几种不同结构塑料封口塞适用性解析

时间:2022-06-18 04:40:57

几种不同结构塑料封口塞适用性解析

【摘 要】本文在常见塑料封口塞的基础上,通过改变塞长和塞内导线的拧合方式对塑料封口塞的结构进行了重新设计,并对这几种结构的塑料封口塞对工业电雷管出现断电阻现象的影响进行了分析。

【关键词】电雷管;塑料封口塞;断电阻

1 引言

工业电雷管主要由火雷管和电引火元件构成,而料封口塞是电引火元件的重要组成部分,它不仅可以起到固定脚线和封住管口的作用,还可能造成雷管的断电阻现象,使其使用受到严重影响。

2 工业电雷管的断电阻现象

工业电雷管的断电阻现象主要包括以下三类情况:(1)掐印后立即出现断电阻。即掐印后立即进行电阻检验便出现断电阻现象,简称陷断。(2)经震动后断电。即指经电阻检验合格的产品按GB8031标准的规定,震动10min就会出现断电阻的产品。(3)储存后断电阻。即指电雷管储存一段时间后断电阻的现象。这种现象一般发生在长期储存在库房中的产品身上,尤其是经过冬季储存的产品的断电阻比率较大。

造成工业电雷管断电阻的原因主要有工艺因素和产品结构两个方面,其中工业因素造成断电阻的原因及应对措施,在长期的生产实践中已基本达成共识,所以本文在这里就不再进行详细讨论,而是将研究重点放在了对塑料封口塞结构造成的断电阻问题的研究上,并通过实验对对毫秒延期电雷管所使用的塑料封口塞进行了分析验证。

本文涉及的三种塑料封口塞结构如图1。

图1 本文研究的三种塑料封口塞结构

3 重新设计塑料封口塞尺寸的实验分析

工业电雷管发生断电阻现象,不外乎是因药头和桥丝所受到的外力超过了其承受极限而造成的,而这在一定程度上受塑料封口塞的尺寸和结构影响。参照相关规定,毫秒延期电雷管的塑料封口塞长(12.2±0.1)mm(如图1中A塞所示)。根据工艺,导线捻合部分扣数为2扣~3扣,每扣大约为2.0mm~2.5mm;导线在塞内分叉处长允许≤5mm;塞子高出口部允许≤2 mm;二印掐头两道印之间宽度为5 mm;掐印距管口距离允许≤6 mm;掐印与塞内导线的相对位置等于塞长连续减去塞子高出口部尺寸以及掐印距管口尺寸,即(12.2-2.0-6.0)mm=4.2mm。

由此可知,掐印正好在捻合线分叉处。因为掐印会使桥丝腿的夹角变大,产生向外的张力,如果这个张力大于药头和桥丝的破断力极限(经过实际测试,这个极限大约在1.96N~5.78N的范围内),此时药头就会开裂造成掐断。此外,有时张力会接近但却没超越破断力极限,这是药头虽然不会发生开裂,但由于应力的存在,经震动或气温变化使张力变大,就会导致震动断电阻或储存断电阻。

针对以上分析,有必要加长塞体。而加长后的塞长需兼顾两点:(1)要利于节约和操作;(2)最终生产出来的产品的气室大小不能对雷管的秒量造成影响。

这里对塑料封口塞的尺寸进行重新设计,将塞体从原工艺尺寸(12.2±0.1)mm(如图1中A塞)改为14.5±0.1mm(如图1中B塞),并用车床车制12mm覆铜钢直通管壳,掐塑料塞后,把掐印前后桥距变化印在橡皮泥上,测得掐印前后A塞和B塞的桥距变化数据(见表1)。实验产品装配条件:(1)掐印直径约为5.4~5.8mm;(2)导线在A塞内扣数为2~3,在B塞内扣数为4~5;(3)线腿长4.5 ~5.5 mm。

由掐印前后桥距变化情况可知,A塞掐印前后桥距变化量为0.15~0.78mm;B塞掐印前后桥距变化量为0~0.29mm。塞长经过重新设计的B塞可大大减弱桥距的变化,减少掐印断电和药头破裂的机会。

4改变塑料封口塞内导线拧合方式的实验分析

虽然加长塞体可大大减弱桥距的变化,但这并不意味着缩小后的桥距变化不会造成断电阻。笔者发现B塞相对A塞虽然交验合格率有了明显提升,但交验过程中仍有震动断电阻批陆续出现。因此,有必要对掐印后药头外观、电阻情况做进一步实验,实验结果数据见变1和表2。其中,表1实验产品的装配条件与表2实验产品一致。

表1 B塞药头掐印后外观和电阻

数量 600发

外观 烂药头1发

断电阻 断电阻4发

表2 B塞成品震动实验

装配条件 数量 结果

(1)毫秒延期电雷管四段;

(2)掐印直径5.4mm~5.8mm 600发 掐印断电1发、震动断电6发

从理论上讲,导线在整个掐印过程受到垂直于导线的径向力左右和扭力作用。前者使两根导线在塞内做杠杆运动,致使桥距发生变化,而后者是由掐印时塞内捻合导线所受的力与导线轴线之间存在夹角而产生的,这个力将造成钢质线芯沿爆破线轴向发生位移。再考虑到药头端的导线较另一端短,受到的摩擦力小,因而芯线位移的方向必然是药头端,从而使芯线呈螺旋式扭动,进而使桥距发生变化。有鉴于此,可以考虑将塞内捻合导线改为平行导线,并尽量压注在塞子轴线上以减少芯线移动。但如果完全采用平行导线的形式,在产品提送过程中,脚线小头错位会非常严重,导致大量的断电阻出现,所以有必要设计出一种平行与捻合相互结合的导线拧合形式。

因此,本文设计出一种如图1中C所示的塑料封口塞。C塞是在加长塞子基础上,将塞内导线靠近脚线小头一端捻合,扣数为2.5~3.0,长约7.5 mm,另一端在塞子轴线上平行分布,长约7 mm。这种导线拧合可以扬长避短,使掐印力既不作用在捻合线分叉处,又可以防止捻合线做螺旋式扭动。

由C塞成品震动实验数据可知,在B塞基础上改进的C塞消除或者大大减少了桥距的变化,从而有效地避免了掐印断电和震动断电,经证明具有很高的可行性。

5 结束语

本文在常见的毫秒延期电雷管的塑料封口塞的基础上,通过改变塞长设计出了一种B塞结构,B塞虽然大大减少了桥距变化,但仍有一定几率会发生电雷管断电阻现象。因此,又在B塞的基础上,通过将塞内导线的拧合方式由捻合改为平行与捻合相结合的方式,从而基本上消除了桥距的变化,避免了掐印断电和震动断电的发生。

参考文献:

[1]李睿芳.电雷管引火元件电参数不稳定因素的探讨[J].科技情报开发与经济, 2009(27).

[2]张英豪.论电引火元件对雷管质量的影响[J].爆破器材,2004(S1).

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