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1、液壓氣動(dòng)與密封／2012年第2期前混合磨料高壓水射流切割靶距的研究薛尚文黃鎳洪嘯虎王克李浪(解放軍理工大學(xué)工程兵工程學(xué)院，江蘇南京210007)摘要：對(duì)穿透不同材料固體時(shí)，切割深度、寬度等隨靶距的變化進(jìn)行試驗(yàn)研究，并從理論上分析前混合磨料高壓水射流最佳切割靶距。最后求解出切割過(guò)程中，靶距與切割深度的公式，并得出可在切割介質(zhì)中添加高分子聚合物的結(jié)論。關(guān)鍵詞：前混合磨料水射流；靶距；切割深度中圖分類(lèi)號(hào)：TH137．1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1008—0813(2012)02-0020—02ResearchontheDistanceofCuttinginPre——mixedA
2、brasiveWater-jetXUEShang-wenHUANGNieHONGXiao—huWANGKeLILang(EngineeringInstituteofCorpsofengineers，PLAUniv．ofSci．&Teeh．，Nanjing210007，China)Abstract：Whenwecutthroughthedifferentsolidmaterials，thecuttingdepthandwidthwillchangewiththedistance．Thispaper，willexperimentonthis，andgetthebestdis
3、tance．Finally，wegettheformulaoftherelationshipbetweencuttingdepthwiththedistance，andgetthatwecouldaddpolymerinthecuttingmedium．KeyWords：pre-mixedabrasivewater-jet；distance；cuttingdepth0引言實(shí)驗(yàn)條件：射流壓力0-50MPa可調(diào)，噴嘴直徑0．76mm，射流靶距0~20mm可調(diào)，磨料粒度為80目，磨磨料水射流是以高壓水射流為載體．將磨料粒子料質(zhì)量濃度18．4％。與水射流混合加速后實(shí)現(xiàn)對(duì)物料的作
4、用。射流壓力、進(jìn)射流靶距與切割深度的關(guān)系實(shí)驗(yàn)曲線如圖2所給速度、靶距、磨料流量、磨料粒徑等多項(xiàng)工藝參數(shù)對(duì)示。切割效果都有影響，本文僅研究靶距的變化與切槽深I(lǐng)i度的關(guān)系。?十i---1前混合磨料高壓水射流切割實(shí)驗(yàn)研究一廣一一一一j一一—、(：一一一一～一一一一一’III、．_Ll前混合磨料高壓水射流系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示三翁射流靶距s／mm圖2射流靶距與切割深度的關(guān)系曲線在空氣中，4～8ram之間存在最佳射流靶距相應(yīng)的最大切割深度，其切割深度的最大值出現(xiàn)在射流靶距為6mm處．射流靶距大于12mm以后，增大射流靶距使1一水箱2一過(guò)濾器3一柱塞泵4一安全閥射流擴(kuò)散面積增大
5、，被切割材料表面上的切槽寬度增5一壓力表6、7-調(diào)節(jié)閥8一混合腔9一流化室lO一磨料截止閥11-磨料罐l2一單向閥13一噴嘴加，而切割深度明顯變小。圖1前混合磨料高壓水射流系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。最佳射流靶距相應(yīng)的最佳切割寬度，其切縫最佳效果出現(xiàn)在射流靶距為4．5mm處，射流靶收稿日期：201l—o6—29距大于10mm以后，增大射流靶距使射流擴(kuò)散面積增作者簡(jiǎn)介：薛尚文(1990一)，男，解放軍理工大學(xué)工程兵工程學(xué)院碩士研大，切割效果明顯下降。究生，研究方向是水下液壓系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)與水射流切割。20HydraulicsPneumatics&Seals／No．2．20
6、l2實(shí)際過(guò)程是一致的。A實(shí)際上就是寬度Ue，顯然的增大，會(huì)使有效直徑D增大；而根據(jù)射流的動(dòng)力特性，它又會(huì)使動(dòng)壓力減小。因此隨著的增大，切槽深c度Z是增是減就取決于兩者孰占主導(dǎo)地位。由此可以推斷：在某些無(wú)量綱數(shù)的特定組合下，存在著一個(gè)最佳圖3射流靶距與切割寬度的關(guān)系曲線靶距而使器=＼ZCt。I臌切槽深度達(dá)2理論分析到最大值。對(duì)某些無(wú)量綱數(shù)的若干種典型組合，計(jì)算后由前人理論我們得到靶距與切割深度的關(guān)系可知：式為：(1)，=口表明ZC~x?凋~函器一o．335∽(1-)[1-exp()】數(shù)，不存在最佳靶距。(1)(2)存在著幾乎平行于軸的漸近線。強(qiáng)度數(shù)式中——材料的屈服強(qiáng)度；
7、￡，^——阻尼系數(shù)：越大，強(qiáng)度比：／tr越大，其漸近線就越靠近穿透速度。這個(gè)方程式說(shuō)明，靶距對(duì)于切槽深度是有影響的。Cfpo軸Cfpo式(1)是復(fù)合無(wú)量綱方程，它包含了下列五個(gè)無(wú)量面。面z變化到20左右，即不再影響()．綱數(shù)：和(器)。(1)無(wú)量綱靶距；。(3)由結(jié)論b可知，在一定的范圍內(nèi)，摩擦系數(shù)C(2)屈服系數(shù)Sy；的變動(dòng)，即百Cfp。的變動(dòng)及(ZCtIo，并不影響()＼／叩一(3)壓縮強(qiáng)度數(shù)：一orc；的變化，于是可采用各種減小Cf的途徑，如采用高分子PO聚合物減阻技術(shù)，從而使所切割的板材厚度Z可以顯(4)數(shù)Cfpo是摩擦系數(shù)、阻尼
