂中加入起爆药是为了保证感度的要求，而不是点火能力的要求，在保证感度的要求下应尽量少加起爆要。2.2击发药的物理状态点火能力主要取决于氧化剂与可燃物间的反应。击发药是非均相反应，因此反应与药粒大小有关。反应速度主要取决于击发药中不活泼成分，而氯钾属于活泼的氧化剂，因此，主要取决于硫化锑地粒度。一般粒度大，反应持续时间长，点火能力大。另外，粒度大，感度均一性就差。为了解决这一矛盾，可用细粒的硫化锑，经过造粒来增大粒度，从而既保证了点火能力又不影响感度。2.3药剂的密度和量药剂量增大使火焰持续时间增长，点火能力增强。引信火冒的击发药的量一般为0.13~0.22g,也有少到0.032g的。一般密度大点火能力就大。应为密度大，燃速小，燃烧持续时间长，同时燃烧时药粒不易喷射。但是密度增大到一定程度后它的影响就不大了。本次课程设计击发药的量为0.18g。密度为87.378g/cm3。2.4环境条件被点燃对象放置的距离（如果是通道，则通道的长度、宽度、曲折表面粗糙度等情况，以及通道中有无小孔等）和环境的温度、气体压力等都对点燃的难易程度有影响。其原因是显而易见的，如通道长、曲折多、通道截面半径小、内壁不光滑等对火冒点火能力提出更高的要求。环境主要指温度和气压。总的来说，气压低不容易点燃，温度低，点燃也较难。2.5击发药的组成本次课程设计的击发药由四氮稀、三硝基间苯二酚铅、硝酸钡、硫化锑、二氧化铅、PETN组成。其组分百分比如下表3.1表3.1 击发药的配方名称四氮稀三硝基间苯二酚铅硝酸钡硫化锑二氧化铅PETN百分比中，四氮烯保证击发药的感度，但是四氮烯发热量小，不足以分解氧化剂，故添加三硝基间苯二酚铅来提高能量。硝酸钡的分解温度较高，放氧速度比较慢，故击发药中三硝基间苯二酚铅的含量比较高，用二氧化铅来加强硝酸钡的作用。作为氧化剂，它的加入可以提高火冒感度。硫化锑和PETN做为可燃剂。2.6击发药的氧平衡计算目前击发药配方以零氧和负氧为主，所以本次课程设计进行氧平衡验证由以上计算结果本次课程设计击发药的氧平衡为：所以本配方符合击发药氧平衡的相关要求。3针刺火帽的发火机理和使用条件3.1发货机理引信中的火帽绝大部分是针刺火帽，当击针刺入火帽时，先通过盖片，再进入压紧的药剂，针刺起爆是由针尖端刺入压紧的药剂中引起的，这一过程看成是冲击和摩擦的联合作用过程。但是主要是摩擦使机械能转变成热能的。当击针刺入药剂时，一方面药剂为腾出击针刺入的空间而受到挤压，试药粒之间发生摩擦，另一方面击针和药剂的接触面上也有摩擦，当击针撞击时，在击针的表面和药剂中有棱角的地方形成应力集中现象产生“热点”。热点的温度很高，当温度足够高并能维持一段时间火帽就会被起爆。归纳为击针刺击—帽壳变形—应力集中—产生“热点”—击针刺入药剂一定深度，“热点”达到一点温度，维持了一定时间—感度大的药剂分解—整个药剂激起爆炸变化。机理分内外两个因素，内在因素有药剂的性质、药剂的感度、外界因素