石灰?guī)r的高壓水射流切割原理分析

時(shí)間：2014-04-28 10:11:50

作者：世邦機(jī)器

磨料水射流切割機(jī)的結(jié)構(gòu)形式很多，但基本結(jié)構(gòu)相似，主要有超高壓發(fā)生裝置、摻砂裝置、噴嘴組件、噴槍驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及集水箱等組成。超高壓發(fā)生裝置對(duì)射流進(jìn)行增壓作用。摻砂裝置屬于超高壓容器，儲(chǔ)砂筒既是裝砂（磨料）的容器，又兼蓄能器，起穩(wěn)定壓強(qiáng)的作用，主要是控制摻砂量的大校噴嘴組件是射流的出口，磨料水高速流經(jīng)噴嘴時(shí)噴嘴易于損壞，生產(chǎn)實(shí)踐中通過采用金剛石或金屬陶瓷等耐磨材料制作噴嘴。噴槍驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)噴嘴組件（割槍），接給定的軌跡運(yùn)動(dòng)切割出預(yù)期的任意形狀的平板工件。集水箱是回收噴射的水和磨料的容器，它能吸收完成切割作用后的水射流的剩余能量、消聲及脫泡（水射流吸人空氣，切削作業(yè)后形成氣泡）等。水經(jīng)過濾及脫泡等凈化處理后可循環(huán)利用，同樣磨料經(jīng)晾干、過篩等處理后也鋸重復(fù)使用多次，從而降低磨科水射流切割機(jī)的操作費(fèi)用。

高壓水射流切割石灰?guī)r主要依靠水流的沖擊作用，使石灰?guī)r表面產(chǎn)生裂紋及破碎。當(dāng)石灰?guī)r收到?jīng)_擊荷載后，其破壞應(yīng)力增加，在水流垂直方向達(dá)到破壞極限應(yīng)力而產(chǎn)生破碎。同時(shí)射流沖擊又對(duì)石灰?guī)r的側(cè)面產(chǎn)生擠壓和剪切，使切口側(cè)面產(chǎn)生許多微小裂紋，使切縫產(chǎn)生不規(guī)則斷口。采用磨料水射流切割時(shí)，磨料作為主要切割介質(zhì)在水的帶動(dòng)下對(duì)石灰?guī)r進(jìn)行沖擊。由于磨料具有縫里的切削刃，在對(duì)石灰?guī)r沖擊時(shí)，石灰?guī)r產(chǎn)生的塑性變形很小，破碎速度較快，由此產(chǎn)生微切削作用，其斷口附近沒有裂紋產(chǎn)生。

綜合來看，快速運(yùn)動(dòng)的磨料水射流具有極大動(dòng)能，切割石灰?guī)r主要是來自3方面的作用：磨料顆粒和水流對(duì)被切割石灰?guī)r的沖擊作用，水流沿被切割石灰?guī)r表面的剪切破斷作用，磨料對(duì)切割材料的微切割作用，基于以上3方面的共同作用下，被切側(cè)石灰?guī)r區(qū)城產(chǎn)生破碎形成切稱達(dá)到切割分離的目的。