高压水射流技术.pdf

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1、仪器仪表用户口人才培养口doi：10．3969／j．issn．1671-1041．2010．01．037高压水射流技术薛源。陶晓杰(合肥工业大学仪器科学与光电工程学院，合肥230009)摘要：水射流是一项迅速崛起的新技术．是以射流为核心。集泵、阀、密一种强制流体的正排量泵，其输入能量通过活塞、柱塞机构由封、液压、自动化控制为一体的综合学科。本文主要介绍了水射流的起工作液体转变成系统流体。工作液体如液压油，在压力下进入源、发展概况、原理及其应用。同时对其发展趋势进行了展望。动力缸，推动液压活塞自上死点向下死点运动。与此同时，与关键词：高压；水射流；原理；

2、特点；应用之相连接的柱塞使系统流体如高压缸内的水增压。水压与油中图分类号：T／rl137文献标识码：B压之比同液压活塞面积与高压柱塞面积之比一致，这就是所谓的“增压”或“倍加”。也就是说，水压的增加是通过作用于0引言大面积活塞上的低压油与作用在小面积上的高压水之间的力水射流技术起源于采矿业，上世纪3O年代，美国第一次使平衡实现的。由于增压器只是转换固定功率的变换器，因此其用水射流冲洗矿石中的泥土，到了50年代初前苏联也开始利输出流量随压力的增加而减少，其梯度同压力增加值相同。用水射流的冲击和输送作用进行采煤，这是水射流技术发展的第一阶段，即探索试验阶段

3、；大概在7O年代末，高压水射流2高压水射流的特点及局限性技术领域出现了一个引人注目的新动向，即从单纯提高水射高压水射流技术之所以能得到突飞猛进的发展，是与其流压力转向研究如何提高和充分发挥水射流的潜力，这就有本身的许多特点分不开的，它与其它加工方法相比具有一系了脉冲射流、高温射流、磨料射流和摆振射流。这些水射流与列的优点：同等压力下的普通连续射流相比，作业效率大大提高，这是水1)水射流的工作介质是水，不但丰富易取而且便宜，这就射流技术发展的第二阶段，在此期间高压泵、增压器和高压管为高压水射流技术提供了与其它加工方式的竞争力。同时由件的设计制造日趋成熟；

4、进人8O年代，磨料射流、空化射流和于没有热影响区存在，所以对材料无热损害，不会造成材料的旋转射流等进一步发展，大量的水射流采煤机、切割机、清洗结构变化或热变形等。机相继问世，并进行了工业试验和推广应用，水射流技术进入2)可从任何一点开始，并切割出任何复杂的图形。了一个新的阶段；90年代以后，关于水射流技术的研究进一步3)切缝窄(约为0．075mm----O．38ram)且切口表面整齐光深化，应用范围也扩大到航空、航天、建筑、煤炭、交通运输、船滑，棱边没有毛刺，质量好，节约被切割材料，降低成本。舶、市政工程、石油化工、机械、冶金、有色金属、电力、电子、铁

5、4)便于实现自动控制。工作压力虽然很高，但由于采用道、林业、纺织、轻工业、环保及医学等领域，并且越来越受到人了液压控制，整个系统显得结构非常简单且便于操作，所以易们的重视。于实现微机自动调节和控制。同时，高压水射流的工作机构具有喷头体积很小、后坐力小、移动方便，便于实现光控、数控或1高压水射流技术的原理机械手控制。水射流技术也称水力喷射技术，它是以水为介质，通过高压5)切割加工过程中，作为“刀具”的高速水流不会变钝，因发生装置获得巨大的能量，然后用一种特定的流体运动方式，从一而切割质量好而稳定。定形状的喷嘴中高速喷射出来的能量高度集中的一股水流。6)安

6、全卫生。因其主要工作介质为水，工作时不产生火超高压增压器被认为是水射流设备的心脏所在，如图1所花，利用机械手可以在人不能靠近的危险环境下工作，如拆除示为双作用式(对置式)超高压增压器系统。超高压增压器是废旧核反应堆的混凝土掩体和清洗有毒、易爆的容器等。而且一般不会带来环境污染，运行安全可靠。7)适用范围广。它不同于机械切削加工那样，要求工具材料的硬度必须高于被加工材料的硬度，而使加工范围受到了限制。高压水射流不但可用来加工非金属材料如石材、玻璃、工程陶瓷、混凝土构件等，也可以加工金属材料及那些无法用氧气切割的金属，如钦合金及不锈钢等。其应用范围已扩展到

7、建材、建筑、采矿、机械、纺织、航天、航空等许多行业。高压水射流技术也有其局限性，能够利用激光、等离子、线切割等加工方法加工时，则不采用水射流加工。因为水射流的运行成本较高，喷嘴、高压密封件价格较贵，它的使用维护要求也较高；在进行水射流切割时，由于水束作为切割介质不容易控制纵向加工进给量，因此在加工一些特殊形状，比如盲孑L时不采用水射流加工。3高压水射流的分类高压水射流的种类很多，分类方法也不尽相同。下面介绍震篙压增莲嚣系统一种常用的分类方法，按水射流的技术特征来分类。1—怠痿察嚣2传3一活骞4啦豢5遗出水闽组件糟鹱嚣7一电秘槐8—液压藏9—姨廊阀10—

8、过滤嚣{1一电嚣控制／动力负赞控制3．1纯水射流图1双作用式(对置式)超高压增压器系统工作介质