塑料成型加工用单螺旋挤压机

一、概论挤压是目前热塑性塑料成型加工中最广泛采用的一种方法,挤压过程就是利用特制的螺杆在加热的机筒内旋转,将来自料斗中的可塑性物料进行混炼、压缩、熔融、塑化并推送向前,最后克服反压力,通过机头和口模,挤压成所需形状的制品。在这过程中所采用的设备,称为螺旋挤压机。它广泛用于加工聚氯乙烯、聚     

双基药外摩擦系数测定方法

随着对双基药螺旋挤压机理的研究,建立若干双基药料加工性能试验是必要的。双基药的外摩擦系数就是其中之一。双基药的外摩擦系数是指,双基药在加工过程中与钢、铜等金属材料相接触时的摩擦系数。摩擦系数对于双基药的成型加工有实际意义,归纳起来可有以下几方面:1.摩擦与药料的轴向运动药料在螺压机中的复杂运动可以简化为旋转和沿螺杆的轴向移动。当螺杆旋转时,药料     

7.62毫米机步枪弹用双基小粒药的研制

一、前言7.62毫米机步枪弹用发射药为2/1樟单基药,该发射药生产工艺设备比较复杂;生产周期长;采用樟脑做钝感剂,致使火药在贮存后弹道性能变化较大;加之装药量都在1.6克左右,余量较小等缺点。为此我们研制了双基小粒药以期取代。双基小粒药(以下简称双粒药)以硝化棉、硝化甘油为主要组分,乙酸乙酯为溶剂,一号中定剂为钝感剂通过挤压成型。双粒药的主要工艺设备简单,生产过程大部分在水中进行,     

7.62毫米机步枪弹用双基小粒药的研制

一、前言7.62毫米机步枪弹用发射药为2/1樟单基药,该发射药生产工艺设备比较复杂;生产周期长;采用樟脑做钝感剂,致使火药在贮存后弹道性能变化较大;加之装药量都在1.6克左右,余量较小等缺点。为此我们研制了双基小粒药以期取代。双基小粒药(以下简称双粒药)以硝化棉、硝化甘油为主要组分,乙酸乙醇为溶剂,一号中定剂为钝感剂通过挤压成型。双粒药的主要工艺设备简单,生产过程大部分在水中进行,     

硝基胍七孔发射药挤压成型过程的数值模拟

为了获得不同挤压成型工艺条件对硝基胍七孔发射药成型质量的影响,首先用毛细管流变仪测得不同条件下塑化后的硝基胍发射药药料的流变参数,再用POLYFLOW软件模拟了发射药药料在七孔成型模具中的挤出过程。分析了溶剂比、挤出温度、体积流量对模具内的压力分布、模具出口截面处的速度分布及挤出发射药尺寸的影响,得到制备硝基胍七孔发射药的最佳成型工艺条件为:发射药药料与醇酮溶剂的比值0.22~0.24,挤出温度25~35℃,入口体积流量(0.58~1.0)×10-7 m3/s。     

双基药的热机曲线与加工

目前,双基药主要采用挤压成型,它包括柱塞式(水压)挤压成型和螺旋(螺压)挤压成型。后者由于实现了连续自控生产,以及能挤压较大尺寸的产品,因此,成为一种重要的成型方法。螺旋挤压成型是双基药料在温度和压力作用下的流动变形过程。双基药料本身具有热塑性,并有一定的结构强度,使它具备采用挤压成型的必要条件。双基药料的加工性能只有在一定的温度和外力作用下才能体现出来。     

双基药的热机曲线与加工

目前,双基药主要采用挤压成型,它包括柱塞式(水压)挤压成型和螺旋(螺压)挤压成型。后者由于实现了连续自控生产,以及能挤压较大尺寸的产品,因此,成为一种重要的成型方法。螺旋挤压成型是双基药料在温度和压力作用下的流动变形过程。双基药料本身具有热塑     

1,5-二叠氮基-3-硝基氮杂戊烷对硝化棉的溶塑作用

采用双滚筒炼胶压延机、扫描电镜、材料试验机等试验对比分析了叠氮硝胺发射药和双基发射药无溶剂法制备的工艺性能、发射药内部形貌、发射药静态力学性能等.结果表明,对于含氮量(质量分数)分别为12.6%、J3.0%的高氮量硝化棉,叠氮硝胺发射药比双基发射药的压延塑化温度、塑化遍数、成型压力均较低.1,5-二叠氮基-3-硝基氮杂...     

双基发射药的超声挤压

为了测量超声活化对N5和XM—33无溶剂双基火箭发射药挤压速率的效应,已经在一个2时(5厘米)实验挤压机上进行了挤压研究,结果发现,应用的超声功率达到180声瓦就可将N5发射药的挤压速率提高到15％～360％,将XM-33发射药的挤压速率提高到110％～315％,就每种发射药而言,单位压力下的挤压速率随超声功率的增加而增加,用半活性N4发射药进行的安全试验说明,超声功率的应用不会引起发射药的过热,即使在极端条件下也是不会的,已经用实验挤压过程中获得的数据充实了在15时(38厘米)产品挤压机上挤压MK43 2.75时火箭发射药粒的标准超声活化系统的设计。     

入口流量对变燃速发射药交界面位置影响数值计算

在间断式变燃速发射药成型工艺生产条件下,探索内外层入口流量变化及关系对发射药内外层交界面尺寸的影响,采用Bird-Carreau方程描述单基发射药的流变学特征,利用有限元方法模拟两种熔体在共挤出流道内的三维等温流动。研究表明:内外层交界面随着内芯皮料流量比值的变化呈线性关系,在50∶1时所得模拟结果与实际挤出药粒截面尺寸的最大相对误差为8.3%,在工程允许误差范围内,可以指导间断式双层变燃速发射药的实际生产。     

降低发射装药弹道温度系数技术的国内外研究进展

论述了国内外降低发射装药弹道温度系数技术的研究进展,主要包括采用机械压扁技术、包覆技术、表面包覆双基(SCDB)发射药技术、挤压浸渍(EI)技术、挤压复合低敏感(ECL)技术等实现燃面补偿可以降低发射装药弹道温度系数;对低温度系数(LTC)发射药的药型进行设计优化可以使不同温度下的燃速基本保持一致,从而降低发射装药弹道温度系数;电热化学发射技术能够通过调节输入能量精确实现对温度变化的补偿,显著降低发射装药弹道温度系数。结合降低发射装药弹道温度系数的基本原理,总结了不同技术途径降低发射装药弹道温度系数的调控机制。基于上述论述,今后可开展对ECL发射药、SCDB发射药的研究,进一步增强对等离子体与发射药相互作用机理以及电源的小型化研究。附参考文献62篇。     

高能低易损性发射药试验研究

通过对低易损性发射药用粘结剂、增塑剂、燃烧改良剂的选择和配方设计及理论计算,并结合试验研究,对所设计配方的能量、燃烧及力学性能进行了试验论证,基本确定了以RDX为含能填料、惰性和含能复合粘结剂、复合增塑剂及燃烧改良剂和力学性能改善剂所组成的低易损性发射药配方类型;证明了采用溶剂法挤压成型工艺技术路线的可行性.     

基于逆向挤出的七孔发射药口模设计

为了探究七孔发射药挤出后偏孔的原因和寻求一种改善发射药的挤出偏孔的解决思路，通过模拟研究发射药挤出时在模具内的流动性掌握偏孔规律使其朝着理想的方向偏孔；根据几何模型建立发射药的内流道模型，以Bird-carreau law模型进行模拟分析，通过正向挤出模拟对挤出形状和尺寸进行了数值预测；然后对挤出过程进行逆向数值模拟设计了口模形状，重点分析了挤出过程的流场分布与压力分布，用设计后的口模模拟正向挤出，从理论上验证了逆向设计口模的可行性。结果表明，相较于压力和剪切速率，流速分布不均是导致发射药挤出偏孔的关键因素之一；发射药在模具挤出时，根据模具入口处截面的速度分布可以看到药料入口处的流速分布是不同的，靠近壁面处流速低，模针与模针之间流速高，最大流速约为最小流速的1.5倍；离开模具后大部分区域流速变小，其中流速快的部分因为流速降低导致面积增加，流速慢的区域因为流速增大导致面积减小，速度的重新分配引起自由表面的挤出变形；逆向挤出模拟可以对发射药的挤出偏孔提供补偿作用，并对逆向设计的口模形状进行了挤出验证，其挤出物的孔形与之前相比更为规整。因此通过逆向挤出设计口模形状有望提高发射药挤出的良品率。     

高能量、高强度发射药配方研究

从理论和实验两个方面对一种高能量、高强度发射药进行了探讨，确定了以混合硝酸酯增塑的聚醚聚氨酯作为发射药网络结构的主体。研究了发射药的基本配方，并初步测定了燃烧性能、力学性能。结果表明：聚醚聚氨酯发射药具有较高的能量(火药力高于1251KJ／kg)，同时具有良好的力学性能，特别是良好的低温力学性能。对该发射药的加工方法进行了初步的摸索，用挤压成型方式制成了多孔发射药。可以预见，此类发射药会成为一类具有应用前景的高能、高强度发射药。     

DIANP发射药用于榴弹发射器装药的内弹道性能分析

从榴弹发射器对装药的要求入手，探讨了1，5—二叠氮—3—硝基氮杂戊烷(DIANP)发射药用于榴弹发射器装药的可行性。试验结果表明，叠氮硝胺发射药用于榴弹发射器装药，不仅具有良好的内弹道性能，而且可以克服多—125发射药装药存在的缺陷，如吸湿性大、能量低，尤其是瞬间速燃特性使得装药的燃烧过程显得很不合理，提高初速潜力有限，也可以改善榴弹发射器目前采用高硝化甘油含量双基发射药装药所存在的烧蚀大、枪口焰大的问题。     

制造无溶剂双基发射药的无碾压过程

在双基发射药的生产中,一种适宜于挤压的新概念正在发展之中。为了减轻劳动和所需要的设备,该加工过程采用了一种简化的加工技术。它将包括有纤维状硝化纤维素、硝酸酯、水溶性物料以及烃类淤浆中的其它成份,该过程要将这些发射药的组份进行混合。烃类淤浆是经过笔析的,并将所得到的物料加以干燥和处理。其产品无需任何中间碾压或混合操作而能直接被挤压出来。该加工过程已被用来制造NOSOL无溶剂类型的炮用发射药。这种NOSOL炮用发射药是以硝化纤维素、三羟甲基乙烷三硝酸酯和三甘醇二硝酸酯的模型作为基础的。该加工过程已经改造成适合于加工含有诸如高氯酸铵、黑索金、奥克托金和硝基胍这些弹道固体粒子的双基成份。现在这个过程允许经济地加工和挤压高能配方。鉴于热碾压操作中的安全问题,按照惯例弹道固体粒子是不能加工成无溶剂发射药的。     

基于螺杆挤出式3D打印设备的双螺杆设计与仿真

针对熔融沉积成型(FDM) 3D打印设备耗材选择范围有限、喷头挤出力不足且易堵塞等问题,基于现有3D打印成型技术和螺杆挤压技术,设计了一种适用于桌面级3D打印成型设备的双螺杆结构,实现了由工业级到桌面级的小型化便捷优化。通过分析其工作机理,确定了挤压系统中核心部件螺杆的基本结构参数,建立了三维实体模型。运用有限元分析方法,研究了螺杆结构受载后的应力和形变分布规律。分析结果表明,新型螺杆在工作载荷下,最大形变量出现在螺杆头部,且只有0.031 mm,满足螺棱间隙范围和螺杆刚度要求;螺杆根部受到较大的扭矩,最大应力强度和剪应力均出现于螺纹起始外端面处,且各项应力指标均满足强度要求,此结果与基于理论计算的强度校核结果一致,说明该螺杆能正常工作运转,进一步说明该新型螺杆结构设计合理,从而为更深一步的热流体熔融挤压分析研究提供理论基础。     

双螺杆技术在发射药制造中的应用

通过塑化成型试验,找出双螺杆机塑化成型的工艺规律,用正交试验确定工艺参数。用极差分析方法分析了溶剂比、模具形式、螺杆组合方式、模具水温、螺杆水温对产品密度、机头压力和扭矩的影响。结果表明,模具形式对产品密度影响最大,溶剂比对机头压力影响最大,螺杆组合方式对主机扭矩影响最为显著。分析了螺杆转速对机头压力和加料频率对扭矩的作用关系,为双螺杆技术在连续化、自动化发射药生产线中的工程化应用提供了依据。     

叠氮硝胺对发射药枪口焰的影响

为研究1,5-二叠氮基-3-硝基氮杂戊烷(DIANP)对发射药枪口焰的影响,以14.5mm弹道枪为实验平台,采用高速摄影仪测试了不同DIANP含量的发射药枪口火焰参数;分析了DIANP含量及装药质量对枪口焰面积(A)、最大直径(C)、平均直径(D_(mean))和积分光密度(IOD)的影响;分析了叠氮硝胺发射药枪口焰初始火焰、中间焰和二次焰的结构及持续过程。结果表明,在双基发射药中加入DIANP以后,火药力从1 170kJ/kg增至1 189kJ/kg,然后开始降低,发射药爆温基本呈线性降低;发射药爆温及燃烧气体产物组成共同影响枪口焰的形成,DIANP的加入增加了燃烧产物中可燃气体含量,但可以有效降低发射药的爆温;与无DIANP的双基发射药相比,添加DIANP可以降低发射药的枪口焰面积、最大直径、平均直径和积分光密度,当添加DIANP的质量分数为12.5%时,叠氮硝胺发射药样品无二次焰的产生,火焰持续时间为8ms,比传统双基药降低71%。     

双基发射药和混合硝酸酯发射药的热分解特性

采用C80微热量仪分析了等容条件下初始药量对双基发射药和混合硝酸酯发射药热分解性能的影响.结果表明,随着初始药量的增大,双基发射药的反应放热峰向低温方向移动,混合硝酸酯发射药的反应放热峰位置基本不变;双基发射药单位质量发热量和反应活化能均呈逐渐降低趋势,而混合硝酸酯发射药单位质量发热量和反应活化能保持在一较小范围内基本不变.这种差异由混合硝酸酯发射药中二缩三乙二醇二硝酸酯(TEGDN)分解产生的过量甲醛引起.