某引信安全系统未完全解脱保险的故障分析

刘 丹，唐恩凌

(沈阳理工大学 装备工程学院，辽宁 沈阳 110159)

安全系统在引信中起着至关重要的作用，从安全性上讲，安全系统解除保险的时间直接影响炮口的保险距离；从可靠性上讲，安全系统未完全解脱保险会直接导致引信瞎火[1]。引信安全性一直是引信设计、生产与使用过程的关键因素[2]。机械安全系统的正常解除或安全失效，可以较好地保证勤务和发射阵地安全，但实现更远的安全距离控制难度较大[3]。机械安全系统是目前较为成熟的引信安全系统，在设计要求和试验项目方面，近30年来变化不大[4]。

2019年4月，某企业的一种安全系统在做可靠解脱保险离心检测(离心机构的转速为4 800 r/min)时,安全系统中的回转体部件离心后出现了未完全转正到位的故障。本文拟对安全系统未完全转正到位的故障原因进行分析，并提出解决问题的方案。

1 安全系统工作原理

引信安全系统的设计重点在于对隔爆件安全状态的控制，即由安全状态向待发状态的转换控制,其本质是运动控制[5]。

安全系统的工作原理为：平时安全系统中的回转体部件通过两个制动爪和受惯性销簧作用的惯性销，被固定于隔离位置；当弹丸发射时，在后坐力的作用下，惯性销压缩惯性销簧而下沉，释放回转体部件的一个约束；当弹丸出炮口后，两个制动爪在离心力作用下外撤到引信体的环形槽中，解除对回转体部件的另一个约束，偏心的回转体部件在离心力作用下带动齿轮和调速器工作；安全系统具有延时功能，在弹丸飞离炮口60 s后，其回转体部件能转正到位，由闭锁销锁定，同时引信恢复待发状态[6]。安全系统工作原理如图1所示。

图1 安全系统工作原理

2 安全系统未完全解脱保险的分析

2.1 原因归纳

从安全系统的工作原理分析可知，该安全系统为双环境力保险，拥有惯性保险、离心保险两级保险机构。在离心状态下不解脱保险的原因主要为以下两种：①制动爪在离心力作用下未外撤到引信体的环形槽中(离心保险未解脱)；②惯性销未下沉，回转体部件处于隔离状态(惯性保险未解脱)。

本文只检测离心保险作用的可靠性，因此只需分析导致离心保险未解脱的原因即可。导致离心保险不能解脱的原因可归纳为以下几点：①制动爪与安全系统之间的装配尺寸出现问题，导致两个制动爪在离心力作用下无法正常转动；②引信体的环形槽尺寸不正确，导致制动爪无法正常进入；③离心机构的转速错误，未达到解脱保险的要求[7]。

前期检测发现，引信体的环形槽尺寸正确，且离心机构转速正确。在这样的前提下，对安全系统未完全解脱保险问题的分析，需要针对制动爪与安全系统之间的装配尺寸来进行。

2.2 零部件及工装因素分析

2.3 闭锁销孔深计算

安全系统主要由本体、回转体部件、闭锁销及火工品等组成(图2)。其零部件的尺寸配合度对安全系统能否正常解脱保险起着至关重要的作用。安全系统的主要零部件及尺寸如表1所示。

图2 安全系统的零部件组成

表1 安全系统的主要零部件及尺寸mm

3 解脱保险试验

4 解决方案及实施效果

4.1 解决方案

(2) 加强对工、夹、量、刃具的管理，要求理化部门除对它们进行定期校准外，应在日常生产中加强监督和控制。

(3) 应加强零部件加工过程的自检，将专用量具检验和外观检验相结合,严格控制零部件的生产质量，只有在零部件的检验合格后方可进行装配生产。

(4) 对闭锁销孔等直接影响惯性激发机构可靠性及安全性的部位，在设计和生产过程中进行重点管控，以有效地提高引信安全系统的安全性和可靠性。

4.2 实施效果

某企业在其安全系统的产品生产过程中，采取本文确定的解决方案后，每千件产品更换一次刀具，每批生产前进行理化分析，同时对产品首件检验进行了严格管控，共计生产4批次、4.5万件产品，产品一次交验合格率达100%，未发现离心后未解脱保险的情况。因此，本文对某引信安全系统未完全解脱保险的问题分析结论正确、解决方案有效。