Введение к работе
Принятые международные соглашения по разоружению обязывают уделять особое внимание сокращению численного состава армий, утилизации накопленных и невостребованных боеприпасов.
Учитывая важность работ в этой области, правительство России утвердило в 1994 г. "Федеральную программу промышлетгой утилизации вооружения и военной техники на период до 2000 года", важным моментом которой является демонтаж боеприпасов, утилизация взрывчатых веществ (ВВ), смесевых твердых топлив (СТТ), пороха и других материалов, получаемых при разделке боеприпасов.
Актуальность темы диссертационной работы обусловлена, прежде всего, обязательностью выполнения международных соглашений по конверсионным программам; ограниченностью срока хранения боеприпасов, за пределами которого они утрачивают свои качественные характеристики, становятся опасными в использовании, обращении и хранении; появлением значительных накоплений невостребованных боеприпасов в результате создан к;, новых, модернизации и одновременного снятия с вооружения устарев^»: образцов ствольных систем.
Работа направлена на сбережение сырьевых и энергетических ресурсов, повышение безопасности хранения вооружений, уменьшение возможностей загрязнения атмосферы и водоемов, получение дополнительной продукции промышленного назначения.
-
Разработка технологии утилизации оружейных патронов, позволяющей переработать их компоненты во вторичную товарную продукцию при экологических и эксплуатационных ограничениях;
-
Создание автоматизированных станков и технологического оборудования, основанных на методологии разработки комплекса оборудования для разделки патронов (КОРП), базирующейся на функционально-морфологическом подходе, системотехнике машиностроительного производства и модульном представлении производственно-технической системы (ПТС).
-
Поиск возможных путей повышения качества разделки выстрелен унитарного заряжания (УЗ) на основе современных тенденций развития технологии промышленной утилизации вооружения и военной техники.
-
Развитие теоретических положений по расчету технических параметров и проектированию автоматизированного оборудования для разделки оружейных патронов, а также для переработки их компонентов.
-
Систематизация способов разделки унитарных патронов, оценка их эффективности.
-
Поиск и разработка новых технических решений устройств и механизмов разделки унитарных патронов, утилизации их компонентов на базе систематизированных способов и современной теории конструирования в виде процедур и операций проектирования.
-
Разработка рекомендаций по модернизации известных технических решений путем агрегатирования, использования структурно-параметрической оптимизации при эксплуатационных ограничениях.
-
Экспериментальное исследование механизмов и процессов, имеющих место при разделке выстрелов УЗ и переработке их компонентов на основе теоретических положений.
-
Апробация результатов и внедрение разработанных технологий и автоматизированных станков для утилизации унитарных оружейных патронов в промышленное производство.
Решения ряда новых задач, поставленных в работе, базируются на основных положениях технологии машиностроения, аналитической геометрии, сопротивления материалов, газодинамики. Созданные методики расчета устройств КОРП УЗ согласуются с опытом их создания и дальнейшего совершенствования технологического оборудования для утилизации боеприпасов. Развитые автором теоретические положения проектирования устройств КОРП УЗ, основываются на известных процедурах проектирования, физического и математического моделирования-Результаты эксперимента и испытаний анализировались и сопоставлялись с известными экспериментальными дашінми других исследований по аналогичным устройствам.
-
Системный анализ путей повышения эффективности технологического оборудования для утилизации унитарных оружейных патронов, на основе которого сделан вывод о необходимости создания и широкого использования КОРП с рекуперацией компонентов.
-
Системный анализ типов оборудования для утилизации выстрелов УЗ, позволивший принять решение о перспективах развития самостоятельной отрасли — промышленной утилизации вооружения и военной техники.
-
Методология проектирования КОРП УЗ на основе современных концепций проектирования и обобщенного опыта проектных работ.
-
Методики расчета параметроь автоматизированного оборудования для разделю! выстрелов УЗ: силовых характеристик разрушения гладкого соединения снаряд-гильза (ССГ) от приложения растягивающей нагрузки вдоль оси, параметров разрушения ССГ от приложения изгибающей нагрузки, направления действия реакции упора на снаряд и величины плеча изгибающего момента в функции угла разворота снаряда в ССГ, вихревого течения продуктов сгорания в кольцевом канале при прожиге трассирующего состава. Теоретические положения по расчету наиболее важных характеристик оборудования для прогрессивного способа разделки унитарных выстрелов изгибающими усилиями: угла разворота снаряда в дульце гильзы, максимального перемещения патрона с затвором в осевом направлении и перемещения упора по боковой поверхности снаряда при пластическом деформировании ССГ в зависимости от геометрии снаряда и узла разделки выстрела.
-
Математические модели процессов получения катодных меди и цинка на основе регрессионного анализа и комплексного факторного эксперимента по отработке технологии жидкостной электроэкстракции латунных гильз в цветные металлы; экспериментальные данные о значениях изгибающего момента в функции угла разворота снаряда в дульце гильзы, об упругих и пластических деформациях материала гильзы, об их соотношениях при силовом пагружении ССГ, а также о влиянии динамичности процесса разделки на ее качественные показатели.
-
Способы разделки оружейных патронов УЗ и их компонентов (снаряда, гильзы, пороха и ВВ) с использованием закономерностей технического развития, эвристических принципов и банка известных физических эффектов, способствовавших созданию на уровне изобретений оборудования для утилизации унитарных выстрелов и переработки их компонентов: автоматизированного стана для разделки выстрелов УЗ типа АМ-23 (АСРВ УЗ-23) производительностью 5400 выстрелов в час; сменных автоматизированных блоков к станку АСРВ УЗ-23 для разделки унитарных выстрелов типа ЗУ калибров 12,7 и 14,5 мм производительностью 6000 выстрелов в час; автоматизированного устройства для вывинчивания взрывателя снаряда производительностью 300 снарядов в час; автоматизированного устройства для прожигания трассирующего состава производительностью 240 снарядов в час.
-
Методика формирования показателей качества (ПК) и критериев оценки эффективности КОРП, определяющая систему ПК, объективно анализирующая состав автоматизированного оборудования, благодаря чему можно выбрать наиболее прогрессивный и экономически целесообразный вариант комплекса.
8. Универсальный, компактный, мобильный, с замкнутым циклом пере
работки, экологически и экономически выгодный КОРП с переработкой ком
понентов выстрела во вторичную товарнуюпродукцшо высокого качества.
-
Для системного решения проблемы — комплексной утилизации оружейных патронов, автором создана классификация типов оборудования для разделки выстрелов УЗ, благодаря чему удалось провести систематизацию не только типов оборудования, но ч способов утилизации, а также состава компонентов, получаемых в результате разделки унитарных выстрелов. На основе анализа способов разделки унитарных выстрелов впервые созданы защищенные свидетельствами на полезные модели технические решения автоматического станка и двух сменных блоков к нему для разделки оружейных патронов, устройство для свинчивания головного взрывателя снаряда, двух устройств для прожига трассирующего состава.
-
Автором впервые представлены теоретические положения по определению параметров разрушения ССГ при изгибающем нагружении; угла разворота снаряда в дульце гильзы и максимального перемещения патрона с затвором в осевом направлении; перемещения упора по боковой поверхности снаряда при пластическом деформировании ССГ; расчета направления действия реакции упора на снаряд и плечо изгибающего момента; расчета вихревого течеїшя в кольцевом канале при прожиге трассирующего состава; обобщенной методики, содержащей алгоритм расчета указанных характеристик, благодаря чему созданы программные продукты для комплексного расчега параметров проектируемого оборудования;.
-
Впервые приведены результаты экспериментальных исследований и испытаний ряда автоматизированных устройств и механизмов КОРП — станка для разделки выстрелов унитарного заряжания типа АМ-23 (АСРВ УЗ-23) способом изгибающих усилий, двух сменных блоков к станку АСРВ УЗ-23 для разделки унитарных патронов типа ЗУ калибров 12,7; 14,5 мм; устройств для свинчивания головного взрывателя снаряда и прожига трассирующего состава.
-
Новыми являются результаты экспериментального исследования: зависимости изгибающего момента от величины угла разворота снаряда в дульце гильзы при разделке выстрела способом изгибающих моментов; значений упругих и пластических деформаций материала гильзы, а также их соотношения при силовом деформировании ССГ; зависимости влияния динамичности процесса разделки на ее качественные показатели, что позволяет установить оптимальные силовые параметры оборудования и темп разделки унитарных оружейных патронов.
-
Впервые комплексно исследован процесс жидкостной электроэкстракции цветных металлов из латунных гильз, выполнена его оптимизация с учетом эксплуатационных ограничений.
6. Впервые разработана методика формирования ПК и критериев
оценки эффективности КОРП, что позволяет выбрать наиболее прогрес
сивный и экономически целесообразный состав технологических операций
и оборудования.
-
Разработанные в диссертационной работе новые положения теории конструирования в виде процедур и операций проектирования, классификации технологического оборудования, методики поиска технического решения позволяют повысить эффективность проведения ІШОКР, найти конструктивные решения при разработке новых образцов н устройств КОРП.
-
Полученные автором решения задач теории расчета и моделирования устройств КОРП существенно сокращают объем исследований, снижают затраты материальных ресурсов на отрабстку разрабатываемых изделий.
-
Разработанные на уровне изобретений конструктивные схемы устройств КОРП повышают ПК известных устройств оборудования для разделки выстрелов УЗ, улучшают их тактико-технические характеристики (ТТХ).
-
Результаты экспериментальных исследований устройств КОРП, явлений и процессов, сопровождающих разделку выстрелов и переработку их компонентов представляют методологическую основу для проектирования новых и модернизации известных устройств и агрегатов технологического оборудования по утилизации унитарных оружейных патронов.
Результаты работы внедрены на ДОАО "Ижевский оружейный завод" з виде автоматизированного станка для разделки унитарных выстрелов типа АМ-23; технологической и проектно-конструкторской документации по разработке и изготовлению оборудования для разделки выстрелов УЗ; рекомендаций по техническому обслуживанию; правил эксплуатации; методик ремонта и переналадки оборудования.
Основные положения и результаты работы докладывались:
в управлении № 17 (утилизации вооружения и военной техники) МО РФ;
в управлении № 5 ГРАУ МО РФ;
в Красноармейском НИИ механизации;
на Чапаевском опытном заводе испытательных приборов;
на международной научно - практической конференции "Проблемы системного обеспечения качества продукции промышленности";
на НТС ассоциации "Приоритет", комплексной целевой программы "Ассоциация" Министерства общего и профессионального образования РФ;
на научных конференциях ИжГТУ.
"Устройство для демонтажа стрелково-пушечных патронов" [19] в составе экспозиции Российского «Союзнатента» демонстрировалось на Всемирном Салоне изобретений «Брюссель Эврика '97».
Основное содержание диссертации отражено в 26 работах, в том числе получено 5 свидетельств на изобретения.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ
Похожие диссертации на Разработка технологии и автоматизированного оборудования для комплексной утилизации оружейных патронов
