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1、武器故障诊断案例分析,王歌 815101010012,一、1971年式100毫米追击炮杀伤爆破榴弹近弹问题；,案例介绍,二、 1944年式100毫米加农炮杀伤爆破榴弹 弹体毛坯过烧问题；,三、 1955年式120毫米追击炮杀伤爆破榴弹爆炸不完全问题。,1971年式100毫米追击炮杀伤爆破榴弹近弹问题,问题概况 某厂生产的71式100毫米追击炮杀爆榴弹，从71年设计定型和74年补充设计定型的7年多的时间里，精度交验试验中出现过8发近弹，安定性试验出现过2发(其中1发是摸底试验时出现的)。每次出现近弹后，军厂双方都十分重视，成立了专门寻找近弹原因小组。,1971年式100毫米追击炮杀伤爆破榴弹近弹
2、问题,近弹问题列表：,1971年式100毫米迫击炮稀土铸铁杀伤爆破榴弹 1 引信 2 弹体 3 炸药 4 尾管 5 基本药管 6 附加药包 7 尾翅,榴弹近弹问题故障树,近弹问题,靶场试验条件,内在因素,外在因素,工艺、工装问题,产品设计本身原因,炮手操作问题,气象原因,弹体,弹尾,检验问题,结构设计,材料选择,1971年式100毫米追击炮杀伤爆破榴弹近弹问题,原因分析 1)靶场试验条件方面： 弹体填砂、全弹的重量、中心位置、尾翅分布情况都在合格范围内 试验时发射装药、试验后的单发初速、平均初速、初速或然误差等均符合要求 试验时的气象条件(气温、气压、风速等)都正常。炮手的操作未发现问题,结论
3、：近弹不是由于射击条件和炮手操作造成,1971年式100毫米追击炮杀伤爆破榴弹近弹问题,原因分析 2)工艺、工装方面 弹体铸造 弹体加工 弹尾加工 弹体加工后的检验,弹体铸造,装箱松、振动次数不够，造成涨箱； 芯管不直，水口圈吃砂量不均等造成壁厚差大； 合箱时专门错箱，造成了弹体定心部壁厚差大，上下弧不同心； 托砂板垫砂和合箱时垫砂，造成上下弧不同心和弓形弹等。 不同心和弓形弹用现有的检验量具无法检验出来；,弹体加工,弹体加工使用上下弧定位，弹体加工中使用活动中心架，增加了弹体各部位的摆差；钻头钝，进给量大，造成了弹体尾孔的歪斜。 弹体本身的不同心或弓形弹。 弹体加工后不进行检验，疵病的弹体被
4、掩盖起来。,结论：弹体加工是产生近弹的主要因素之一。,弹尾加工,弹尾加工在生产过程中翅片易变形，如果管理不严，有问题的弹尾漏检后可能影响散布精度。,弹体加工后的检验,弹体有些部位没有检验要求，有的部位检测值不真实。用四轮仪检查和圆筒仪检查数值相差太大，如用四轮仪检查尾摆差为0.15毫米，而用圆筒仪检查却为1.6毫米，现用的四轮仪反映出来的数值不是真实值(由四轮仪的定位所决定的)。,结论：弹体加工后检验不准确也是产生近弹的主要因素之一。,1971年式100毫米追击炮杀伤爆破榴弹近弹问题,原因分析 3)产品设计方面 产品有些部位无法检验，有些应该检验的部位没有规定检验。如上述的不同轴，弓形弹等就是
5、这个问题； 尾翅片的刚度不足。该弹尾翅片是用厚20.15毫米的25号优质钢板冲制而成的，容易变形； 在生产工序中，没有对尾翅的检验和校正。,结论：尾翅片变形超过规定要求，也是产生近弹的重要原因之一。,1971年式100毫米追击炮杀伤爆破榴弹近弹问题,原因分析 4)射击试验情况,1971年式100毫米追击炮杀伤爆破榴弹近弹问题,原因分析 4)射击试验情况 弹体各部位壁厚差大，则纵向精度误差增大，射程下降; 弹休尾部平面马蹄形，用专用车床修理，对精度影向不大，锉修对精度影响较大； 尾翼片变形超差不大时，对精度影向不大，尾翼片变形较大时，对精度影响较大；,1971年式100毫米追击炮杀伤爆破榴弹近弹
6、问题,原因分析 4)射击试验情况 弹体不同心，弓形弹，全弹不同轴，而用现行的检测仪器又不能准确反映出来，可能产生近弹; 尾翼片变形过大，壁厚差过大，摆差大等综合因素的存在也可能造成近弹; 单一的疵病存在，在不太严重时，可以造成射程下降或精度不合格。,1971年式100毫米追击炮杀伤爆破榴弹近弹问题,解决措施 1)弹体定心部壁厚差暂控为2mm； 2)下弧距药室底平面50mm处，壁厚差控制为2.1mm； 3)弹体尾平面马蹄形可以在车床上返修，严禁锉修； 4)弹体加工工序中，装夹弹体由活动中心架改为固定中心架，以减小弹体各部位摆差；,1971年式100毫米追击炮杀伤爆破榴弹近弹问题,解决措施 5)弹
7、体在铸造中要防止涨箱、错箱等不符合工艺的现象出观，提高弹体铸造质量； 6)从设计上对尾翼片刚度进行改进，并在散弹装箱前，增加尾翼检验； 7)用圆筒仪检查全弹和弹体各部误差。,1944年式100毫米加农炮杀伤爆破榴弹弹体毛坯过烧问题,问题概况 1985年5月，某弹厂对V68炉毛坯进行进厂验收时，发现机械性能与硬度值反常，HB=4.1，s=41.5kg/mm2；HB=4.3，s=43.5kg/mm2。因此做了机械性能抽查，其试验结果如下表。,1944年式100毫米加农炮杀伤爆破榴弹弹体毛坯过烧问题,问题概况 试验结果,注：100加榴弹产品图规定： s 34公斤/毫米2； 15%。厂控指标为s 36
8、公斤/毫米2， 15%。,1944年式100毫米加农炮杀伤爆破榴弹 1 引信 2 炸药 3 弹体 4 上弹带 5 下弹带 6 紧塞盖 7 除铜剂 8 护膛衬纸 9 发射药 10 传火药包 11 药筒 12 底火,1944年式100毫米加农炮杀伤爆破榴弹弹体毛坯过烧问题,原因分析 1）5号试棒断口处无明显缩颈，并且在5号毛坯的两根拉伸后的试棒上发现多处有明显的宏观细裂纹。经厂理化室金相分析，初步结论是：5号毛坯试样晶粒粗大(一级)，有过热魏氏体组织。,1944年式100毫米加农炮杀伤爆破榴弹弹体毛坯过烧问题,原因分析 2）将2发毛坯的残余样品送五二研究所进行金相分析，结论是无过烧现象，但机械性能
9、低于两厂商定的内控指标。五二所两次分析结果之所以不同，是由于在伺一个毛坯上取样部位不同所致,1944年式100毫米加农炮杀伤爆破榴弹弹体毛坯过烧问题,原因分析 3）结论：该样品性能不合格，是由过烧造成的；从断口分析证明，既有过烧，也有过热；发生沿晶界开裂，晶界有熔化钢球和熔化自由表面，有从熔融状态冷却过程中析出的树枝状MnS；金相检查发现晶粒大于I级；三角晶界有熔化孔洞和裂纹。,1944年式100毫米加农炮杀伤爆破榴弹弹体毛坯过烧问题,原因分析 4）故障发生的情况：,I 进料 II III,出料,注：(1)I、表示炉眼顺序； (2)1、2、3、15为炉料在炉中加料和出料的顺序，也可称料位。,1
10、944年式100毫米加农炮杀伤爆破榴弹弹体毛坯过烧问题,采取措施 1)毛坯经粗车后，100%用超声波技术测定毛坯的晶粒度； 2)弹体收口后100%进行整体正火处理； 3)经硬度检查和机械性能试验合格后，从该炉中抽料做了强装药强度射击试验； 4）加强了对操作工人的责任心教育和业务训练；加强了生产管理；严格贯彻执行隔离废品打字头的制度，杜绝混料现象,100%用超声波技术测定毛坯法,原理： 超声波是频率大于20hz的声波，超声波在介质中传播时，能量要衰减，衰减的大小，取决于介质对超声波的扩散，散射和吸收程度的大小。其中声波的扩散是与传播距离有关的能量损失；声波的吸收是与介质的导热性，粘滞性及弹性滞后
11、有关的能量损失，在介质的宏观尺寸，介质的性质不变的情况下，介质组织的晶粒度的大小对上述两种能量损失可以认为没有显著影响；而散射是在各向异性的不均匀金属结晶组织内或在粗大晶粒的界面上产生的，当晶粒直径与波长的比值大于1/10时，散射使超声波能量的衰减显著增加，而比值在1/100、1/10时，散射损失的能量较少。,100%用超声波技术测定毛坯法,方法介绍： 选用纵波单探头对弹体的前定心部.弹带部和弹底部位置进行探测，由超声波示波器上反射波的次数多少来确定被测弹体的晶粒度。超声波工作频率的选择是以鉴别晶粒度高于3级的粗大晶粒为依据的。其计算式如下： 式中：f-超声波频率； CL-声波在钢介质中传播速
12、度； -超声波的波长，取 =l0d(d为所需鉴别晶粒度的晶粒平均直径)。 下图为金相分析和超声波分析发的对比。,1955年式120毫米追击炮杀伤爆破榴弹爆炸不完全问题,问题概况 1982年3月31日，某厂在交验20批装药安定性租爆炸完全性试验时(共10发弹)，第7发发生爆炸不完全。同年4月20日，在验收外贸第24批时，第6发弹发生爆炸不完全问题。,1955年式120毫米迫击炮钢性铸铁杀伤爆破榴弹 1 引信 2 传爆管壳 3 纸垫圈 4 药柱 5 炸药 6 弹体 7 尾管 8 附加药包 9 基本药管 10 尾翅,1955年式120毫米追击炮杀伤爆破榴弹爆炸不完全问题,原因分析 1)引信方面可能造
13、成爆炸不完全的因素（迫-4引信)： (1)起爆药柱药量少； (2)起爆药柱受潮； (3)起爆药柱密度过大； (4)引信传爆管壳壁厚超图定上限。,结论：由于在搜集爆炸不完全弹体破片时，未发现引信大的破片和传爆药柱方面的残迹，基本可以否定。,1955年式120毫米追击炮杀伤爆破榴弹爆炸不完全问题,原因分析 2)弹体所装炸药和传爆药柱方面的可能因素： (1)弹体装药，(梯萘-50)混制不均，二硝基萘成份过多(50%)； (2)弹体装药：受潮； (3)弹体装药中混入了钝感杂质(如橡皮、布条、棉纱、木块等)； (4)传爆药柱压制生产中混入了同上杂质； (5)传爆药柱爱潮； (6)弹体装药面上和传爆药柱面
14、上有炮弹油。,1955年式120毫米追击炮杀伤爆破榴弹爆炸不完全问题,原因分析 3)炮弹传爆装置方面的可能因素： (1)传爆药柱装配歪斜，使爆轰波传递偏离炮弹弹体药柱中心线，造成不对称作递，引起传爆力不够。当时检查发现因操作工人未能严格按照生产工艺规定进行装配，传爆药柱歪斜的较多； (2)传爆管内腔底部与传爆药柱之间粘合剂厚，影响爆轰波传递； (3)传爆药柱药面深(大于图定47-49毫米)，使引信传爆管底面与传爆药柱表面间隙大，爆轰波经过空气介质时损耗了引爆能量；,1955年式120毫米追击炮杀伤爆破榴弹爆炸不完全问题,原因分析 3)炮弹传爆装置方面的可能因素： (4)弹体装药药面深(大于图定
15、68-70毫米)使传爆管底平面与弹体药面间隙增大，引起传爆力不足； (5)传爆药柱密度大(1.60克/厘米2)梯恩梯药柱被压实； (6)传爆管底厚(大于图定上限5.5毫米，经工序抽查传爆管底厚在4.2-5.5毫米之间偏上限。约占抽查总数的90%，5.7毫米的2件)，因传爆管底厚，消耗了爆轰波的能量。 (7)传爆管壁厚差大(图定2.5毫米，实测发现有2件达到4.4毫米)，使爆轰波偏向弹体内腔一侧传递，造成起爆力不足。,1955年式120毫米追击炮杀伤爆破榴弹爆炸不完全问题,原因分析 4)弹体内腔螺装“梯萘-50”药柱方面的可能因素： (1)实际密度大(大于图定上限1.45克/厘米2)炸药被压实，
16、爆轰波传递受阻。当时验收过程中，发现装药表格密度普遍较高，即在1.43克/厘米2以上，因该产品生产过程中是采用100%。测定表格密度来控制装药量的，可能会造成有的产品表格密度合格，而实际密度超出上限规定。 (2)口部密度大，图定不大于1.55克/厘米2，而实际大于1.55克/厘米2，使爆轰波传递受阻。,1955年式120毫米追击炮杀伤爆破榴弹爆炸不完全问题,原因分析 4)弹体内腔螺装“梯萘-50”药柱方面的可能因素： (3)因弹体外表面涂漆后，漆层干燥窑温度过高，造成螺装“梯萘一50”药柱熔化，凝固后密度高。使之出现TNT传爆药柱的起爆力无法起爆凝固后的梯萘炸药柱，加之药柱熔化凝固后造成药柱下沉，增大了与传爆管底平面的距离，爆轰波通过空气介质时损失了能量。 当时检查工艺发现车间漆层干燥窑温度超过工艺要求的4050，实测窑温为7075，窑温高是造成弹体装药熔化的原因。,1955年式120毫米追击炮杀伤爆破榴弹爆炸不完全问题,预防措施 1)生产验收方面： (1)严格按照产品图和技术条件规定的各有关零(部)件和装药装配技术指标要求，制定合理的生产工艺进行生产。 (2)在生产过程中，严格工艺纪
