2024年4月4日发(作者：)

第28卷第6期 兵工自动化 Vol. 28, No. 6

2009年6月 Ordnance Industry Automation Jun. 2009

doi: 10.3969/.1006-1576.2009.06.001

基于分布压装工艺技术的新型装药设备

张欲立

1

，李琳琳

1

，张宏光

1

，常东

2

，徐恒秋

1

（1. 长春设备工艺研究所，吉林 长春 130012；2. 长春市建筑职工业余大学，吉林 长春 130041）

摘要：分步压装药机主机由机械、电气、气动、液压、润滑等功能系统组成。辅助部分包括随机配备液压补充

系统和根据需要配套的弹体传输装置、操作维修平台、电视监视系统等。该分步压装药机综合了螺旋装药和压力装

药的优点，以测绘引进设备为基础进行设计制造。其装药过程通过每次少剂量装散药剂，随装随压，“装—压—装—

压”交替连续完成全战斗部的药剂装填，在冲压头附近形成薄层密实区，冲头下面的散装药被压实，冲头也随装药

面的升高而自动上移，直至弹丸口部，随着冲压头不断运动最终形成药柱，装药过程完成。

关键词：分步压装药机；高效毁伤；弹箭战斗部

中图分类号：TJ410.3

＋

4 文献标识码：A

A Novel Charging Equipment Based on Distributed Pressure Installing Technology

ZHANG Yu-li

1

, LI Lin-lin

1

, ZHANG Hong-guang

1

, CHANG Dong

2

, XU Heng-qiu

1

(1. Institute of Changchun Equipment Technology, Changchun 130012, China;

2. University of Amateur Construction Workers of Changchun, Changchun 130041, China)

Abstract: The host of the distributed charging equipment includes 5 functional subsystems of mechanical, electric,

pneumatic, hydraulic and lubrication. Its auxiliary equipments include hydraulic supplement system, missile body transmission

equipment, operation maintenance platform and TV monitoring system. The charging equipment is designed on the basis of

imported mapping equipment, and combined with advantages of spiral charging and pressure charging. The charging equipment

finishes its whole warhead charge through low dose of bulk reagent each time, while charging with pressing and connected

alternation of charging and pressing; the thin dense layer of powder is formed near the punching equipment; bulk powders

under the punching equipment is compacted, and the punching equipment automatically rises with the increase of powders until

the projectile port; finally the charge grain is formed with the continuous movement of punching equipment and the process of

charge is over.

Keywords: Distributed charging equipment; Efficient damage; Projectile and rocket warhead

0 引言

现代化战争对弹药的需要包括精确打击和高效

毁伤。实现高效毁伤主要取决于弹体药室中的炸药

品种、装药量、装药质量以及弹体与装药的耦合

[1]

。

目前，常用的装药方法包括注装法、压装法、螺旋

-

装药法、塑态装药法

[25]

均不能适应弹药大批量安全

自动化生产的要求，故引进分步压装工艺技术

[6]

。

该技术综合了螺旋装药和压力装药优点，能装填高

能炸药，装药平均密度可达到1.70g/cm

3

，并保证

无底隙、无气孔和裂纹，装药效率高，可广泛应用

于大口径榴弹系列产品、火箭弹、导弹等战斗部装

药。故对新型分步压装药机进行研制。

药剂装填，在冲压头附近形成薄层密实区，冲头下

面的散装药被压实，冲头也随装药面的升高而自动

上移，直至弹丸口部，随着冲压头不断运动最终形

成药柱，装药过程完成。其压装药原理如图1。

输药压药螺杆

疏药器

装药漏斗

弹口保护套

装药弹体

运弹车

进药开关

图1 分步压装药原理图

2 主体机构与工作过程

分步压装药机包括主机部分和辅助部分。主机

部分由机械、电气、气动、液压、润滑功能系统组

成。辅助部分包括随机配备液压补充系统和根据需

要配套的弹体传输装置、操作维修平台、电视监视

系统等。其主传动示意图如图2。

1 总体设计思路

分步压装药机是一种实现新装药工艺的全新原

理的装药设备，以测绘引进设备为基础进行设计制

造。其装药过程是通过每次少剂量装散药剂，随装

随压，“装—压—装—压”交替连续完成全战斗部的

收稿日期：2009-01-13；修回日期：2009-01-21

基金项目：国防基础科研（B），该论文由国防科技工业弹药自动装药技术研究应用中心资助

作者简介：张欲立（1964-），男，研究员级高级工程师，从事装药工程技术研究。

·1·

兵工自动化

分步压装药机的工作过程：分步压装药机启动

后，螺杆冲头在压药压头的带动下，实现上下往复

和旋转的复合运动，不压药时（向上）螺杆冲头旋

转送药，压药时（向下）螺杆冲头停转压药。

克服普通压药密度沿轴线有较大梯度变化的缺陷。

3) 消除或减小装药的头隙、底隙或侧隙

研究表明，弹药装药发生早炸主要是由装药缺

陷引起的，如装药的底隙、侧隙或头隙等。而降低

或消除装药与壳体间的间隙，提高装药质量，主要

通过装药工艺来解决。分步压装工艺是分别从弹体

头部或底部装药等份量装药，从工艺上提高装药质

量，消除或减少了装药缺陷，提高弹药装药的抗过

载能力，降低弹药在高过载条件下发生早炸的概率。

4) 压药过程的安全性和高效性

分步压装工艺的最大特点是装药的等份压制，

可以使压制时炸药颗粒间相互运动而产生的摩擦热

传递到外界。另外，冲杆在加压时，与药之间不产

生摩擦运动，即使压制含铝炸药，也十分安全。完

成一发战斗部分步压装工序装药只需1～3min，实

现了装药的安全性和高效性

5) 适应“肚大口小”等异型结构的弹体装药

分步压装机的进料方式同螺压相近，因此对于

形状复杂的壳体，如“肚大口小”形壳体可进行高

密度装药，这是普通压机无法实现的，而其装药的

高密度又是螺装无法实现的。

6) 易实现一机对多种弹药的装药，具备柔性装

药生产能力。

分步压装工艺较复杂，压机工作过程动作较多，

但其专用压机自动化程度较高，从上料到分步压装

全过程，均不需要人员干预。该设备压力可调，螺

杆式冲头可更换，特别适合装药柔性生产线的需要。

图2 主传动示意图

主电机通过三级齿轮减速器、曲柄滑块、导向

机构（导向套和导向柱）带动压药工作头、压药压

头、螺杆上下往复运动。当螺杆进入弹体药室后，

螺杆开始旋转，将装药器内的炸药输入弹体内，炸

药在离心力和重力的作用下，进入弹体药室内部，

并逐步充满药室底部（预留空间），充满后螺杆冲头

继续旋转，炸药沿着螺杆的送药槽，形成螺旋状的

输药带，向底部继续输送炸药，螺杆输入的炸药经

冲压头螺杆平面向下压药（停转）将炸药向底部及

侧面挤压，使底部及侧面的炸药被压实，形成一定

的密度，当密度达到一定的值后，压实的炸药对螺

杆产生抗压力，抗压力大于主油缸上的溢流阀的设

定值时，螺杆被迫上升，使炸药在弹体内由底向上

逐层被压实，达到工艺要求的密度。

4 设计制造

分步压装机是带有反压力液压系统的分步压装

机械总合体。由以下部分组成。设备样机如图3。

1) 驱动装置，安装在机座的内部，该装置包括

电动机、皮带传动装置、带有调配离合器和与气路

控制装置相接的涡转减速器。

2) 底座，安放弹体底座以下的部分。

3) 压机，包括液压气缸、平衡气缸、反压阀、

螺杆冲锤旋转机构、料槽等。

4) 电气设备，电机经三角皮带传动驱动压机减

速器的惯性轮。

5) 显示装置，用来在防护墙外面观察弹体内被

压物料面高度的装置，通过防爆间经索式传递与旋

转机构联接而成。

6) 气路设备，控制压机运行的装置采用气路控

制。

（下转第5页）

3 装药特点

1) 有效提高弹药装药的相对密度

分步压装机在设定的压力下工作，对少量装药

（每等份装药）进行压制，相当于大吨位压机压制

小药柱，可提高装药的密度，降低装药的孔隙率。

2) 有效提高装药沿轴线的密度分布均匀性

当弹丸、战斗部在发射或撞击目标时，装药主

要承受轴向应力；如果装药密度高，轴向密度均匀

性好，应力波沿轴线传播时，装药内部不会畸变，

能抵抗加载的影响，使弹药装药的安定性有所保障。

分步压装机的吨位虽然不大，但是装药的等份

分步使装药压制密度较高。同时，机器的稳定性将

确保每份压药的压力一致，使装药密度接近一致，

·2·

尹波，等：单兵遥控机器人控制系统

会使Q11导通，相当于解脱了电子保险。只有当

RC5再次输出高电平时，点火具才会真正点燃。

开关量控制信号S3～S9在图2的应用中分别作

为机器人越障机械手、行走电机电源、侦察摄象机

云台、摄象机镜头的控制。S10、S11是备用通道。

接收机启用了一路模拟通道RA0，用于检测

24V动力电池的电压，该模拟信号值会反馈给发射

机，并显示在发射机的液晶显示屏上。

程序“跑飞”并执行了错误的点火指令，单片机将

复位并执行系统初始化、退出一切指令的执行。为

确保点火命令的执行，在软件上采取的计数与命令

确认的方式。接收机只有连续15次收到点火才能发

出最后点火命令，否则，程序立即关闭点火输出。

接收机每次收到点火命令后，都会发出点火反馈命

令给发射机，发射机只有收到点火反馈命令后才会

连续发出点火命令，在控制软件上保证点火安全。

单片机、数传电台的串行接口波特率设为9600

bps。选用3.6864

MHz的晶体做控制计算机的时钟，

使计算机产生的波特率达到零误差。

3 软件设计

发射机与接收机的主程序流程如图3。

开始

初始化

5路A/D

13路开关状态采集

控制字串行输出

反馈字串行接收

液晶显示字串行输出

开始

初始化

“喂狗”

串行接收

串行发送

指令执行

A/D转换

4 结语

应用证明，该系统性能稳定、可靠，操作功能

满足单兵作战需求，具有性能优、价格低的特点。

参考文献：

[1] 尹波. 基于单片机的直流电机速度合成器的设计[J]. 兵

工自动化, 2006, 25(11): 81-82.

发射主流程图

接收主流程图

[2] 陈国先. PIC单片机原理与接口技术[M]. 北京: 电子工

图3 发射机与接收机的主程序流程图

业出版社, 2004: 11.

在接收机的单片机中，监视定时器的复位时间

[3] 窦振中. PIC系列单片机应用设计与实例[M]. 北京: 北

是0.144s，即“喂狗”间隔不能小于此时间值。当

京航空航天大学出版社, 1999: 7.

**********************************************************************************************************

（上接第2页）

使其操作更安全、高效，适用多种型号战斗部装药。

5 结束语

该工艺技术促进我国弹药固态装药装备的更新

换代、实现高能炸药装填、提高装药密度和装药质

量、保证发射和使用安全性、提高毁伤能力。可实

现大批量安全自动化生产、保证弹药生产的可靠性

和安全性。可实现先进的生产方式和模式、改善作

业条件、降低职业危害、减轻劳动强度、减少环境

污染以及实现绿色生产。

参考文献：

图3 设备样机

[1] 王儒策, 等. 弹药工程[M]. 北京: 北京理工大学出版

社, 2002.

[2] 刘钧, 李树奇. TNT中杂质对装药的质量影响[J]. 火炸

药学报, 2006, 29(3): 68-69.

[3] 王志军, 尹建平. 弹药学[M]. 北京: 北京理工大学出

版社, 2005.

[4] 陈熙蓉, 许丽云, 陈书言, 等. 炸药性能与装药工艺[M].

北京: 国防工业出版社, 1988.

[5] 陈国光, 董素荣. 弹药制造工艺学[M]. 北京: 北京理

工大学出版社, 2004.

[6] 王淑萍. 分步压装装药的安全性分析[J]. 火炸药学报,

2006, 29(2): 23-25.

·5·

发展趋势：1) 开展大中口径榴弹装填高能炸药

的分步压装工艺研究，提高弹药威力，替代螺压

TNT装药；2) 研究分步压装工艺在高过载战斗部

中的应用技术，提高装药密度和装药质量，满足装

药抗过载安全性要求；3) 开展适合分步压装工艺的

新型高能含铝炸药及装药工艺研究；4) 研究分步压

装设备制造技术，实现设备的国产化及其升级换代，