石油射孔彈壓絲固定新工藝分析
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摘要：針對(duì)石油射孔彈彈殼壓絲固定工藝進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì)，根除了長(zhǎng)期以來的傳統(tǒng)黏接固定工藝諸多弊端。通過機(jī)械、液壓、電氣、安全設(shè)計(jì)，利用現(xiàn)有裝備完成了配套裝置改造，使射孔彈生產(chǎn)工序更合理，減少了射孔彈生產(chǎn)周期，節(jié)約人工成本和生產(chǎn)成本，改造后獲得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
關(guān)鍵詞：壓絲固定新工藝；黏接固定工藝；機(jī)械固定工藝；擠壓塑性變形；過盈配合原理
石油射孔彈彈殼壓絲在射孔彈上是一個(gè)最不起眼的零件，但作用極其重要。它不僅將射孔彈和導(dǎo)爆索固定在彈架上，而且將導(dǎo)爆索壓緊在射孔彈的導(dǎo)爆索槽中，使導(dǎo)爆索與射孔彈傳爆孔緊密結(jié)合，確保兩者的炸藥直接作用使射孔彈爆轟起爆，如圖1。壓絲固定是射孔彈制造的一道工序，傳統(tǒng)工藝采用配膠黏接法進(jìn)行黏接，之后放置，待膠固化之后再進(jìn)入下序。射孔彈和導(dǎo)爆索之間的距離決定著其起爆能量的大小，當(dāng)射孔彈傳爆孔與導(dǎo)爆索距離較大時(shí)（大于6mm）可能無法起爆射孔彈，即使起爆也由于能量不足導(dǎo)致射孔彈炸藥不完全爆轟，從而降低產(chǎn)品性能。射孔彈運(yùn)輸、裝配，然后，運(yùn)到施工場(chǎng)地，要承受震動(dòng)。如果壓絲的黏接強(qiáng)度不夠，形成壓絲脫落、松動(dòng)或變形，使導(dǎo)爆索與射孔彈之間的間隙增大，影響射孔起爆，甚至無法起爆，嚴(yán)重時(shí)，會(huì)造成射孔事故。這種方法存在以下弊端：（1）耐高溫性能較差。曾發(fā)生井下射孔作業(yè)過程中壓絲脫落的質(zhì)量事故。（2）不利于環(huán)保。黏壓絲后需滯留12小時(shí)以上，待膠固化后進(jìn)行下序，生產(chǎn)周期長(zhǎng)。膠水有氣味，工作環(huán)境差。剩余用膠需專業(yè)特殊處理。（3）壓絲黏接消耗人工和原材料成本偏高?；谝陨显?，決定對(duì)現(xiàn)有射孔彈殼壓絲固定工藝進(jìn)行創(chuàng)新改造。
1總體方案
總體方案從新工藝研制、工裝設(shè)計(jì)、生產(chǎn)裝備三個(gè)方面突破傳統(tǒng)黏接法的模式，對(duì)彈殼壓絲固定工藝創(chuàng)新，擬采用機(jī)械固定工藝——利用液壓壓力將壓絲和彈殼牢固地?cái)D壓連結(jié)成一體。壓絲固定后，其尺寸和形位公差達(dá)規(guī)定要求、抗拉力等指標(biāo)，達(dá)到射孔彈廠產(chǎn)品驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。工藝研制：采用新的方式——機(jī)械擠壓法，將壓絲和彈殼牢固地?cái)D壓連結(jié)成一體。工裝設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)壓絲固定專用工裝——胎具，胎具夾持壓絲后合壓，胎具凸模在液壓力作用下使壓絲和彈殼壓絲孔接合部得到所需要的金屬塑性變形。生產(chǎn)裝備：利用現(xiàn)有裝備從機(jī)械、液壓、電氣、安全幾個(gè)方面進(jìn)行同步配套改造。（1）工藝研制根據(jù)金屬冷擠壓塑性變形和過盈配合原理（如圖2，我們研制成功了一種擠壓式機(jī)械固定新工藝，其工藝流程為：將U形壓絲雙腳朝外裝入專用工裝胎具→將U形壓絲雙腳插入殼體壓絲孔中→合壓→脫模→完成，成品（如圖2）。這樣將壓絲固定工序由壓藥后提前到壓藥前進(jìn)行。（2）裝置設(shè)計(jì)。由凸模、外套、永磁鐵、彈簧、螺桿組成（如圖3），工裝組裝圖（如圖4），工裝設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo)：①尺寸和形位公差達(dá)圖紙規(guī)定要求（孔徑￠1.5mm，孔距6±0.3mm）。②材料CR12MOV，硬度HRC58～63。③耐用平均壽命2萬發(fā)/個(gè)。（3）生產(chǎn)裝備。設(shè)計(jì)思路：利用閑置舊沖床改造為半自動(dòng)液壓機(jī)3臺(tái)，年產(chǎn)220萬發(fā)。壓制力30kN，壓力設(shè)定1.2MPa。液壓缸缸徑180mm，行程200mm，底座、活塞桿分別通過軸瓦、法蘭與曲軸、拖板連接。安裝（如圖5）。
2應(yīng)用效果
新壓絲固定射孔彈已批量推廣應(yīng)用于中海油，已累計(jì)生產(chǎn)120萬余發(fā)射孔彈，效果良好。（1）社會(huì)效益方面。采用新工藝后，員工可避免接觸黏接用膠的氣味，而且縮短了成品彈生產(chǎn)，操作簡(jiǎn)單，改善職工工作環(huán)境。（2）經(jīng)濟(jì)效益方面。改造后不僅解決了現(xiàn)有黏接工藝存在的缺陷，而且提高了產(chǎn)品質(zhì)量，降低了人工成本和生產(chǎn)成本，每年創(chuàng)造57.2萬元的經(jīng)濟(jì)效益。詳細(xì)測(cè)算或評(píng)價(jià)依據(jù)：年節(jié)省原材料：黏膠1366公斤，42元/公斤，達(dá)5.7萬元，固化劑（1:5）273.2公斤，20元/公斤，達(dá)0.5萬元。共計(jì)6.2萬元。年節(jié)省人工成本：由原有9人減少到6人，節(jié)省3人，10萬/人，達(dá)30萬。年節(jié)省裝備：利舊設(shè)備，節(jié)省達(dá)21萬元。
3結(jié)語
石油射孔彈彈殼壓絲固定新方法思路獨(dú)特，裝置實(shí)用可靠，可使射孔彈生產(chǎn)工序更合理，減少射孔彈生產(chǎn)周期，節(jié)約人工成本和生產(chǎn)成本，為企業(yè)贏得可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。結(jié)論：該項(xiàng)技術(shù)目前處于射孔彈制造業(yè)壓絲固定工藝領(lǐng)先水平，既環(huán)保又節(jié)約，有一定的參考價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值，值得借鑒推廣。
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作者：李曉鋒 張?jiān)?原慶春 付萬鳳 單位：大慶油田射孔器材有限公司
