以連續(xù)式水刀設(shè)備為例,說明射流工藝系統(tǒng)的主要組成部分。水射流切割的工藝系統(tǒng)由三個部分組成。
通過實踐和實際的生產(chǎn)表明了系統(tǒng)的第一部分是壓力源。對于連續(xù)射流,壓力源有三柱塞式往復(fù)泵、氣動或液動的增壓器。個別場合也有采用多級離心式水泵的。實際上由壓力源輸出的壓力水經(jīng)過各種控制閥和壓力管路后,再饋送到噴嘴。
第二部分是噴嘴及其傳動機構(gòu)。通過實踐和實際的生產(chǎn)表明了噴嘴是水射流切割的執(zhí)行元件,在它對靶體進(jìn)行加
工時,必須使噴嘴與靶體之間存在相對運動,才能達(dá)到加工的要求。因此,噴嘴通常要配備直線運動、旋轉(zhuǎn)或擺動的傳動機構(gòu)。
第三部分是工件(即靶體)。如果工件的尺寸不大,而且是可移動的物料,則工件也可以配備必要的運動機構(gòu),并與噴嘴的運動相匹配,以取得最佳的加工效果。
上述的三個主要部分在結(jié)構(gòu)上是互相獨立的,通過水介質(zhì)把它們互相連接起來。而且在不同部分,水介質(zhì)具有不同的能量形式。值得我們注意的是在第一部分,水介質(zhì)儲存的能量主要是靜壓(在水泵里,壓力的定義為單位重量水所具有的能量)。通過實踐和實際的生產(chǎn)表明了在第二部分,經(jīng)過噴嘴的轉(zhuǎn)換,把靜壓轉(zhuǎn)變?yōu)閯訅海纬筛咚偎淞鳌T诘谌糠郑串?dāng)水射流與工件表面碰撞時,值得我們注意的是水射流的動壓又由于靶面的阻擋而轉(zhuǎn)換為滯止壓力。對于連續(xù)射流,靜載荷是穩(wěn)態(tài)的。脈沖射流對工件加的動載荷則是瞬態(tài)的。
在結(jié)構(gòu)方面,三個部分的設(shè)備和元部件可以根據(jù)加工對象而組裝成固定式的或移動式的整機。通過實踐和實際的生產(chǎn)表明了與采掘機械配套的水射流裝置大都是移動式的,并與采掘機械的截割部總裝配成一個整體。射流類型的不同,水射流裝置在野外作業(yè)(例如采石場開采荒料、清除飛機跑道的橡膠輪跡)時,值得我們注意的是由于沒有水源和電源,全部動力裝置都采用柴油機驅(qū)動,并自備供水車(或大犁水箱)。
這是越野的移動式泵站的一個特點。
在水射流切割和清洗設(shè)備中,大部分是固定式的。通過實踐和實際的生產(chǎn)表明了典型的射流切割機床,射流的壓力源是超高壓增壓器,其最高驅(qū)動壓力可達(dá)400MPa,裝機容量一般是35至55kW。工作介質(zhì)如果用清水,射流可以切割巖石、膠木板,硬塑料板等。如果用磨料與水組成的懸浮液作為介質(zhì),則射流可以切割金屬板材、瑪瑙及陶瓷等超硬材料,尤其適用于板材的異型切割及仿形加工。
值得我們注意的是大功率的增壓器也是水切割技術(shù)繼續(xù)解決的問題,通過實踐和實際的生產(chǎn)表明了我國已有這類產(chǎn)品問世,但超高壓和大功率這對矛盾加之可靠性的要求,300MPa、55-130kW以上的產(chǎn)品仍是個瓶頸。
還有值得我們注意的是水刀可以帶動多切割頭作業(yè),也可以實現(xiàn)更大流量空化射流的切割工程。流量大就不怕浪費,對執(zhí)行機構(gòu)也就要求簡單,也容易實現(xiàn)空化射流。