水射流切割的工作原理
發布時間:2019-05-08 17:11:04 | 人感興趣 | 評分:3 | 收藏:
【正文】高壓水射流基本原理歸之為:運用液體增壓原理,通過特定的裝置(增壓口或高壓泵),將動力源(電動機)的機械能轉換成壓力能,具有巨大壓力能的水在通過小孔噴嘴(又一換能裝置),再將壓力能轉變成動能,從而形成高速射流。因而又常叫高速水射流。
超高壓水的形成關鍵在于高壓泵。從油泵來的低壓油推動增壓器的大活塞,使其往復運動,大活塞的活動方向則由換向閥自動控制。另一方面,供水系統先對水進行凈化處理,然后由水泵打出低壓水,進入增壓器的低壓水被小活塞增壓后壓力升高。由于高壓水是經增壓器的不斷往復壓縮后產生,而增壓器的活塞需要換向,勢必 使從噴嘴發出的水射流壓力是脈動的。為獲得穩定的高壓水射流,需將產生的高壓水進入蓄能器然后再流到噴嘴,從而達到穩定壓的目的。水壓越高,水射流速度越快,對高壓部份的制造要求也越嚴格,在各水射流廠家中,美國FLOW率先采用使用陶瓷制柱塞的高壓增壓器,可大幅度降低磨損和延長1倍以上超高壓部件 和水封的壽命。
經過高壓所產生之高壓水經由高壓過流入切割刀頭而直達被加工材料,因此另一個關鍵環節是節流噴嘴。噴嘴一般采用人造(或天然)紅寶石或藍寶石,直徑通常是0.1mm至0.5mm,水流通過噴嘴后以1000m/s的速度噴出。
由于純水切割普遍適用于切割較軟的材料,針對切割硬質材料,如玻璃、石材、金屬等,80年代初,發展出了一種加砂水刀。所謂加砂水刀即在高壓水中加入石榴 砂或金剛砂等磨料,此時,大部份的切割工作由磨料的沖蝕和磨削作用來完成,以達到增強切割能力、加工硬質材料的目的。
5.1.4.2 水射流割主要結構:
水射流切割系統包括以下幾個部分:
供水系統:是將水質軟化,使PH值達到6~8,并精濾到0.5μm以下。藍寶石水噴嘴的工作壽命取決于水質,直接用自來水時壽命僅為34h,用軟化水壽命為78h,用混合層軟水壽合高于200h 。
增壓系統:增壓系統是設備的關鍵部分,其核心是增壓器。增壓比一般選10:1~20:1。在420MPa時將被壓縮12%。為使水壓穩定在上5%之內,需在增壓器與噴嘴之間設置蓄壓器。增壓缸和蓄壓缸都是超高壓壓力容器,因此要有足夠的疲勞強度和工作壽命。
高壓水路系統:高壓水路連接增壓系統和切割頭裝置。要采用超高壓鋼管和旋轉接頭,鋼管要有撓鉤性,各類接頭要小巧、可靠、靈活,旋轉接頭要有多種旋向型式和一定的工作壽命。
水射流切割頭示意圖
磨料供給系統:包括料倉、磨料、流量和輸送管。料倉形狀和料倉內的網篩要保證磨料供給通暢、不至堵塞。流量閥應能控制磨料流量的通斷和大小,還應能排除輸送管中的水分。
切割頭裝置:切割頭包括高壓水開關閥和寶石噴嘴、水/磨料混合室和混合管;旌瞎苁且讚p件。以前用硬質合金制造,精切割時使用壽命約2h,精切割壽命約10h,F改用工程陶瓷材料壽命高達20~100h。
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