塑料導(dǎo)爆管擠出裝置的改進(jìn)

張東平，秦衛(wèi)東，郭明輝，劉曉娟，黃周霞

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塑料導(dǎo)爆管擠出裝置的改進(jìn)

張東平，秦衛(wèi)東，郭明輝，劉曉娟，黃周霞

（江西新余國(guó)泰特種化工有限責(zé)任公司，江西 新余，338034）

針對(duì)塑料導(dǎo)爆管拉制過(guò)程中出現(xiàn)的管壁厚薄不均勻及扁管、橢圓等質(zhì)量問(wèn)題，對(duì)塑料導(dǎo)爆管擠出裝置結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)存在本體內(nèi)型腔過(guò)大、芯套與本體配合的長(zhǎng)度尺寸過(guò)短等缺陷。通過(guò)改進(jìn)設(shè)計(jì)解決了塑料導(dǎo)爆管拉制過(guò)程中的問(wèn)題，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

導(dǎo)爆管； 擠出裝置； 改進(jìn)設(shè)計(jì)

塑料導(dǎo)爆管簡(jiǎn)稱導(dǎo)爆管，又稱非電導(dǎo)爆管，為內(nèi)壁涂有混合炸藥粉末（炸藥與金屬粉混合物）的塑料軟管[1-4]。導(dǎo)爆管管壁由內(nèi)徑1.5mm、外徑3mm左右的高壓聚乙烯材料制成，混合炸藥配比為黑索今（RDX）91%、鋁粉及其他成分9%（普通變色導(dǎo)爆管導(dǎo)爆藥配比為RDX75%∶Al 25%），涂層藥量14～16 mg/m[5-6]。導(dǎo)爆管可由各種雷管、導(dǎo)爆索、擊發(fā)槍、專用激發(fā)槍及點(diǎn)火頭等引發(fā)，引發(fā)后管內(nèi)形成爆轟，爆轟波以恒定速度傳播。導(dǎo)爆管只能引爆雷管而不能引爆炸藥、傳播性能好，遇火燃燒而不被激發(fā)，抗沖擊、水、電性能俱佳，具有一定強(qiáng)度，且成本低。江西新余國(guó)泰特種化工有限責(zé)任公司在導(dǎo)爆管生產(chǎn)初期的拉制過(guò)程出現(xiàn)不少問(wèn)題，如下藥不均、導(dǎo)爆管粗細(xì)不均、管徑橢圓及管壁厚薄不均等，良品率不高，造成了不必要的人力、物力浪費(fèi)，技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)了塑料擠出裝置的設(shè)計(jì)問(wèn)題并加以解決，從而提高了產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

1 塑料導(dǎo)爆管生產(chǎn)質(zhì)量問(wèn)題及原因分析

塑料導(dǎo)爆管制造工藝相對(duì)比較簡(jiǎn)單，不同企業(yè)的工藝條件大同小異，其工藝主要是導(dǎo)爆藥加工和塑料導(dǎo)爆管拉制這兩部分，制造工藝流程如圖1所示。

圖1 塑料導(dǎo)爆管制造工藝流程圖

塑料導(dǎo)爆管在生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，主要有以下幾個(gè)方面：（1）管體粗細(xì)不均、扁管等；（2）爆速不穩(wěn)定；（3）使用時(shí)有爆管而出現(xiàn)斷爆現(xiàn)象。

造成產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題的原因可以歸結(jié)為兩個(gè)方面：導(dǎo)爆藥的組成以及擠出裝置是否合乎生產(chǎn)要求。導(dǎo)爆藥的配比和生產(chǎn)工藝是行業(yè)通用技術(shù)，不會(huì)有大的變化，因此認(rèn)為塑料導(dǎo)爆管生產(chǎn)中出現(xiàn)的產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題，特別是粗細(xì)不均、扁管等質(zhì)量問(wèn)題主要是擠塑模具設(shè)計(jì)不合理造成的，為此對(duì)塑料導(dǎo)爆管擠塑模具進(jìn)行了專門的設(shè)計(jì)研究。

2 塑料導(dǎo)爆管擠出裝置的設(shè)計(jì)改進(jìn)

2.1 改進(jìn)前塑料導(dǎo)爆管擠出裝置的結(jié)構(gòu)

改進(jìn)前塑料導(dǎo)爆管擠出裝置的結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 改進(jìn)前擠塑機(jī)頭結(jié)構(gòu)示意圖

擠出裝置的本體與擠塑機(jī)相連，注塑料由本體流進(jìn)，然后進(jìn)行塑料導(dǎo)爆管的擠出拉制，由此可見(jiàn)塑料導(dǎo)爆管拉制的好壞與擠出裝置有著密切聯(lián)系。原結(jié)構(gòu)是口模芯由芯套進(jìn)行定位，然后通過(guò)口模座與口模芯的調(diào)節(jié)擠出拉制塑料導(dǎo)爆管，因此要拉制出合格的塑料導(dǎo)爆管，擠出裝置是關(guān)鍵，它決定塑料導(dǎo)爆管管壁厚薄及擠出形狀。

針對(duì)塑料導(dǎo)爆管出現(xiàn)的扁管及橢圓等問(wèn)題，按塑料熔體流動(dòng)的方向，口模分壓縮段和成型段兩部分。壓縮段的圓環(huán)形空隙面積由大到小，因此模座內(nèi)表面和模芯外表面均為圓錐面。壓縮段的圓錐角為流道角。成型段亦稱平直段，這段口模座與口模芯的內(nèi)外表面為圓柱面，因而環(huán)形間隙應(yīng)處處相等。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)原裝置存在以下缺陷：（1）本體內(nèi)的型腔過(guò)大。從擠塑機(jī)熔化的低密度聚乙烯樹(shù)脂從口部流入本體的型腔，之后在此進(jìn)行堆積壓縮，產(chǎn)生一定的壓力再經(jīng)口模座的口部擠出，對(duì)口模芯擠壓后會(huì)造成口模芯的偏斜，使口模芯與口模座的間隙不一致，塑料導(dǎo)爆管的拉制出現(xiàn)異?，F(xiàn)象。（2）芯套與本體配合的長(zhǎng)度尺寸過(guò)短，以致口模芯與本體相配后同心度等形位公差不能得到很好保證，口模芯歪斜，造成口模芯與口模座之間的間隙不一致，致使拉制出來(lái)的塑料導(dǎo)爆管管壁厚薄、粗細(xì)不均勻。

2.2 改進(jìn)后塑料導(dǎo)爆管擠出裝置的結(jié)構(gòu)

通過(guò)以上分析，要解決生產(chǎn)中的問(wèn)題必須對(duì)塑料導(dǎo)爆管擠出裝置進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)反復(fù)論證，改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 改進(jìn)后擠塑機(jī)頭結(jié)構(gòu)示意圖

首先，對(duì)本體內(nèi)型腔過(guò)大做了改進(jìn)，不讓塑料熔體在型腔內(nèi)產(chǎn)生過(guò)多的堆積，使壓縮段的圓環(huán)形面積由大到小逐漸均勻減小，不會(huì)對(duì)口模芯形成擠壓力。

其次，對(duì)口模芯及芯套做了改進(jìn)，加長(zhǎng)了芯套與本體的配合部分，并且從圖紙?jiān)O(shè)計(jì)上增加了形位公差的要求，保證本體與口模芯及口模座的垂直度及同心度要求，從而避免了在裝配上造成的口模芯與本體的偏斜，使成型段口模座與模芯間的環(huán)形間隙處處相等。

2.3 生產(chǎn)中需注意的關(guān)鍵點(diǎn)

適當(dāng)?shù)目谀Ｗc口模芯的間隙是保證生產(chǎn)順利實(shí)施的關(guān)鍵?？谀Ｗc口模芯應(yīng)有合適的間隙，既要保證塑料導(dǎo)爆管的壁厚，又要保證塑料導(dǎo)爆管的管徑符合標(biāo)準(zhǔn)要求，故合理調(diào)節(jié)間隙是生產(chǎn)出合格產(chǎn)品的關(guān)鍵?？谀３尚投蔚某叽缈捎美毂扔?jì)算。拉伸比是指成型段口模環(huán)形間隙截面積與管材截面積之比，如式（1）所示：

=（02–12）/ （02–12） （1）

式（1）中：為拉伸比；0為口模座內(nèi)徑；1為模芯外徑；0為管外徑；1為管內(nèi)徑；通常擠制普通塑料導(dǎo)爆管時(shí)，應(yīng)控制1.2＜＜1.5。

按經(jīng)驗(yàn)并計(jì)算后，設(shè)定：0為φ5.2mm，1為φ4.2mm。而產(chǎn)品技術(shù)要求0為φ3.0mm，1為φ1.5mm，經(jīng)計(jì)算=1.39。經(jīng)過(guò)上述改進(jìn)，保證了口模座與模芯的同心度，使得導(dǎo)爆管管壁厚度均勻。

在具體生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)擠出機(jī)的各段溫度的控制也是關(guān)鍵，通過(guò)實(shí)踐摸索，根據(jù)不同季節(jié)各段溫度范圍為：料筒溫度：后125～140℃，前150～165℃；機(jī)頭溫度：155～165℃；口模溫度：155～165℃；導(dǎo)爆管擠出后要先經(jīng)空氣冷卻后再經(jīng)水冷卻?？諝庵欣鋮s距離為550～700mm，水中冷卻距離為 6 000～7 000mm，冷卻水溫控制在15～30℃。

3 改進(jìn)后的效果

通過(guò)對(duì)改進(jìn)前后幾個(gè)月的跟蹤對(duì)比，最終統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。

表1 改進(jìn)前后數(shù)據(jù)對(duì)比

Tab.1 Comparison of data before and after improvement

從表1的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可以看出，改進(jìn)后生產(chǎn)出的塑料導(dǎo)爆管產(chǎn)品良品率得到了很大提高，廢品率由1.48%、1.47%減少至0.99%、0.95%，爆速穩(wěn)定，極差很小，爆速極差由82 m/s、86 m/s減少至37 m/s 、31 m/s。

4 結(jié)論

將擠出裝置進(jìn)行改進(jìn)加工，然后安裝到擠出機(jī)上，經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)生產(chǎn)出的塑料導(dǎo)爆管圓度好、管壁厚薄均勻。采用同批藥劑，改進(jìn)后裝置擠出的導(dǎo)爆管爆速穩(wěn)定，導(dǎo)爆管擠出速率也由改進(jìn)前的30m/min提高到60m/min。實(shí)踐證明此設(shè)計(jì)改進(jìn)方案正確合理，不但穩(wěn)定了產(chǎn)品質(zhì)量，提高了產(chǎn)品的良品率，而且提高了生產(chǎn)效率，現(xiàn)該設(shè)計(jì)改進(jìn)方案已推廣使用。

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The Improvement of the Extrusion Device for Plastic Detonating Cord

ZHANG Dong-ping，QIN Wei-dong，GUO Ming-hui，LIU Xiao-juan，HUANG Zhou-xia

（Jiangxi Xinyu Guotai Special Chemical Co. Ltd.，Xinyu，338034）

Aimed at some quality problems of the current industrial plastic detonating cord during the drawing process, such as the uneven thickness of the wall and the flat or elliptical of the cross section, the extrusion device structure of the plastic detonating cord was analyzed. It has been found that the cavity of body was oversize and the overcoring was too short to combine with the body. The design of the extrusion device structure was improved, which solve the problems, and improve the product quality and production efficiency.

Detonating cord；Extrusion device；Improving design

1003-1480（2014）05-0051-03

TJ45+7

B

2014-03-25

張東平（1967-），男，高級(jí)工程師，從事火工品產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。