高壓水射流裝置的設(shè)計【水切割】,水切割,高壓水射流裝置的設(shè)計【水切割】,高壓,水射流,裝置,設(shè)計,切割 湘 潭 大 學(xué) 畢業(yè)論文（設(shè)計）評閱表 學(xué)號 .. 姓名 胡 超 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 畢業(yè)論文（設(shè)計）題目： 高壓水射流裝置的設(shè)計 評價項目 評 價 內(nèi) 容 選題 1.是否符合培養(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)學(xué)科、專業(yè)特點和教學(xué)計劃的基本要求，達(dá)到綜合訓(xùn)練的目的； 2.難度、份量是否適當(dāng)； 3.是否與生產(chǎn)、科研、社會等實際相結(jié)合。 能力 1.是否有查閱文獻(xiàn)、綜合歸納資料的能力； 2.是否有綜合運(yùn)用知識的能力； 3.是否具備研究方案的設(shè)計能力、研究方法和手段的運(yùn)用能力； 4.是否具備一定的外文與計算機(jī)應(yīng)用能力； 5.工科是否有經(jīng)濟(jì)分析能力。 論文 （設(shè)計）質(zhì)量 1.立論是否正確，論述是否充分，結(jié)構(gòu)是否嚴(yán)謹(jǐn)合理；實驗是否正確，設(shè)計、計算、分析處理是否科學(xué)；技術(shù)用語是否準(zhǔn)確，符號是否統(tǒng)一，圖表圖紙是否完備、整潔、正確，引文是否規(guī)范； 2.文字是否通順，有無觀點提煉，綜合概括能力如何； 3.有無理論價值或?qū)嶋H應(yīng)用價值，有無創(chuàng)新之處。 綜 合 評 價 該同學(xué)所完成的高壓水射流裝置的設(shè)計基本原理正確，。畢業(yè)設(shè)計說明書的論述合理，設(shè)計計算方法正確，格式符合要求。所繪制的裝配圖與零件圖錯誤較少，基本達(dá)到工程圖的要求。該同學(xué)具備了一定的專業(yè)理論的綜合運(yùn)用能力，正確制定設(shè)計方案和解決問題的能力，工程能力，設(shè)計能力，計算機(jī)制圖，及外語能力，具備了工程師的基本素質(zhì)。整個畢業(yè)設(shè)計工作體現(xiàn)了學(xué)科教學(xué)計劃的基本要求，所完成的工作達(dá)到了本科畢業(yè)設(shè)計要求，可參與答辯。 評閱人： 2012年 月 日 湘 潭 大 學(xué) 畢業(yè)論文（設(shè)計）評閱表 學(xué)號 .. 姓名 胡 超 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 畢業(yè)論文（設(shè)計）題目： 高壓水射流裝置的設(shè)計 評價項目 評 價 內(nèi) 容 選題 1.是否符合培養(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)學(xué)科、專業(yè)特點和教學(xué)計劃的基本要求，達(dá)到綜合訓(xùn)練的目的； 2.難度、份量是否適當(dāng)； 3.是否與生產(chǎn)、科研、社會等實際相結(jié)合。 能力 1.是否有查閱文獻(xiàn)、綜合歸納資料的能力； 2.是否有綜合運(yùn)用知識的能力； 3.是否具備研究方案的設(shè)計能力、研究方法和手段的運(yùn)用能力； 4.是否具備一定的外文與計算機(jī)應(yīng)用能力； 5.工科是否有經(jīng)濟(jì)分析能力。 論文 （設(shè)計）質(zhì)量 1.立論是否正確，論述是否充分，結(jié)構(gòu)是否嚴(yán)謹(jǐn)合理；實驗是否正確，設(shè)計、計算、分析處理是否科學(xué)；技術(shù)用語是否準(zhǔn)確，符號是否統(tǒng)一，圖表圖紙是否完備、整潔、正確，引文是否規(guī)范； 2.文字是否通順，有無觀點提煉，綜合概括能力如何； 3.有無理論價值或?qū)嶋H應(yīng)用價值，有無創(chuàng)新之處。 綜 合 評 價 該同學(xué)所完成的高壓水射流裝置的設(shè)計基本原理正確，。畢業(yè)設(shè)計說明書的論述合理，設(shè)計計算方法正確，格式符合要求。所繪制的裝配圖與零件圖錯誤較少，基本達(dá)到工程圖的要求。該同學(xué)具備了一定的專業(yè)理論的綜合運(yùn)用能力，正確制定設(shè)計方案和解決問題的能力，工程能力，設(shè)計能力，計算機(jī)制圖，及外語能力，具備了工程師的基本素質(zhì)。整個畢業(yè)設(shè)計工作體現(xiàn)了學(xué)科教學(xué)計劃的基本要求，所完成的工作達(dá)到了本科畢業(yè)設(shè)計要求，可參與答辯。 評閱人： 2012年 月 日 .. 大 學(xué) 畢業(yè)論文（設(shè)計）鑒定意見 學(xué)號： 200896310 姓名： .. 專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 畢業(yè)論文（設(shè)計說明書） 37 頁 圖 表 8 張 論文（設(shè)計）題目： 高壓水射流裝置的設(shè)計 內(nèi)容提要： 所謂高壓水射流，是將普通自來水通過高壓水泵加壓到數(shù)百乃至數(shù)千大氣 壓力，然后通過特殊的噴嘴（孔只有0.1~0.5毫米），以極小的速度（200~500米/秒）噴 出的一股能量高速集中的水流。這一股股的小水流如同小子彈一樣具有巨大的打擊能量 它能夠進(jìn)行鋼板、石材、玻璃燈非金屬的切割。而且水切割的最大優(yōu)勢是對材料的無選 擇性，它可以對任何材料進(jìn)行切割。 水切割是一種冷態(tài)切割工藝，它不會破壞材料的內(nèi)部組織，因此適用于貴重金屬材 料的切割，我國已在炮彈切割處廢、核島容器復(fù)合材料切割作業(yè)中有所作為，而水切割 主要運(yùn)用于非金屬材料的切割。 本設(shè)計是設(shè)計一套完整的水射流裝置，水泵壓力412MPa，通過雙向高壓增壓泵把 普通的低壓水加壓到具有巨大能量的高壓水，通過各種液壓裝置和管道把高壓水輸送給 藍(lán)寶石高壓噴嘴（直徑0.38mm），從高壓噴嘴噴出的高壓細(xì)水流切割膠質(zhì)玻璃（長寬 900900mm)厚（10mm）。本裝置主要運(yùn)用了增壓系統(tǒng)，切割系統(tǒng)和過濾器等。運(yùn)用水 射流基本原理、閥門基本理論、噴嘴的基本設(shè)計等，達(dá)到切割目標(biāo)材料的目的。 指導(dǎo)教師評語 該同學(xué)對待畢業(yè)設(shè)計任務(wù)認(rèn)真負(fù)責(zé)，積極查閱資料，認(rèn)真思考解決問題的方法，并能主動和老師積極探討。具備綜合運(yùn)用知識去確定設(shè)計方案，獨立解決設(shè)計中問題的能力。所設(shè)計的高壓水射流裝置的設(shè)計原理正確，控制方法得當(dāng)。所繪制圖紙基本達(dá)到工程圖的水平，所完成的畢業(yè)設(shè)計說明書條理清楚、計算正確，文字基本流暢。整個畢業(yè)設(shè)計工作量達(dá)到要求，完成質(zhì)量較高，達(dá)到學(xué)士學(xué)位論文要求。 同意參加答辯。 指導(dǎo)教師： 年 月 日 答辯簡要情況及評語 答辯小組組長： 年 月 日 答辯委員會意見 答辯委員會主任： 年 月 日 ..大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計說明書 題 目： 高壓水射流裝置的設(shè)計 學(xué) 院： .. 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 學(xué) 號： .. 姓 名： .. 指導(dǎo)教師： ..老師 完成日期： 2012年5月 .. 大 學(xué) 畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書 論文（設(shè)計）題目 高壓水射流裝置的設(shè)計 學(xué) 號 .. 學(xué)生姓名 .. 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 指導(dǎo)教師姓名（職稱） ..（副教授） 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 系 主任 周友行 一、 主要內(nèi)容及基本要求 高壓水射流技術(shù)是60年代研究，70年代在國外開始應(yīng)用的一種較新的對固體進(jìn)行加工的技術(shù)。近幾十年來，隨著超高壓泵、液壓缸及超高壓傳輸管路等部件的發(fā)展，高壓水射流加工技術(shù)正逐步走向成熟，應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大，加工材料從紙張、布料等軟材料到塑料、復(fù)合材料、有色金屬以及玻璃、巖石等材料。加工方式從切割、清洗到成形加工、磨削等。 本畢業(yè)設(shè)計要求設(shè)計一套完整的水射流裝置，用于切割。本裝置一般包括增壓系統(tǒng)、切割系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和過濾器等。由供水器、蓄能器、控制器、閥門、噴嘴、高壓水、液壓裝置、增壓器和水泵等組成。 二、重點研究的問題 增壓系統(tǒng)、切割系統(tǒng) 三、主要技術(shù)指標(biāo) 水泵壓力4MPa， 增壓器壓力300～1000 MPa， 噴嘴直徑 0.1～0.5mm, 英文翻譯 字?jǐn)?shù)3000左右。 四、進(jìn)度安排 各階段完成的內(nèi)容 起止時間 1 查找、收集相關(guān)論文資料 第1周 2 聽相關(guān)講座、報告 第2、3周 3 熟悉水射流工藝 第4、5周 4 水射流裝置方案設(shè)計、計算 第6、7周 5 水射流裝置設(shè)計繪圖 第8、9周 6 控制系統(tǒng)設(shè)計繪圖 第10、11周 7 寫設(shè)計說明書 第12、13周 8 畢業(yè)答辯 第14周 9 10 五、應(yīng)收集的資料及主要參考文獻(xiàn) [1] 劉振輝,楊家楷.特種加工.重慶：重慶大學(xué)出版社,1991 [2] 尚增溫,劉向陽.液壓振動臺配套油源關(guān)鍵輔件的設(shè)計原則.液壓與氣動,1999(4) [3] 薛勝雄.高壓水射流技術(shù).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1998 [4] 趙家瑞.水射流加工新技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀. 石油工程建設(shè),1999,10(5):1-6 [5]宋擁政.水切割技術(shù)綜述.機(jī)床與液壓, 1993(4): 187-193 [6]金慶同.特種加工.航空工業(yè)出版社，1988 [7] 周良德，朱泗芳，楊世平.現(xiàn)代工程圖學(xué)[M].湖南科技技術(shù)出版社,2008. [8] 宋寶玉.機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書[M].高等教育出版社，2006 [9] 宋寶玉.機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書[M].高等教育出版社，2006. [10] 王先逵.機(jī)械制造工藝學(xué)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2006. [11]榮烈潤.水射流加工技術(shù)的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢.《航空精密制造技術(shù)》，2002年04期 [12] 溫效康.宋擁政.磨粒高壓水切割設(shè)備與工藝的試驗研究、《高壓水射流》1993年 第二期 [13]李震.李鋒.汪建新.高壓水射流技術(shù)及應(yīng)用.《機(jī)械工程師》.2009年11期 湘 潭 大 學(xué) 畢業(yè)論文（設(shè)計）評閱表 學(xué)號 .. 姓名 胡 超 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 畢業(yè)論文（設(shè)計）題目： 高壓水射流裝置的設(shè)計 評價項目 評 價 內(nèi) 容 選題 1.是否符合培養(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)學(xué)科、專業(yè)特點和教學(xué)計劃的基本要求，達(dá)到綜合訓(xùn)練的目的； 2.難度、份量是否適當(dāng)； 3.是否與生產(chǎn)、科研、社會等實際相結(jié)合。 能力 1.是否有查閱文獻(xiàn)、綜合歸納資料的能力； 2.是否有綜合運(yùn)用知識的能力； 3.是否具備研究方案的設(shè)計能力、研究方法和手段的運(yùn)用能力； 4.是否具備一定的外文與計算機(jī)應(yīng)用能力； 5.工科是否有經(jīng)濟(jì)分析能力。 論文 （設(shè)計）質(zhì)量 1.立論是否正確，論述是否充分，結(jié)構(gòu)是否嚴(yán)謹(jǐn)合理；實驗是否正確，設(shè)計、計算、分析處理是否科學(xué)；技術(shù)用語是否準(zhǔn)確，符號是否統(tǒng)一，圖表圖紙是否完備、整潔、正確，引文是否規(guī)范； 2.文字是否通順，有無觀點提煉，綜合概括能力如何； 3.有無理論價值或?qū)嶋H應(yīng)用價值，有無創(chuàng)新之處。 綜 合 評 價 該同學(xué)所完成的高壓水射流裝置的設(shè)計基本原理正確，。畢業(yè)設(shè)計說明書的論述合理，設(shè)計計算方法正確，格式符合要求。所繪制的裝配圖與零件圖錯誤較少，基本達(dá)到工程圖的要求。該同學(xué)具備了一定的專業(yè)理論的綜合運(yùn)用能力，正確制定設(shè)計方案和解決問題的能力，工程能力，設(shè)計能力，計算機(jī)制圖，及外語能力，具備了工程師的基本素質(zhì)。整個畢業(yè)設(shè)計工作體現(xiàn)了學(xué)科教學(xué)計劃的基本要求，所完成的工作達(dá)到了本科畢業(yè)設(shè)計要求，可參與答辯。 評閱人： 2012年 月 日 .. 大 學(xué) 畢業(yè)論文（設(shè)計）鑒定意見 學(xué)號： 200896310 姓名： .. 專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 畢業(yè)論文（設(shè)計說明書） 37 頁 圖 表 8 張 論文（設(shè)計）題目： 高壓水射流裝置的設(shè)計 內(nèi)容提要： 所謂高壓水射流，是將普通自來水通過高壓水泵加壓到數(shù)百乃至數(shù)千大氣 壓力，然后通過特殊的噴嘴（孔只有0.1~0.5毫米），以極小的速度（200~500米/秒）噴 出的一股能量高速集中的水流。這一股股的小水流如同小子彈一樣具有巨大的打擊能量 它能夠進(jìn)行鋼板、石材、玻璃燈非金屬的切割。而且水切割的最大優(yōu)勢是對材料的無選 擇性，它可以對任何材料進(jìn)行切割。 水切割是一種冷態(tài)切割工藝，它不會破壞材料的內(nèi)部組織，因此適用于貴重金屬材 料的切割，我國已在炮彈切割處廢、核島容器復(fù)合材料切割作業(yè)中有所作為，而水切割 主要運(yùn)用于非金屬材料的切割。 本設(shè)計是設(shè)計一套完整的水射流裝置，水泵壓力412MPa，通過雙向高壓增壓泵把 普通的低壓水加壓到具有巨大能量的高壓水，通過各種液壓裝置和管道把高壓水輸送給 藍(lán)寶石高壓噴嘴（直徑0.38mm），從高壓噴嘴噴出的高壓細(xì)水流切割膠質(zhì)玻璃（長寬 900900mm)厚（10mm）。本裝置主要運(yùn)用了增壓系統(tǒng)，切割系統(tǒng)和過濾器等。運(yùn)用水 射流基本原理、閥門基本理論、噴嘴的基本設(shè)計等，達(dá)到切割目標(biāo)材料的目的。 指導(dǎo)教師評語 該同學(xué)對待畢業(yè)設(shè)計任務(wù)認(rèn)真負(fù)責(zé)，積極查閱資料，認(rèn)真思考解決問題的方法，并能主動和老師積極探討。具備綜合運(yùn)用知識去確定設(shè)計方案，獨立解決設(shè)計中問題的能力。所設(shè)計的高壓水射流裝置的設(shè)計原理正確，控制方法得當(dāng)。所繪制圖紙基本達(dá)到工程圖的水平，所完成的畢業(yè)設(shè)計說明書條理清楚、計算正確，文字基本流暢。整個畢業(yè)設(shè)計工作量達(dá)到要求，完成質(zhì)量較高，達(dá)到學(xué)士學(xué)位論文要求。 同意參加答辯。 指導(dǎo)教師： 年 月 日 答辯簡要情況及評語 答辯小組組長： 年 月 日 答辯委員會意見 答辯委員會主任： 年 月 日 摘要 高壓水射流技術(shù)是近三十年來發(fā)展起來的一項新技術(shù)，在采礦、冶金、石油、建筑、化工、市政建設(shè)、金屬加工、材料的切割等方面都有很大的優(yōu)勢。水切割作為一種冷態(tài)切割工藝，他不會破壞材料內(nèi)部組織，因此適宜用于貴重金屬材料的切割，我國已在炮彈切割處廢、核島容器復(fù)合材料切割作業(yè)中有所作為，而水切割主要應(yīng)用在非金屬板材切割，市場現(xiàn)狀使其無斷點和切縫無需二次加工的特點發(fā)揮到了極致。 國際上對水射流的研究也是非常的重視的，國際水射流協(xié)會（ISWJT）設(shè)在渥太華的加拿大國家技術(shù)研究院中，多年來一直與日本水射流技術(shù)協(xié)會等合作組織亞太地區(qū)國際水射流技術(shù)會議。 中國流體工程學(xué)會與國際各同行組織交往頗深，經(jīng)常組織同行參加上述國際性會議，已經(jīng)形成了規(guī)律性工作。近年來，由于廣泛的國際合作活動和國內(nèi)行業(yè)活動，學(xué)會噴射技術(shù)專業(yè)為委員會已成為名副其實的高壓水射流技術(shù)信息中心。 本設(shè)計主要設(shè)計高壓水切割形成的膠質(zhì)(化學(xué))玻璃，寬度（900㎜×900㎜）厚度（10㎜）切割壓力P=412MPa 關(guān)鍵詞：高壓噴嘴；超高壓增壓器； AutoCAD；切割系統(tǒng)；高壓系統(tǒng) Abstaract The-High-pressure-water-jet technology is developed in the last thirty years as a new technology. In the mining, metallurgy, petroleum, chemical, construction, municipal construction, metal processing, material cutting have great advantages. Cutting with water as a cold cutting process, it doesn’t damage the material to an internal tissue, so it is suitable for the precious metal material cutting. China has in the shells of cutting waste, nuclear island container composite cutting operation do something previously unreleased, and water cut is mainly applied in non - metal sheet cutting. Market current situation is to no breakpoint and cut seam without two processing characteristics of playing to the extreme. Keywords: AutoCAD; The-High-pressure-water-jet; The-High-pressure-water-jet； Cutting system； High pressure turbocharger 1 目錄 摘要 IX 第一章 綜 述 1.1 課題的目的和意義與基礎(chǔ) 3 1.1.2 高壓水射流裝置的作用 3 1.1.3高壓水射流切割的工作原理： 3 1.1.4國內(nèi)外高壓水射流的發(fā)展概括 4 1.1.5水射流的未來發(fā)展 4 1.1.6超高壓水切割機(jī)介紹。 5 第二章水射流理論基礎(chǔ) 8 2.1.1純水型水射流切割 8 2.2水射流加工射流參數(shù)的確定 8 2.2.1射流流速的確定 8 2.2.2射流流量的計算 10 2.2.3射流功率的計算 10 2.2.4 沖擊壓力計算 11 2.3.1噴嘴工作壓力 12 2.3.2射流動能 13 2.5超高壓水射流裝置系統(tǒng)的設(shè)計 16 2.6超高壓水射流裝置油壓部分的設(shè)計 17 2.6.1液壓泵的選擇 17 2.6.2驅(qū)動液壓泵的選擇 18 2.6.3液壓閥的選擇 18 2.6.4管道尺寸確定 19 2.6.5液壓油箱的設(shè)計 19 2.6.7冷卻器的選擇 20 2.7超高壓水射流裝置供水系統(tǒng)的設(shè)計 21 2.7.1.水泵的選擇 21 2.7.2.液壓閥的選擇 22 2.8增系統(tǒng)原理圖 22 2.9增壓器的設(shè)計 23 2.9.1低壓油缸的設(shè)計 23 2.9.2超高壓柱塞缸的設(shè)計 25 2.10蓄能器的選擇 28 2.11高壓管路的確定 28 2.12超高壓密封結(jié)構(gòu)的設(shè)計 29 2.12.1超高壓密封結(jié)構(gòu) 29 2.12.2超高壓往復(fù)填料密封的設(shè)計 29 3.超高壓水射流加工工藝參數(shù)的確定 30 1.噴嘴出口壓力 30 2.噴嘴出口直徑 30 3.噴嘴相對于工件的移動速度 30 4.噴嘴與工件間的距離 30 5.噴射角度 30 第三章 總結(jié) 31 附錄：外文翻譯 33 第一章 綜 述 1.1 課題的目的和意義與基礎(chǔ) 高壓水射流技術(shù)是上世紀(jì)70年代初在國外迅速發(fā)展起來的一門高新技術(shù)，它廣泛應(yīng)用于冶金、航空、機(jī)械、石油、化工、船舶、建筑、電力、市政建設(shè)等國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域，并取得了可喜的經(jīng)濟(jì)效益。我國從上世紀(jì)70年代末開始從事這一領(lǐng)域的研究和應(yīng)用，20多年來，這一新技術(shù)已擴(kuò)展到我國工業(yè)清洗工程、除銹工程、水力切割、破碎工程采煤和石油鉆采工程等領(lǐng)域和部門。隨著應(yīng)用的需要，我國的高壓水射流發(fā)生裝置（高壓泵、增壓器）及配套部件（閥、高壓軟管、噴嘴、和噴頭等）的研制有了長足發(fā)展，縮短了與國外的差距，基本滿足了國內(nèi)的需求。同時，在高壓水射流理論、應(yīng)用研究及產(chǎn)品研制中，結(jié)合我國國情，逐步發(fā)展了具有中國特色的高壓水射流設(shè)備和具有自主知識產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)。 水切割作為一種冷態(tài)切割工藝，他不會破壞材料的內(nèi)部組織，因此適用于貴重金屬板材的切割，對此，我國已在炮彈切割處廢、核島容器復(fù)合材料作業(yè)中有所作為，而水切割主要應(yīng)用在非金屬板材的切割，市場現(xiàn)狀使其無斷點切割和切縫無需二次加工的特點發(fā)揮到了極致。要想更好的利用高壓水還需我們做出更大的努力和研究。 1.1.2 高壓水射流裝置的作用 水射流在70MPa壓力下的流速約為300m/s,當(dāng)壓力達(dá)到超高壓時，流速渴望達(dá)到1000m/s，這樣就可以實現(xiàn)很高的切割速度。水切割一旦實現(xiàn)很高的壓力、很小的流量作業(yè)就意味著工作臺的作用力很小，這就使得切割噴嘴很容易安裝在機(jī)械手上，實現(xiàn)計算機(jī)控制下三維復(fù)雜的高精度切割。 1.1.3高壓水射流切割的工作原理： 　　 高壓水射流切割原理是將水增至超高壓100~420MPa，經(jīng)節(jié)流小孔（mm），使水壓熱能轉(zhuǎn)變?yōu)樗畨簞幽埽魉俑哌_(dá)800~1000mm/s）。用這種高壓密集的水射流進(jìn)行切割。磨料水射流切割則是再往水射流中混入磨料粒子，經(jīng)混砂管形成磨料射流進(jìn)行切割。在掙料射流中，水射流作為載體使磨料粒子加速，由于磨料質(zhì)量大、硬度高，磨料水射流較之水射流其射流動能更大，切割效能更強(qiáng)。 1.1.4國內(nèi)外高壓水射流的發(fā)展概括 人們認(rèn)識水射流應(yīng)該還是從水的沖刷開始的。大雨能把田地沖出一道水溝，能剝落山巖，甚至能造成泥石流。河道出口久而久之便沖擊成了三角洲。水對大自然的鬼斧神工表現(xiàn)在三個方面：使材料破裂、流動、去除。高壓水射流是上個世紀(jì)70年代發(fā)展起來的一門高新技術(shù)，國際上對水射流的研究也是非常的重視的，國際水射流協(xié)會（ISWJT）設(shè)在渥太華的加拿大國家技術(shù)研究院中，多年來一直與日本水射流技術(shù)協(xié)會等合作組織亞太地區(qū)國際水射流技術(shù)會議。 中國流體工程學(xué)會與國際各同行組織交往頗深，經(jīng)常組織同行參加上述國際性會議，已經(jīng)形成了規(guī)律性工作。由于起步晚中國與其他國家的差距還有的。近年來，由于廣泛的國際合作活動和國內(nèi)行業(yè)活動，學(xué)會噴射技術(shù)專業(yè)為委員會已成為名副其實的高壓水射流技術(shù)信息中心。 1.1.5水射流的未來發(fā)展 隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,傳統(tǒng)的切割手段諸如氧切割、等離子切割、激光切割(統(tǒng)稱熱切割)因其對材料切割時由于高溫作業(yè)而產(chǎn)生的影響使材料的物理、機(jī)械性能及材質(zhì)的晶間組織結(jié)構(gòu)遭到破壞,因而對被切割材料的材質(zhì)有一定局限性。其中氧切割、等離子切割對金屬材料起作用,而對非金屬材料就不起作用。激光切割雖能切割金屬材料和非金屬材料,但對銅、鋁就無法切割,且切割深度有限,價格昂貴。而利用超高壓水射流切割(俗稱冷切割)不僅對所有金屬材料和非金屬材料可以進(jìn)行萬能切割,而且是冷切割工藝,因此材質(zhì)的物理、機(jī)械性能及材質(zhì)的晶間組織結(jié)構(gòu)不會遭到破壞,尤其用以對特種材料(如鈦合金、碳纖維復(fù)合材料、蜂窩狀結(jié)構(gòu)、花崗巖刻字等)其切割效果就更無法比擬,因此水刀切割技術(shù)是近年來切割領(lǐng)域里的一次革命。 1.1.6超高壓水切割機(jī)介紹。 超高壓水切割機(jī)的問世，創(chuàng)建了一個冷切割的新工藝。水切割機(jī)的壓力一般在250-400MPa，機(jī)組功率30-55KW;更大功率的機(jī)組則置有多個切割頭同步作業(yè)。機(jī)組包括增壓器(或超高壓泵）、切割頭、安全閥、切割平臺、、磨料系統(tǒng)、微機(jī)控制系統(tǒng)、接收器和穩(wěn)壓容器等（見圖1-1）與高壓清洗機(jī)相比，其特點是超高壓、小流量、細(xì)射流。壓力大的升高，帶來諸多材料、工藝與設(shè)計的問題，因此他的商品化矛盾中反映在可靠性、安全性和造價方面。近年來，機(jī)器人水切割機(jī)的問世。解決了三維空間水切割工藝難題（見圖1-2）。 水切割的高壓水發(fā)設(shè)備多采用增壓器。增壓器是通過活塞面積的變化使驅(qū)動液體所施加的壓力倍增的設(shè)備，器驅(qū)動液體通常是機(jī)械油。 與泵相比，增壓器的顯著優(yōu)點是能以驅(qū)動端油壓（低壓）的變化控制液力端水壓（超高壓),這樣的控制容易實現(xiàn)，且安全可靠。但由于增壓器往復(fù)次數(shù)比超高壓泵低得多（多在100r/min以內(nèi)），他的出口壓力脈動大，必須增設(shè)穩(wěn)壓容器。當(dāng)然，與比泵相比，他的造價也較高。 1-增壓器 2-單向閥 3-高壓容器 4-壓力表 5-氣控閥 6-砂斗 7-砂閥 8-切割頭 9工件 10-二維切割平臺11-高壓閥 12-水箱 13-前置泵 14-柱塞泵 15-溢流閥 16-換向閥 圖1-1 超高壓水切割機(jī)系統(tǒng) 由于磨料的介入能大幅度降低工作壓力，因此切割頭大都設(shè)計成導(dǎo)流管、水噴嘴、末了噴嘴依次排列的結(jié)構(gòu)。由它產(chǎn)生的超高壓細(xì)射流又稱“水刀' 切割平臺呈x-y兩個坐標(biāo)平面運(yùn)動，專門為板材切割而設(shè)計。微機(jī)控制系統(tǒng)的軟件指令或者操縱切割頭相對靜止的切割頭相對靜止的平臺x-y主梁運(yùn)動，或者操縱平臺x-y主梁相對靜止的切割頭運(yùn)動。平臺還能控制切割頭z坐標(biāo)，以調(diào)節(jié)靶距。 水切割機(jī)磨料系統(tǒng)的特點是跟精確、更均勻。其磨料不同于高壓清洗機(jī)采用石英砂即可，通常采用剛玉、石榴石或金剛砂。不同的磨料對磨料噴嘴的磨損也有所不同。保證均勻供料的砂閥也要考慮調(diào)節(jié)開度和壓差。 接收器的作用是降噪和接收切割后的漿料。水切割的噪音多在90dB（A)左右，這樣接收器的降噪作用就十分明顯，當(dāng)然要求接收器要與切割頭保持同步。 圖1-2機(jī)器人水切割機(jī) 穩(wěn)壓器實際是一個超高壓容器，連接在增壓器（或泵）與切割頭之間，作用是將幾乎是單脈沖的超高壓水流變成基本無脈沖，為切割頭形成連續(xù)穩(wěn)定的超高壓細(xì)射流創(chuàng)造良好工況。因此，對低速超高壓泵最好也配置穩(wěn)壓器。 除此之外，水切割機(jī)在連接軟管。硬管、接頭以及螺紋連接等細(xì)節(jié)方面都很有講究。 水切割是高壓水射流技術(shù)水平的一個標(biāo)志，它的技術(shù)密集程度、技術(shù)附加值以及市場占有量等諸多因素使其成為國內(nèi)外水射流行業(yè)的研究熱點，這一點在近年的國際水射流技術(shù)會議上尤為突出，并不因為水切割機(jī)已經(jīng)商品化而降溫，就是說在這一新技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域還有許多待研究的問題。 第二章水射流理論基礎(chǔ) 2.1.1純水型水射流切割 在空氣中噴出的高速水射流的結(jié)構(gòu)如圖2-1所示。噴嘴出口區(qū)附近具有不含空氣的中心水流，隨著離噴嘴端的距離增大，水射流逐漸擴(kuò)展，并在外圍區(qū)與空氣相混合。 水射流中的壓力在噴嘴出口附近分布較陡，且峰值較大。隨著離噴嘴端部距離的增加，壓力分布逐漸平緩。當(dāng)水壓大于196MPa時，噴出的水射流的速度超過聲速。 圖2-1高壓水射流結(jié)構(gòu) 2.2水射流加工射流參數(shù)的確定 2.2.1射流流速的確定 對于連續(xù)射流，在噴嘴出口截面內(nèi)外兩點間應(yīng)用伯努利方程，忽略兩點之間的高度差，可得出下列關(guān)系式： 式中、————噴嘴內(nèi)外靜壓力 、————噴嘴內(nèi)外流體平均流速 在兩點之間應(yīng)用連續(xù)方程可得 如果噴嘴流到為圓管形結(jié)構(gòu)，即，并假設(shè)，由上列兩式可得： （2-1） 對工程應(yīng)用水射流，由于，，同時將Kg/代入上式，最后得出射流流速簡化表達(dá)式: （2-2） 式中 -射流流速，m/s -射流壓力，. 選定切割壓力為412MPa 則射流速度m/s 2.2.2射流流量的計算 以知射流速度，可由計算出射流流量，即射流流量等于射流出口速度乘噴嘴出口截面積，即： （2-3) 式中 ----射流流量，/min； -----噴嘴出口直徑，mm。 所以 2.2.3射流功率的計算 當(dāng)射流量和壓力確定后，可由下列關(guān)系式計算出功率 (2-4） 式中-----射流功率，； ------射流壓力， -------射流流量，。 式表明，噴嘴出口的射流功率是壓力和流量的函數(shù)。如果將式（2-3）代入該式可得： 式中 ----射流功率， ----噴嘴出口直徑， ----射流壓力， 由此射流功率W 2.2.4 沖擊壓力計算 在射流清洗、切割等應(yīng)用中，射流反沖力是一個必須的基本參數(shù)。在噴嘴出口截面內(nèi)外兩點間應(yīng)用動量定理得： 式中 -----單位時間內(nèi)作用在單位體積上的力； ------力作用于單位體積流體上的時間； -------單位體積流體質(zhì)量； -------噴嘴出口截面內(nèi)流體平均流速； -------噴嘴出口截面外流體平均流速。 由作用力等于反作用力原理可知，上式中F 值即為射流反沖力知。經(jīng)推導(dǎo)后可得： 由于，并將式（2-2)代入上式，最后得： （2-5） 式中------射流反沖力，; ------ 射流流量，； -------射流壓力， 從式 （2-5）可以看出，射流反沖力與射流壓力的平方根成正比，也就是說，射流反沖力對射流流量的變化要比對射流壓力的變化敏感得多。 將式（2-3）代入式（2-5），可得出射流反沖力的另一表達(dá)式； 式中----射流反沖力，N ----噴嘴出口直徑, mm ----射流壓力， 經(jīng)計算得出射流反沖力 2.3噴嘴部分設(shè)計 2.3.1噴嘴工作壓力 取噴嘴的刃口和噴口兩斷面， 列伯努利方程得 (2-6） 其中 一噴嘴內(nèi)工作液體流速,<<，可以認(rèn)為≈0 一噴嘴內(nèi)工作壓力 - 工作液體密度 一大氣壓力 g一重力加速度 一噴嘴局部阻力系數(shù) 從(3-13)式可得 (2-7) Pa=420MPa 其中 一噴嘴流速系數(shù)， ． 對普通圓錐收斂型噴嘴，,0.94～0.985。 (2-8) 即沖擊壓力約是噴嘴工作壓力的2倍。 2.3.2射流動能 高壓水射流切削主要依靠射流的動能 (2-9) 將和由(3-14)式計算得的 代入(3-16)式得 (2-10) J = J 其中 為流量系數(shù) 從(2-10)式可以看出，射流動能與成正比，即與成正比，而動能與的3／2次成比例．所以在保證一定流量的情況下， 適當(dāng)增大噴嘴壓力P是提高射流生產(chǎn)率的有效途徑． 2.4超高壓水射流裝置切割系統(tǒng)的設(shè)計 常用噴嘴內(nèi)部基本結(jié)構(gòu)形狀如圖2-2所示 圖2-2 由于噴嘴的工作壓力與流量的確定，則噴嘴孔徑尺寸也就確定了。根據(jù)下列公式可得： （3-18） 式中 噴嘴孔出口截面直徑，mm; 射流體積流量，L/min； 噴嘴流量系數(shù)； 射流壓力，MPa。 利用伯努力方程可化簡（3-18）式得： （2-11） 式中 系數(shù)（取0.85～0.95）， 射流密度,。 即噴嘴的原始數(shù)據(jù)如下：噴嘴出口直徑；噴嘴長度；噴嘴的收縮角；圓柱段長度。由于噴嘴內(nèi)孔的粗糙度對切割性能有很大影響，因此噴嘴內(nèi)孔應(yīng)有較低的粗糙度，選擇圓錐內(nèi)表面粗糙度最大允許值為0．2um，圓柱段內(nèi)表面粗糙度的最大允許值為0.1um。噴嘴材料選用紅寶石。 圖3-2 噴嘴的三種基形式 2.5超高壓水射流裝置系統(tǒng)的設(shè)計 如圖2-3超高壓水射流裝置圖所示，該裝置是由油壓及供水兩大部分組成，其工作過程如下： 1-增壓器 2-單向閥 3-高壓容器 4-壓力表 5-氣控閥 6-砂斗 7-砂閥 8-切割頭 9工件 10-二維切割平臺11-高壓閥 12-水箱 13-前置泵 14-柱塞泵 15-溢流閥 16-換向閥 圖2-3超高壓水射流加工裝置圖 2.6超高壓水射流裝置油壓部分的設(shè)計 2.6.1液壓泵的選擇 （1）泵的工作壓力的確定 因為水射流工作的壓力P=412MPa，流量Q=5.54L/min，初選增壓比i=20:1。則液壓缸的工作壓力： 考慮到正常工作中進(jìn)油管路有一定的壓力損失，所以泵的工作壓力為： 式中 - 液壓泵的最大工作壓力； -執(zhí)行元件最大工作壓力； -進(jìn)油管路中的壓力損失，初算時簡單系統(tǒng)可取0.2～0.5MPa，復(fù)雜系統(tǒng)取0.5～1.5MPa,本設(shè)計取0.5MPa。 21.1MPa 上述計算所得的壓力為系統(tǒng)的靜壓力，考慮到系統(tǒng)的動壓力超過靜壓力，以及系統(tǒng)應(yīng)有一定的壓力貯備量，確保泵的壽命，因此選泵的額定壓力應(yīng)滿足（1.25～1.6）。在本設(shè)計中。 （2）流量的確定 液壓泵的最大流量應(yīng)為： （2-12） 式中 -液壓泵的最大流量； -執(zhí)行元件工作時所需的最大流量； -系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取=1.1～1.3，現(xiàn)取=1.2。 =148.08L/min （3）選擇液壓泵的規(guī)格 根據(jù)以上計算得的壓力和流量查閱《機(jī)械設(shè)計手冊》，現(xiàn)選用160YCY14-1B變量柱塞泵，該泵的基本參數(shù)為：每轉(zhuǎn)排量=160mL/r，泵的額定壓力=32MPa，電動機(jī)轉(zhuǎn)速=1000r/min,容積效率=0.92，驅(qū)動功率94.5KW。 2.6.2驅(qū)動液壓泵的選擇 根據(jù)液壓泵的轉(zhuǎn)速=1000r/min和所需驅(qū)動功率94.5KW，查閱《機(jī)械設(shè)計手則》選取電動機(jī)的型號為Y315S-6,額定功率為110kw,同步轉(zhuǎn)速為1000r/min。滿載效率=0.92，滿載功率因數(shù)為0.87。 2.6.3液壓閥的選擇 （1）單向閥的選擇 單向閥用來控制液壓系統(tǒng)中液流的通或斷，它只能讓油液在一個方向順利通過反向時不能通過，為防止液壓泵停止工作時油缸內(nèi)的油液倒流。根據(jù)液壓泵的工作壓力和流量查閱《機(jī)械設(shè)計手冊》，選用型號為S20A12管式直通單向閥。 （2）溢流閥的選擇 溢流閥的主要作用是當(dāng)系統(tǒng)壓力達(dá)到或超過溢流閥的調(diào)定壓力時，系統(tǒng)壓力液體經(jīng)溢流閥溢出，防止系統(tǒng)過載，保障系統(tǒng)安全；或?qū)⑾到y(tǒng)壓力穩(wěn)定在調(diào)定值。溢流閥是液壓系統(tǒng)不可缺少的壓力控制元件。根據(jù)系統(tǒng)的壓力和流量，查閱《機(jī)械設(shè)計手冊》，選用型號為DBDH10K。 （3）換向閥的選擇 換向閥是控制液壓執(zhí)行元件運(yùn)動。由于電磁式滑閥因受電磁力的限制，所控制的滑閥流量較小。本設(shè)計液壓油路的流量比較大，所以采用控制流量較大的電液動滑閥。故本設(shè)計采用電液動換向閥作為換向控制元件。根據(jù)液壓油路的工作壓力和流量以及電液動換向閥的中位機(jī)能，查閱《機(jī)械設(shè)計手冊》選用型號為DSHG-03-3CH-A240-1的三位四通電液動換向閥，中位機(jī)能為H。 2.6.4管道尺寸確定 油管內(nèi)徑尺寸一般可參照選用的液壓元件的接口尺寸而定，也可按管路允許的流速進(jìn)行計算。本系統(tǒng)油路流量為q=160L/min，壓油管的允許流速取6m/s，則內(nèi)徑為 （2-13） 式中 --通過管道內(nèi)的流量，L/min； --管內(nèi)允許流速，m/s。 mm=23.75mm 綜合諸因素，現(xiàn)取油管的內(nèi)徑為20mm。吸油管同樣可按上式進(jìn)行計算，現(xiàn)參照160YCY14-1B變量柱塞泵吸油口連接尺寸，取吸油管內(nèi)徑為40mm。 管接頭都采用卡套式接頭，這種接頭體積小，使用方便。 2.6.5液壓油箱的設(shè)計 液壓油箱的作用是貯存液壓油、分離液壓油中的雜質(zhì)和空氣，同時還起到散熱的作用。液壓油箱在不同的工作條件下，影響散熱的條件很多，按壓力來考慮，該液壓系統(tǒng)為高壓系統(tǒng)，故液壓油箱的有效容量V可概略地確定為： （6～12） （2-14） 式中 --液壓油箱的有效容量； --液壓泵額定流量。 液壓油箱的有效容積確定后，需對液壓油箱的外形尺寸進(jìn)行設(shè)計。根據(jù)《機(jī)械設(shè)計手冊》選用BEX系列液壓油箱中的BEX-1000型油箱，其公稱容量為1000L。 2.6.6過濾器的選擇 整個系統(tǒng)中設(shè)計有三個過濾器，吸油過濾器以保護(hù)泵為目的，應(yīng)盡量選用大容量過濾器，以增大通流能力，降低吸油阻力，降低噪聲，通常其額定流量取為系統(tǒng)流量的2～3倍，回油過濾器以保護(hù)油箱清潔為目的，應(yīng)盡可能選用精度高一些(3～5 pm)，容量大一些(其額定流量是系統(tǒng)流量的1．5～2倍為宜)，回油過濾器上要有壓差發(fā)信裝置，當(dāng)堵塞時可以及時更換，以防背壓過高；中間過濾器用以消除泵及控制閥中運(yùn)動副所產(chǎn)生的污染，確保各閥的正常工作及安全為目的，應(yīng)選用高精度過濾器，其容量應(yīng)是系統(tǒng)最大流量的1.5～3倍。 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計手則》第五卷表37－10－4選擇吸油過濾器為網(wǎng)式濾油器WU-400×180F； 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計手則》第五卷表37－10－12選擇中間高精度過濾器為紙質(zhì)濾油器ZU－H250×20S； 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計手則》第五卷表37－10－6選擇回油過濾器為線隙式濾油器XU-A-250×30F。 2.6.7冷卻器的選擇 液壓系統(tǒng)工作時，因液壓泵、液壓閥和液壓缸的容積損失和機(jī)械損失，或控制元件及管道的壓力損失和液壓磨擦損失等消耗的能量幾乎全部轉(zhuǎn)化為熱量，這些熱量大部分使油液及元件的溫度升高，如果溫度過高將嚴(yán)重影響液壓系統(tǒng)的工作，為防止溫度過高應(yīng)選擇一個合理的冷卻器。 系統(tǒng)發(fā)熱計算： 油泵總輸入功率： 其中p為泵的工作壓力，η為泵的工作效率取η=0.85 液壓泵功率損失： 閥的功率損失： 其中：p4為溢流閥的調(diào)整壓力取=7Mpa p1 p2 p3分別為各過濾器的壓力損失 q2為流經(jīng)中間過濾器的流量 q1為流經(jīng)溢流閥的流量 管路及其它損失： 取 系統(tǒng)總功率損失： 油箱的散熱面積為： 油箱的散熱功率為： 其中K為油箱傳熱系數(shù)，通風(fēng)良好時取K=15 冷卻器的散熱功率為： 冷卻器的散熱面積為： 其中：； K為冷卻器傳熱系數(shù)，多管式水冷K=116w/(m2K)； t1 t2分別為油在冷卻器的進(jìn)出口溫度； t3 t4分別為水在冷卻器的進(jìn)出口溫度； 取t1=50℃ t2=28℃ t3=20℃ t4=30℃。 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計手則》第五卷表37-10-35選取型號為2LQFWA7.5F的多管式冷卻器。 2.7超高壓水射流裝置供水系統(tǒng)的設(shè)計 2.7.1.水泵的選擇 水供應(yīng)系統(tǒng)，由水泵、電機(jī)、水過濾器、單向閥等組成，功能是把常壓水升到4MPa的壓力，供給增壓系統(tǒng)。而水射流加工的流量，即水供應(yīng)系統(tǒng)的流量應(yīng)；壓力。取；。 泵的工作壓力為： 泵的工作流量為： 式中 --系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取=1.1～1.3，現(xiàn)取=1.3。 根據(jù)以上計算所得的壓力和流量，查閱《機(jī)械設(shè)計手冊》，現(xiàn)選用YBX-16限壓式變量葉片泵，該泵的基本參數(shù)為：每轉(zhuǎn)排量，額定壓力，電動機(jī)轉(zhuǎn)速，容積效率，總效率。 2.7.2.液壓閥的選擇 （1）溢流閥的選擇。根據(jù)系統(tǒng)的壓力和流量，查閱《機(jī)械設(shè)計手冊》，選用型號為C175B11。 （2）單向閥的選擇。根據(jù)系統(tǒng)的壓力和流量，查閱《機(jī)械設(shè)計手冊》，低壓管道上選用型號為CIT-02-04-50；高壓管道上選用型號為S10K12。 （3）過濾器的選擇。根據(jù)系統(tǒng)的壓力和流量，以及工作狀況，查閱《機(jī)械設(shè)計手冊》，選用型號為XU-C32×100。 2.8增系統(tǒng)原理圖 如圖2-4 增壓系統(tǒng)原理圖變量柱塞泵1將油液經(jīng)單向閥2,換向閥3輸送到雙向增壓缸4中時,活塞5帶動增壓柱塞6運(yùn)動。由水泵7輸送來的低壓水通過單向閥8或9進(jìn)入增壓腔12中,在柱塞的擠壓下形成高壓經(jīng)單向閥10(或11)從噴嘴13中噴射出去。在增壓系統(tǒng)中,增壓缸4 是關(guān)鍵部件,它決定了增壓系統(tǒng)的增壓比。一般情況下, 活塞5與柱塞6的面積比為10：1～20：1。因此，如果活塞5與柱塞6的面積比為18：1，當(dāng)活塞5上的油壓作用力為23MPa 時, 則增壓腔可獲得414MPa 的壓力。 圖2-4增壓系統(tǒng)原理圖 2.9增壓器的設(shè)計 2.9.1低壓油缸的設(shè)計 （1）油缸內(nèi)徑和活塞桿直徑的確定 根據(jù)下列公式可以計算得到： 式中 液壓缸工作壓力，可取系統(tǒng)的工作壓力； 液壓缸回油腔背壓力，高壓系統(tǒng)可忽略不計； 工作中的最大外負(fù)載； 液壓缸的機(jī)械效率，一般取0.9～0.97，現(xiàn)取0.95； 活塞桿直徑與液壓缸內(nèi)徑之比。 將各參數(shù)代入上式可得： 圓整液壓缸內(nèi)徑，取。 由前述可知增壓比，修正增壓比可得： 式中 水射流工作壓力，； 低壓油缸工作壓力，。 則活塞桿的直徑為 圓整后得活塞桿直徑。 （2）液壓缸壁厚和外徑的計算 液壓缸的壁厚由液壓缸的強(qiáng)度條件來計算。液壓缸的壁厚一般是指缸筒結(jié)構(gòu)中最薄處的厚度。從材料力學(xué)可知，承受內(nèi)壓力的圓筒，其內(nèi)應(yīng)力分布規(guī)律應(yīng)壁厚的不同而各異。該設(shè)計液壓缸其壁厚按薄壁圓筒公式進(jìn)行計算： 式中 液壓缸壁厚，； 液壓缸內(nèi)徑，； 試驗壓力，一般取最大工作壓力的（1.25～1.5）倍，； 缸筒材料的許用應(yīng)力。其值為：鍛鋼：110～120MPa；鑄鋼：100～110MPa；無縫鋼管：100～110MPa；高強(qiáng)度鑄鐵：60MPa；灰鑄鐵：25MPa。現(xiàn)選用鍛鋼：120MPa。 則液壓缸壁厚為 圓整后取液壓缸壁厚為。 液壓缸壁厚算出后，即可求出缸體的外徑為 （4）液壓缸工作行程的確定 液壓缸的工作行程長度，可根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實際工作的最大行程來確定，現(xiàn)根據(jù)水射流加工的流量、缸體的尺寸以及增壓器的換向頻率來確定，并參照《機(jī)械設(shè)計手冊》中的系列標(biāo)準(zhǔn)尺寸選取。 2.9.2超高壓柱塞缸的設(shè)計 （1）超高壓柱塞缸基本參數(shù)計算 根據(jù)增壓比，以及低壓油缸的內(nèi)徑，可以得出高壓缸的內(nèi)徑為 圓整高壓缸的內(nèi)徑為標(biāo)準(zhǔn)值：。 柱塞桿外徑為。 高壓缸的行程為。 （2）超高壓缸體的壁厚計算 增壓器是超高壓水射流發(fā)生裝置的關(guān)鍵部件。增壓器的超高壓缸體承受著交變的超高內(nèi)壓力的作用。厚壁缸體的設(shè)計準(zhǔn)則有朔性失效準(zhǔn)則和爆破失效準(zhǔn)則兩種。 ① 按朔性失效準(zhǔn)則計算超高壓缸體的壁厚 按塑性失效設(shè)計準(zhǔn)則設(shè)計時, 設(shè)計壓力為整體屈服壓力除以整體屈服安全系數(shù) ,即。而整體屈服壓力可由下式確定： ㏑ 式中 -缸體的屈服壓力，； -缸體材料的屈服強(qiáng)度，； -缸體外徑與內(nèi)徑的總比值。 由上式可得： ㏑ 化簡可得： 式中 缸體計算壁厚，； 缸體內(nèi)半徑，； 設(shè)計壓力，； 材料在常溫下的屈服強(qiáng)度，，選用材料為40Cr，； 設(shè)計溫度下材料屈服強(qiáng)度減弱系數(shù)； 整體屈服安全系數(shù)，取。 代入?yún)?shù)可得： ②按爆破失效設(shè)計準(zhǔn)則計算超高壓缸體的壁厚 按爆破失效設(shè)計準(zhǔn)則設(shè)計時,設(shè)計壓力為爆破壓力除以爆破安全系數(shù), 即: ㏑ 式中 --缸體的爆破壓力，； --缸體材料的抗拉強(qiáng)度，。 按福貝爾公式計算，由上式可得： ㏑ 化簡得： 式中 缸體計算壁厚，； 缸體內(nèi)半徑，；設(shè)計壓力，； 材料在常溫下的屈服強(qiáng)度，，選用材料為40Cr，； 設(shè)計溫度下材料屈服強(qiáng)度減弱系數(shù)。 爆破安全系數(shù)，取。 代入?yún)?shù)可得： 綜合兩種設(shè)計準(zhǔn)則計算結(jié)果，圓整缸體壁厚為。 2.10蓄能器的選擇 根據(jù)下列公式計算可得蓄能器的容積： 　 式中 Ｐc--蓄能器充氣壓力； P1--壓力波動下限，； P2--壓力波動上限，； S--液壓缸活塞的有效工作面積，； --液壓缸的最大移動速度，m/s； f--液壓缸的工作頻率。 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計手則》第五卷查表37-10-28取蓄能器為NXQ1-L1.6/32。 2.11高壓管路的確定 由于水射流加工的壓力很高，一般的不銹鋼管的強(qiáng)度不夠，所以需采用厚壁高強(qiáng)度的不銹鋼管。高壓管內(nèi)徑可按下式確定： 式中 高壓管內(nèi)徑，； 管流量，； 流速，。 取，～6，可得0.0037～0.0083，即可選用6～10系列的高強(qiáng)度的不銹鋼管。 2.12超高壓密封結(jié)構(gòu)的設(shè)計 2.12.1超高壓密封結(jié)構(gòu) 超高壓密封結(jié)構(gòu)見圖如下 圖2-5高壓密封結(jié)構(gòu) 2.12.2超高壓往復(fù)填料密封的設(shè)計 填本設(shè)計將填料設(shè)計成V型，其填料密封圈相互結(jié)合部位都有空腔，在密封時空腔就是一個潤滑劑蓄區(qū)。填料采用填充PTFE和鉛箔，靜密封宜采用金屬斜面密封。 3.超高壓水射流加工工藝參數(shù)的確定 1.噴嘴出口壓力 噴嘴出口壓力越高，加工能力越大。但是，提高水壓使設(shè)備各部分密封困難，也會增加功率的消耗，本設(shè)計噴嘴出口壓力選為412。 2.噴嘴出口直徑 噴嘴出口直徑越大，功能越大，加工能力越高。工件的硬度高，強(qiáng)度高，則所需的噴嘴直徑越大。噴嘴直徑一般選用0.1～0.5，本設(shè)計根據(jù)所選的加工材料以及射流壓力選用噴嘴直徑為0.36。 3.噴嘴相對于工件的移動速度 噴嘴相對工件移動速度越快，加工能力越小。進(jìn)給速度對加工能力的影響很大，應(yīng)合理的選用加工速度。本設(shè)計根據(jù)所選的加工材料，查閱《特種加工手冊》表9-10選擇加工速度為4.2。 4.噴嘴與工件間的距離 選擇噴射距離時，根據(jù)不同的加工條件，噴射距離有一個最佳值。一般為2.5～50，本設(shè)計選用噴射距離為5。 5.噴射角度 噴射角度可用正前角來表示。水噴射加工時噴嘴噴射方向與工件加工面的垂線之間有一定的夾角為正前角。水射流加工是一般正前角為～，本設(shè)計選用噴射角度為。 第三章 總結(jié) 通過此次畢業(yè)設(shè)計，我不僅把知識融會貫通，而且豐富了大腦，同時在查找資料的過程中也了解了許多課外知識，開拓了視野，使自己在專業(yè)知識方面和動手能力都有了質(zhì)的飛躍。 畢業(yè)設(shè)計是我作為一名學(xué)生即將完成的最后一次作業(yè)，它既是對學(xué)校所學(xué)知識的全面總結(jié)和綜合應(yīng)用，又為今后走向社會的實際操作應(yīng)用鑄就了一個良好的開端，畢業(yè)設(shè)計是我對所學(xué)所學(xué)知識理論的檢驗與總結(jié)，能夠培養(yǎng)和提高設(shè)計者的獨立分析和解決問題的能力。畢業(yè)一天一天臨近，畢業(yè)設(shè)計也接近尾聲。在不斷努力下我的畢業(yè)設(shè)計終于完成了。在沒有做畢業(yè)設(shè)計以前覺得畢業(yè)設(shè)計只是對這幾年所學(xué)知識的大概總結(jié)，但是真的面對畢業(yè)設(shè)計時我發(fā)現(xiàn)自己的想法基本是錯誤的。畢業(yè)設(shè)計不僅是對前面所學(xué)的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。自己要學(xué)的東西太多了，以前總會覺得什么東西都會，什么都懂，有點眼高手低。通過這次畢業(yè)設(shè)計我才明白學(xué)習(xí)是一個長期積累過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)不斷學(xué)習(xí)，努力提高自己知識和綜合素質(zhì)。 本論文首先通過理論研究，分析了錘片式粉碎機(jī)的工作原理，繼而進(jìn)行整體及轉(zhuǎn)子的設(shè)計。 由于在設(shè)計方面我們沒有經(jīng)驗，理論知識學(xué)的不牢固，在設(shè)計中難免會出現(xiàn)這樣那樣的問題，如：在選擇計算標(biāo)準(zhǔn)件是可能會出現(xiàn)誤差，如果是聯(lián)系緊密或者循序漸進(jìn)的計算誤差會更大，在查表和計算上精度不夠準(zhǔn)。 在設(shè)計的過程中，培養(yǎng)了我綜合應(yīng)用機(jī)械設(shè)計課程及其他課程的理論知識和應(yīng)用生產(chǎn)實際知識解決工程實際問題的能力，在設(shè)計的過程中還培養(yǎng)出了我們的團(tuán)隊精神，大家共同解決了許多個人無法解決的問題，在這些過程中我們深刻地認(rèn)識到了自己在知識的理解和接受應(yīng)用方面的不足，在今后的學(xué)習(xí)過程中我們會更加努力和團(tuán)結(jié)。 通過這次設(shè)計之后，對以后自己獨立設(shè)計打下一個良好的基礎(chǔ)。 致 謝 這次設(shè)計中對我?guī)椭娜撕芏?，首先向我的?dǎo)師—..副教授致以誠摯的謝意。感謝這段時間老師您導(dǎo)師給予的指導(dǎo)和幫助．李老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，開闊的思維方式誨人不倦的優(yōu)良品德，使我受益匪淺。在設(shè)計過程中，我通過查閱大量有關(guān)資料與同學(xué)交流經(jīng)驗和自學(xué)，并向老師請教等方式使自己學(xué)到不少知識，也歷經(jīng)了不少艱辛，遇到許多問題，但收獲同樣巨大。在整個設(shè)計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了自己工作的信心，相信會對以后的學(xué)習(xí)、工作、生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手能力是我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。 在此要感謝我的指導(dǎo)老師李老師對我設(shè)計課題的指導(dǎo)，無論開題報告、論文審稿都得到了李老的悉心指導(dǎo)和幫助，課題進(jìn)行中，曾多次得到李老師的的精心指導(dǎo)，借此機(jī)會向李老師表示由衷的感謝。在此一并表示感謝同學(xué)對我的幫助，與大家時常進(jìn)行的有關(guān)課題的討論，使我的思路得以拓展?？傊兄x所有給于我?guī)椭睦蠋熀屯瑢W(xué)，謝謝你們對我的幫助是我很順利的完成這次設(shè)計。 .. 2012年6月 附錄：外文翻譯 摘要機(jī)器語言編程實現(xiàn) Stephan Diehla,?, Pieter Hartelb, Peter Sestoftc aFB-14 Informatik, Universit?t des Saarlandes, Postfach 15 11 50, 66041 Saarbrücken, Germany bDepartment of Electronics and Computer Science, University of Southampton, Highfield, Southampton SO17 1BJ, UK cDepartment of Mathematics and Physics, Royal