一種大型炮彈底螺拆卸機(jī)的液壓系統(tǒng)李耿立智兆華呂永進(jìn)2（1河北科技大學(xué)機(jī)電一體化中心，河北石家莊050054；2.石家莊西格瑪科工貿(mào)有限公司，河北石家莊安全性和實(shí)用性。

　　1997年，筆者和信息產(chǎn)業(yè)部電子第XX研究所合作，研制了大型炮彈（100130mm）液壓底火、底螺拆卸機(jī)。該機(jī)液壓系統(tǒng)由筆者研制，現(xiàn)簡(jiǎn)介如下。

　　大型炮彈造價(jià)高，有的彈筒使用了貴金屬銅合金。通常的維修方式是更換炸藥，重新裝配；只有少數(shù)不能拆卸的，才用其它方法（如水力切割）破壞。彈頭重約3040kg，前部是引信，中間裝炸藥，其后部旋入一個(gè)細(xì)牙大螺堵，通稱底螺。底螺外端面有兩個(gè)深約15mm的盲孔，供裝卸時(shí)插入柱銷旋轉(zhuǎn)底螺用，其孔徑隨彈種不同變化范圍為810mm.彈筒約有10kg，形如略帶錐度的長圓筒，其后部也有一小螺堵，通稱底火。底火結(jié)構(gòu)同底螺相似，拆卸方式也相似。故兩機(jī)及其液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、動(dòng)作、原理差不多，只不過拆底火時(shí)，力矩??；由于彈筒薄，夾緊力不能過大。本文只介紹底螺拆卸機(jī)的液壓系統(tǒng)。

　　原有的機(jī)械傳動(dòng)的底螺拆卸機(jī)，采用電機(jī)-減速箱-底螺卡爪結(jié)構(gòu)。因機(jī)械傳動(dòng)力矩難以限定，曾發(fā)生底螺拆不下，而底螺卡爪上的柱銷硬性轉(zhuǎn)動(dòng)，把底螺刮成深槽，幾乎釀成大禍的事情。而使用液壓系統(tǒng)，底螺拆卸機(jī)的力矩可以很方便地限定，不怕悶車，安全性要好得多。

　　液壓底螺拆卸機(jī)的結(jié)構(gòu)圖見，液壓原理圖見。其工作循環(huán)如下：先由操作人員啟動(dòng)液壓系統(tǒng)；把彈頭抬上小車，順軌道推到夾緊缸下。該處設(shè)有滾柱托輪，在托輪上轉(zhuǎn)動(dòng)彈頭，使底螺盲孔對(duì)準(zhǔn)并套到底螺卡爪柱銷上；使夾彈缸下行，夾緊彈體；操作人員離開拆彈間現(xiàn)場(chǎng)；到控制室啟動(dòng)油馬達(dá)，旋松底螺；底螺卡爪后邊有一彈簧把它推向彈頭，使其旋轉(zhuǎn)時(shí)柱銷不會(huì)脫出，且可隨著底螺旋出而逐漸后退；接近開關(guān)記錄底螺旋出的圈數(shù)，到預(yù)定值時(shí)（確保底螺已經(jīng)完全拆下），馬達(dá)停止；操作人員回來，松開夾彈缸；取走底螺和彈頭。整個(gè)過程中，夾、松彈頭有人在場(chǎng)，拆底螺時(shí)，人離開到安全的地方，用錄象頭監(jiān)控。

　　設(shè)計(jì)前筆者曾反復(fù)測(cè)試了拆卸力矩。蘇制炮彈力矩不大于1Nm，國產(chǎn)彈則差別較大，有的甚至在大扳手上加1.5m套筒，人整個(gè)壓上去也拆不動(dòng)。這是因?yàn)殂T接底螺時(shí)，把螺紋損壞所致。為兼顧安全和能拆大多數(shù)炮彈，經(jīng)與有關(guān)人員協(xié)商，最大拆卸力矩定為3000Nm；因大炮彈數(shù)量不多，對(duì)效率沒有要求，轉(zhuǎn)速定為20r/min，比原機(jī)（為15r/min）略快。液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和元件選型與通常類似，不再贅述，僅簡(jiǎn)介其特點(diǎn)：拆底螺時(shí)，其最大扭矩發(fā)生在剛拆的一瞬間（第一扣），此時(shí)馬達(dá)處于“悶車”狀態(tài)，所需流量極小。底螺轉(zhuǎn)動(dòng)以后，扭矩會(huì)一下子降下來。故液壓系統(tǒng)采用一個(gè)雙聯(lián)齒輪泵構(gòu)成高低壓雙泵回路。（也可用一個(gè)變量柱塞泵，但造價(jià)較高，維護(hù)困難）。

　　整個(gè)過程輔助時(shí)間較長，為降低能耗，減少發(fā)熱，高、低壓栗均采用了電磁溢流閥。夾彈后，由雙向液壓鎖保持夾堅(jiān)壓力，高、低壓泵都卸荷。開始拆底螺時(shí)，馬達(dá)啟動(dòng)，兩泵停止卸荷。這時(shí)由裝在馬達(dá)油路上的壓力繼電器控制低壓大流量泵卸荷或工作。

　　原來準(zhǔn)備把液壓站放在其他房間，只把執(zhí)行機(jī)構(gòu)放在拆彈間，孰料拆彈間的鋼筋水泥墻厚達(dá)2m，打洞走管不易；而繞過兩重鐵門布置，走管又太長，易造成管路振蕩。故液壓站也放在拆彈間，但盡量遠(yuǎn)離底螺拆卸機(jī)且電機(jī)采用防爆式電機(jī)；電磁閥（其線圈全封裝在塑料殼內(nèi)）的接線接牢后用樹脂固定；所有傳感器、接近開關(guān)全部選用了無觸點(diǎn)型的。

　　本機(jī)動(dòng)作雖簡(jiǎn)單，但因設(shè)有許多保障安全的傳感器，液壓回路也因?yàn)榭紤]安全和節(jié)能，而采用了電磁溢流閥和壓力繼電器，電氣接點(diǎn)較多。而對(duì)不同彈種，其底螺的大小、厚薄均不一樣，需要調(diào)節(jié)的環(huán)節(jié)較多。故電氣采用了PLC控制。電氣控制柜和監(jiān)視器均在控制室放置。

　　因?yàn)槭鞘状沃圃欤行﹨?shù)尚需摸索，為了隨時(shí)更換、調(diào)整油路或液壓元件；又顧及美觀和緊湊，液壓閥全部采用了疊加閥。

　　夾彈缸回路和馬達(dá)回路各設(shè)有溢流閥作為安全閥。

　　本機(jī)采用了雙向液壓馬達(dá)，故也可用于裝底螺，但要在馬達(dá)回油路上設(shè)壓力繼電器及接近開關(guān)（計(jì)圈數(shù)），以便在扭矩超限或到達(dá)預(yù)定圈數(shù)時(shí)（稍延時(shí)）及時(shí)停轉(zhuǎn)。驗(yàn)收時(shí)，有關(guān)部門曾提出試試此功能。因原任務(wù)書未提出要求，機(jī)上沒有這些安全措施，結(jié)果底螺擰到位沒能及時(shí)停轉(zhuǎn)，底螺卡爪上兩只512柱銷均被切斷。

　　經(jīng)試拆教練彈、真彈，兩機(jī)于1999年底通過有關(guān)部門驗(yàn)收，投入使用。（下轉(zhuǎn)第9頁）（上接第2頁）多次獲得國家發(fā)明獎(jiǎng)和科技進(jìn)步獎(jiǎng)的篼新技術(shù)成果，1996年在寧晉縣建廠，使太陽能電池用硅半導(dǎo)體材料生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。后又與日本松宮公司進(jìn)行合資，使其生產(chǎn)規(guī)模成為東南亞最大的太陽能單晶硅廠，其產(chǎn)品90%以上銷往國外，目前在寧晉縣縣城外一座以太陽能硅材料生產(chǎn)、加工和服務(wù)為內(nèi)容的工業(yè)區(qū)已初具規(guī)模。

　　到目前，我校已與保定市、唐山市、邯鄲市和邢臺(tái)市等9個(gè)省轄市人民政府簽訂了全面合作協(xié)議；與76個(gè)縣級(jí)人民政府簽訂了全面協(xié)議；與邯鋼、保定天威集團(tuán)、石家莊制藥集團(tuán)、寶碩集團(tuán)、宣工等20多個(gè)大型企業(yè)簽定了全面合作協(xié)議，先后在企業(yè)共建工程技術(shù)中心9個(gè)，在校內(nèi)共建3個(gè)研究所，基本上形成了多層次的產(chǎn)學(xué)研合作網(wǎng)絡(luò)。