奢料浆体连续射流循环系统研究与应用
液体射流研磨循环系统设计
液体射流研磨循环系统设计
刘林枝
【期刊名称】《机械》
【年(卷),期】2014(041)007
【摘要】液体射流研磨技术是在水射流加工技术的基础上发展起来的.目前,制约该技术在高精度机械产品加工中广泛应用的主要原因是高压研磨系统的开发制造.介绍了一套前混合磨料液体射流研磨循环系统,分别论述了低压研磨液产生系统、高压液压油产生系统、高压研磨液产生系统等主要部分的作用及相关参数的选择原则.【总页数】3页(P73-75)
【作者】刘林枝
【作者单位】湖南机电职业技术学院,湖南长沙410151
【正文语种】中文
【中图分类】TH161+1
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磨料浆体流针阀体研磨技术研究
摘
要 ： 出 了一 种基 于磨料 浆体射 流技 术的针 阀体 喷孔 研磨 技 术 。该技 术 利用 针 阀体 喷孔 的节 流 作 用使 提 射流 发生 ， 浆料的研磨 作用 来去 除针 阀体 内流道 毛 刺 ， 喷 孔孔 口进行 倒 角 ， 靠 对 以提 高其 流量 察数。 加工 时 。 过流量 控制 系统 实时监 测、 制针 阀体 的实时流 量与终 止流 量 ， 控制其 流量 离散度 。实 通 控 来
际加工 实验表 明 。 该技术可 以提高针 阀体流量系数到０ ８ 左右 ， ．５ 同批 针阀体 流量 离散度控制在
± ％以下 。 １ 达到 国外 同类技 术的先 进水 平。
关 键词 ： 料 浆体 射流 磨
中图分类 号 ： Ｈ１ Ｔ ６
针 阀体
流量 系数
离散 度
文献 标识码 ： Ａ
Ｒ ｓ ａｃ ｎＧｒ ｄｎ ｅ ｈ ｏｏ ｙｏ ｊｃｏ ａｖ ａ ｅ ｎＡ ｒｓ ｅＳ ｓ ｅ ｓ ｎＦｏ ｅ ｅ ｒｈｏ ｉ ｉ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｆｎ ｔｒ ｌ Ｂ ｓ ｄｏ ｂａ ｉ ｕ ｐ ｎ ｉ ｌｗ ｎ ｇ Ｉｅ Ｖ ｅ ｖ ｏ
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微磨料浆体射流的浆体配制及钻孔性能研究
微磨料浆体射流的浆体配制及钻孔性能研究王成勇 王荣娟 杨佩旋 文 武 邱春林广东工业大学,广州,510006摘要:微磨料浆体射流技术是在微磨料水射流加工技术基础上发展起来的一种新技术㊂通过添加分散剂和悬浮剂来提高浆体的沉降稳定性;为了配制出优质钻孔浆体,研究了磨料质量浓度㊁磨料种类㊁分散剂体积分数和悬浮剂体积分数对钻孔加工的影响,并研究了分散剂体积分数和悬浮剂体积分数对浆体沉降稳定性的影响㊂研究结果表明:磨料质量浓度存在最佳取值;分散剂并非一定能改善颗粒的沉降稳定性,这与磨料种类㊁磨料质量浓度和分散剂体积分数等有关;悬浮剂能够改善浆体的悬浮性,其体积分数影响浆体的沉降稳定性和钻孔效果㊂关键词:微磨料浆体射流;浆体;分散性;悬浮性;钻孔加工中图分类号:T G 73 D O I :10.3969/j.i s s n .1004132X.2015.16.011S t u d y o nP r e p a r a t i o no f S l u r r y a n dP r o p e r t i e s o fM i c r oA b r a s i v e S l u r r y Je t W a n g C h e n g y o n g W a n g R o n g j u a n Y a n g Pe i x u a n W e n W u Q i uC h u n l i n G u a n g d o n g U n i v e r s i t y o fT e c h n o l o g y ,G u a n gz h o u ,510006A b s t r a c t :M i c r o a b r a s i v e s l u r r y j e t i s a n e wt e c h n o l o g y d e v e l o p e d i n t h e a b r a s i v ew a t e r j e tm a c h i -n i n g t e c h n o l o g y .T h e s e d i m e n t a t i o n s t a b i l i t y o f s l u r r y w a s i m p r o v e d b y a d d i n g d i s p e r s a n t a n d s u s p e n -d i n g a ge n t s .F o r t h e p r e p a r a t i o nof a h igh q u a li t y d r i l l i n g s l u r r y ,t h e i n f l u e n c e s o f a b r a s i v em a s s c o n -c e n t r a t i o n ,a b r a s i v e t y p e ,d i s pe r s a n t v o l u m ef r a c t i o na n d s u s pe n s i o nv o l u m ef r a c t i o no ng l a s sm i c r o ‐h o l e d ri l l i n g w e r es t u d i e d ,a n dt h e i n f l u e n c e so fd i s p e r s a n tv o l u m ef r a c t i o na n ds u s pe n s i o nv o l u m ef r a c t i o no n t h e s e d i m e n t a t i o n s t a b i l i t y o f s l u r r y w e r e a l s o i n v e s t ig a t e d .Th e r e s u l t si n d i c a t e t h a t a b r a -s i v em a s s c o n c e n t r a t i o n p o s s e s s e s ab e s t v a l u e .D i s p e r s a n t d o e s n o t n e c e s s a r i l y i m p r o v e t h e s e d i m e n -t a t i o n s t a b i l i t y o f t h e p a r t i c l e s ,w h i c h i s r e l a t e dw i t h t h e t y p e o f t h e a b r a s i v e ,t h e a b r a s i v em a s s c o n -c e n t r a t i o na nd t he d i s p e r s a n t v o l u m ef r a c t i o n a n d s o o n .S u s p e n d i ng a g e n t s c a n i m p r o v e s u s pe n s i o n of a b r a s i v e ,i t s v o l u m e f r a c t i o n a f f e c t s t h e s e d i m e n t a t i o n s t a b i l i t y o f s l u r r y a n dg l a s sm i c r oh o l e d ri l l i n g.K e y wo r d s :m i c r o a b r a s i v e s l u r r y j e t ;s l u r r y ;d i s p e r s i o n ;s u s p e n s i o n p r o p e r t y ;d r i l l i n g 收稿日期:20140604基金项目:国家自然科学基金资助项目(51075076);广东省科技计划资助项目(2009B 050400005)0 引言微磨料浆体射流(m i c r oa b r a s i v es u s p e n -s i o n /s l u r r y je t ,MA S J )技术于1989年由H o l l i n ge r 等[1]首次提出,其磨料浆体是以高黏度的高聚物溶液作为载体,加入适量的磨粒配制而成的一种非牛顿流体[2]㊂微磨料浆体射流具有磨料水射流(a b r a s i v ew a t e r j e t ,AW J )的冷态加工㊁非接触㊁节能和易于控制等优点,被认为是复杂几何形状硬脆材料最有潜力的微加工技术之一[3]㊂微磨料浆体是一种非牛顿流体,开发优质高效的浆体是研究微磨料浆体射流加工技术的重点之一㊂浆体由水㊁高聚物和磨粒等按成分严格制备而成㊂杨佩旋[4]提出了微磨料浆体射流加工浆体性能的评价指标,即分散性㊁悬浮性㊁稳定性和加工效果㊂在浆体的配制过程中,添加剂的配比和性能优化仍然是主体内容[5]㊂H o l l i n ge r 等[1]推荐了磨料浆体的三种配制方案,并进行了高压(100M P a 左右)状态下切割铝板㊁中碳钢等材料的实验研究,结果表明,微磨料浆体射流较微磨料水射流具有更窄的切缝和更好的切割性㊂刘小健[6]研究了添加膨润土的新浆体,并从理论上探索了浆体的流变特性㊁流场特性,对微磨料浆体射流和前混合式微磨料水射流进行切割性能上的试验比较,证明微磨料浆体射流切割能力稍弱,但切口质量高,切割比能耗低㊂廖艳培等[7]研究了浆体p H 值和添加剂体积分数对不同浆体的沉降高度和黏度的影响,并用配制的浆体进行抛光玻璃实验,在用氧化铈㊁聚丙烯酰胺(p o l y a c r yl am i d e ,P AM )㊁磷酸钠和分散剂配制的浆体进行抛光时,材料的去除率可以达到4.1μm /m i n ,并能获得较小的表面粗糙度值㊂目前,对微磨料浆体射流的研究多集中在微磨料浆体射流和微磨料水射流的切割性能比较上㊂K o v a c e v i c 等[8]通过实验指出,同等条件下,微磨料浆体射流的加工效率是微磨料水射流的加工效率的5倍多;K o l l e [9]对微磨料浆体射流和后混合式磨料水射流的钻孔能力进行了比较,发现㊃1912㊃微磨料浆体射流的浆体配制及钻孔性能研究王成勇 王荣娟 杨佩旋等Copyright ©博看网. All Rights Reserved.微磨料浆体射流压力虽然比后混合式微磨料水射流的压力低,但能量利用率较高;H a s h i s h等[10]研究了高压微磨料浆体射流系统的性能,通过实验得出微磨料浆体射流比相同条件下的微磨料水射流切割深度增大1倍以上,磨料消耗减少,成本降低等结论㊂目前对微磨料浆体射流的浆体配制和浆体特性的研究较少,将微磨料浆体射流用于钻孔玻璃的研究也鲜见报道㊂本文研究了微磨料浆体的配制及其对石英玻璃钻孔性能的影响,最终获得一种性能优良的微磨料浆体射流钻孔玻璃加工的浆体㊂1 实验1.1 实验设备微磨料浆体射流加工系统如图1所示,主要由增压装置㊁送料装置㊁喷射装置和辅助装置四大部分构成㊂其中,增压装置主要包括气驱液泵㊁蓄能器和低压减压阀;送料装置为前混合方式,主要由双磨料罐和双节流阀构成;喷射装置主要是喷嘴及喷嘴基体;辅助装置指的是防水装置和浆体收集器;运动及控制系统采用C N C控制,对X㊁Y㊁Z三个方向的工作台的运动进行控制,可在X㊁Y㊁Z方向上对喷嘴进行精确定位㊂设计加工了喷嘴角度调节专用夹具,喷射角度可在0~90°间任意调整㊂该装置压力在0~35M P a㊁流量在0~2L/m i n可调㊂图1 微磨料浆体射流加工系统示意图检测仪器主要有电子天平㊁体视显微镜㊁激光共聚焦显微镜㊁J S94H型微电泳仪和其他辅助设备(数码相机㊁超声波清洗器㊁无水乙醇㊁滤纸㊁测量纸和p H试纸等)㊂1.2 实验参数设置实验中的石英玻璃为80mm×30mm×6mm,喷嘴材料为不锈钢,喷嘴直径为0.12mm㊂磨料的性质决定着微磨料浆体射流加工过程中碰撞冲击工件作用的强弱和工件加工后加工质量的好坏㊂对微磨料浆体射流微细加工效率有影响的磨料因素主要有:磨粒粒径㊁磨料质量浓度㊁磨料种类和磨料均匀性㊂实验中对磨料粒径进行了研究,当采用粒度为500目(粒径28~34μm)的白刚玉进行加工时,喷嘴容易发生堵塞,粒度改为700目时可避免堵塞,故本文选用的磨料均为700目(20~24μm)㊂在微磨料浆体射流加工系统中,从气压泵增压出来的水一部分进入磨料罐,一部分直接流入喷嘴,而磨料罐的浆体是事先配制好的,所以,配制磨料罐浆体时的磨料质量浓度(称之为磨料配制质量浓度ρB)和喷嘴流出来的磨料质量浓度(称之为磨料质量浓度ρA)是不同的,本实验室根据实际测量得出两者之间的理论计算公式和换算关系[4]㊂为了获得较好的浆体,我们向浆体中添加一些分散剂和悬浮剂来改善磨料颗粒在水中的分散均匀性和沉降稳定性,研究了磨料质量浓度ρA㊁分散剂S B N的体积分数φS B N 和悬浮剂P AM的体积分数φP AM对浆体特性的影响规律,并进行了钻孔实验,实验参数设置及其评价指标如表1所示㊂表1中,磨料相对沉降高度H R S=H0/H,其中,H0为从浆体悬浮液的底部到上清液与下层混浊层的分界线间的距离,下层混浊层包括稳定浆料和沉降层;H为浆体悬浮液的总高度㊂H R S值越大,浆体悬浮性越好㊂表1 磨料浆体配制实验参数设置和评价指标实验种类参数设置评价指标不同ρA的钻孔实验喷嘴直径0.12mm;喷射压力10M P a;喷射时间25s;喷射靶距2mm;喷射角度90°;700目白刚玉;φS B N=4%;φP AM=0.6%,500万非离子型;ρA分别为118.5g/L,148.5g/L,166.2g/L,191.1g/L,213.4g/L㊂工件去除质量m(m g)(加工前后工件质量差);孔径D(mm);孔深h(mm)㊂不同φS B N的沉降实验φS B N分别为1%,2%,3%,4%,5%;磨料种类为氮化硼㊁白刚玉㊁棕刚玉㊁石榴石,白刚玉的配制质量浓度ρB分别为300g/L㊁500g/L,其他种类磨料的ρB均为300g/L;沉降时间t分别为15m i n,30m i n,45m i n,60m i n,75m i n㊂磨料相对沉降高度H R S;Z e t a电位值U(m V)㊂不同φS B N的钻孔实验工件为石英玻璃;喷嘴直径0.12mm;喷射压力10M P a;喷射时间35s;喷射靶距2mm;喷射角度90°;φP AM=0.6%,500万非离子型;磨料种类为石榴石㊁白刚玉㊁棕刚玉和氮化硼;ρA=158.3g/L;磨料粒度700目;φS B N分别为2%,4%,5%㊂工件去除质量m;孔径D;孔深h㊂不同φP AM的沉降实验700目白刚玉;ρB=300g/L;φS B N=4%;φP AM分别为0,0.3%,0.6%,0.9%㊂磨料相对沉降高度H R S㊂不同φP AM的钻孔实验喷嘴直径0.12mm;喷射压力10M P a;喷射时间25s;喷射靶距2mm;喷射角度90°;磨料种类为白刚玉;ρA=166.2g/L;φS B N=4%;φP AM分别为0.3%,0.6%,0.9%㊂工件去除质量m;孔径D;孔深h㊂㊃2912㊃中国机械工程第26卷第16期2015年8月下半月Copyright©博看网. All Rights Reserved.2 实验结果与分析2.1 磨料质量浓度对钻孔加工的影响不同磨料质量浓度对微磨料浆体射流钻孔加工石英玻璃的影响如图2所示㊂由图2可以看出,孔径随着ρA 的增大呈现缓慢增大的趋势,但增加量很小,原因可能是ρA 增大,造成喷嘴磨损加剧,导致喷嘴出口直径稍微变大(可以忽略不计)㊂然而孔深h 和工件去除质量m 均随着ρA 的增大出现先增大后减小的趋势,说明微磨料浆体射流加工存在一个最佳ρA 值,对于本文中的加工石英玻璃,其最佳ρA 值应取170g /L 左右㊂这主要是因为磨料浆体射流加工中主要由磨料的剪切冲击达到材料去除的目的㊂在加工过程中,随着加工深度的增大,磨料浆体和回弹的磨料发生碰撞,造成部分能量变成热量散失在空气中,而ρA 较小时,这种碰撞颗粒较少,即大部分颗粒参与第一次加工㊂图2 磨料质量浓度对钻孔加工的影响2.2 分散剂体积分数的沉降稳定性、静电稳定性和钻孔加工实验2.2.1 分散剂体积分数对浆体沉降稳定性的影响微磨料浆体射流的加工浆体属于浆体悬浮液,磨料比重比水大,故混入水后极易聚结而下沉,加入分散剂的目的是为了能使磨料颗粒之间相互排斥,并使磨料颗粒稳定地悬浮在溶液之中㊂分散剂产生分散作用的原因主要是对磨料颗粒表面润滑性的调整上,即通过使颗粒表面吸附添加物,达到将磨料颗粒包裹的目的,以增加磨料颗粒的表面性质和增强颗粒间的排斥作用,从而使磨料分散㊂同一种分散剂对浆体中不同磨料的分散性的影响,与该种磨料的表面性质㊁介质性质以及分散剂的用量都有关㊂此外,每种分散剂都有其最大用量范围限制,这是因为当分散剂体积分数达到临界胶束浓度(表面活性剂分子在溶剂中缔合形成胶束的最低浓度)时,浆体的表面张力出现转折点,浆体的其他性质也发生突变,故实际中必须严格控制分散剂的用量,方能达到最佳效果㊂适用本文实验的分散剂除了能让磨料颗粒分散外,还应具备不腐蚀磨料罐㊁易清洗等特性㊂本文采用S B N 分散剂,其p H 值为6,呈现偏酸性,但由于添加的悬浮剂P AM 呈现偏碱性,故浆体最终呈现中性㊂此外,大量实验表明该分散剂的体积分数不宜超过5%,否则分散效果会变差㊂分散剂体积分数对磨料相对沉降高度H R S 的影响如图3~图7所示㊂图3 分散剂体积分数对H R S 的影响(700目氮化硼,ρB =300g /L )图4 分散剂体积分数对H R S 的影响(700目棕刚玉,ρB =300g /L )由图3可以看出,任何一种φS B N下,磨料的相对沉降高度都随着时间的增长而减小,即时间越久,磨料沉降得越多㊂同时,对于不同的φS B N ,随着时间的改变,沉降高度变化的快慢和大小均不同㊂从图3中可以看到,不添加分散剂S B N(φS B N =0)时,H R S 值从15m i n 时的0.840下降到75m i n 时的0.321,即沉降很快,且沉降高度变化幅度为0.519㊂而φS B N =2.5%时,H R S 值从15m i n 时的0.972下降到75m i n 时的0.741,即沉降很慢,且H R S 值变化幅度为0.231㊂故从氮化硼磨料浆体的沉降稳定性实验中我们发现,磨料射流中添加S B N 分散剂可以明显地降低磨料的沉降速度,且φS B N 影响配制磨料的沉降速度㊂由图3我们可以认为,对于ρB =300g /L 的氮化硼,φS B N =2.5%时最优㊂由图4可以看到,浆体磨料为棕刚玉时,当㊃3912㊃微磨料浆体射流的浆体配制及钻孔性能研究王成勇 王荣娟 杨佩旋等Copyright ©博看网. All Rights Reserved.图5 分散剂体积分数对H R S的影响(700目石榴石,ρB=300g/L)φS B N=3%时,浆体悬浮性比较稳定,沉降速度最慢㊂从图5中可以看到,浆体磨料为石榴石时,添加不同体积分数的S B N分散剂对浆体的沉降稳定性均有利,但当φS B N=1%时,分散剂对浆体悬浮性的影响几乎可以忽略不计㊂当φS B N=2%时,沉降高度随时间的变化较小,即相对比较稳定,但H R S值均比φS B N=4%时的小,故对于石榴石来说,φS B N=4%时浆体分散性较好㊂由图6可以看到,对于白刚玉磨料,随着沉降时间的变化,φS B N对配制磨料的相对沉降高度影响很大㊂当φS B N分别为1%㊁2%㊁3%时,在15m i n 时H R S值相对于没有添加S B N的值要大,即添加S B N的浆体的沉降速度慢;可是在30m i n的我们发现,添加S B N的浆体的沉降速度均开始大于没有添加S B N的浆体的沉降速度㊂这说明并不是添加S B N分散剂就一定对浆体的沉降有益,φS B N 对其影响很大㊂当φS B N=4%时,在15m i n内沉降速度较慢,可随后沉降速度较快,直至60m i n 时沉降高度大于没有添加S B N的浆体的沉降高度㊂而φS B N=5%时,虽然H R S值不大,但相对于没有添加S B N的浆体要稳定很多,所以对于白刚玉磨料浆体配制,φS B N=5%相对较好㊂图6 分散剂体积分数对H R S的影响(700目白刚玉,ρB=300g/L)由图7可以看到,φS B N=5%时,H R S值比较稳定,且随着沉降时间的延长H R S值基本不变,故在本配比下,φS B N=5%时浆体分散性较好,这与图6的结论一致㊂与图6进行对比,两者浆体配制的磨料均为白刚玉,不同之处在于ρB不同(300g/L㊁500g/L),但两者在φS B N=5%时的H R S值不同,且白刚玉的配制浓度ρB=500g/L时沉降相对较慢㊂故此,我们猜测,φS B N和ρB有一个最佳比例值,这有待于进一步研究㊂总之,当φS B N=5%时两种磨料浆体的分散性均较好㊂图7 分散剂体积分数对H R S的影响(700目白刚玉,ρB=500g/L)根据图3~图7可得不同磨料和不同磨料配制质量浓度的浆体对应的最优分散剂体积分数如表2所示㊂表2 不同磨料和不同磨料配制质量浓度的浆体对应的最优分散剂体积分数列表磨料种类氮化硼棕刚玉石榴石白刚玉白刚玉ρB(g/L)300300300300500最优φS B N(%)2.53455最优φS B N时的H R S值(30m i n时)0.9440.3460.3430.3820.611 2.2.2 分散剂体积分数对浆体Z e t a电位及其静电稳定性的影响磨料浆体的稳定性和磨料粒子在浆体中的动电位密切相关,粒子表面Z e t a电位较高,即粒子表面核电密度较高,则表明颗粒表面的双电层表现为最大斥力,那么说明粒子更容易悬浮和分散㊂然而,磨料粒子在溶液中的Z e t a电位和周围离子存在的情况有关,因此,对磨料种类㊁溶液的p H值和分散剂的体积分数进行研究显得很重要㊂在本实验中,选择700目石榴石,ρB=300g/L,研究添加不同φS B N的S B N(p H=6)对Z e t a电位的影响,结果如图8所示(Z e t a电位值取绝对值)㊂由图8可知,石榴石颗粒在φS B N=4%时有较大的电位(绝对值),而当φS B N=1%时,Z e t a电位接近于零(颗粒之间的吸引力大于双电层之间的排斥力,颗粒发生团聚而沉降,这与没有添加S B N的情况相当),这表明φS B N=4%时的浆体分散性较好,而φS B N=1%时分散剂对浆体悬浮分散性的影响几乎可以忽略㊂实验结果与石榴石静态沉降实验的结果(图5)一致,即700目石榴石㊁㊃4912㊃中国机械工程第26卷第16期2015年8月下半月Copyright©博看网. All Rights Reserved.图8 不同氄S B N随着沉降时间的改变对Z e t a电位的影响(700目石榴石,ρB=300g/L)ρB=300g/L的浆体在φS B N=4%时的分散性较好㊂2.2.3 分散剂体积分数对钻孔效果的影响由分散剂体积分数对浆体沉降稳定性影响的实验可知,磨料种类不同时,尽管磨料的配制浓度ρB相同,分散剂对沉降稳定性的影响也不同㊂在研究分散剂的体积分数对钻孔加工影响时,分析了不同种类磨料对钻孔加工的影响,结果如图9所示㊂图9 磨料种类对钻孔加工的影响由图9可知,氮化硼磨料浆体钻孔加工时的孔径最小,材料去除量和孔深最大,钻孔效果最优㊂这主要是因为氮化硼磨料的硬度在4种磨料中最高而密度却最低,且分散剂对氮化硼的分散效果最明显㊂氮化硼磨料价格较高,在选择时也应考虑这一因素㊂石榴石的钻孔效果稍次于氮化硼,石榴石颗粒为球状,在钻孔加工时孔的边缘出现因颗粒砸击和推挤作用导致的裂纹,即孔边缘质量不佳㊂棕刚玉加工的孔径最大,且材料去除量和孔深均最小,是4种磨料钻孔加工中效果最差的一种㊂分析认为,这主要是因为棕刚玉是天然磨料,含杂质多,形状不均匀㊂白刚玉磨料的形状呈六方体,棱角多且锋利,添加分散剂后的磨料分散均匀性一般,但白刚玉加工出来的孔边缘较明晰且圆度较好,白刚玉价格不高,故本文主要选择白刚玉进行实验㊂分散剂体积分数φS B N不同时白刚玉磨料浆体的钻孔加工效果如图10所示㊂从图10中可知,φS B N对孔径㊁孔深和工件材料去除量的影响不是很明显,但仍然可以看出,当φS B N=5%时,钻孔效果最佳㊂图10 分散剂体积分数对白刚玉磨料浆体钻孔加工的影响2.3 悬浮剂体积分数的沉降稳定性实验和钻孔加工实验使浆体稳定悬浮的主要方法是让浆体成为触变体,即静置时产生结构化而具有高的剪切应力,而应用时,一经外力作用,黏度能迅速降低,有良好的流动性,再静止时又能恢复原来的结构状态㊂目前常用的悬浮剂是一种局部线性的水解P AM㊂研究指出:当水溶液中φP AM=3%时,则每个聚合物单位能结合13个或14个水分子,最后形成高分子链状物包裹住水分子和磨料粒子;又因为P AM具有黏性,易在管道壁处形成长链黏弹性聚合物薄层,因而弥补了喷嘴内壁易磨损的缺陷,促使浆体形成稳定的层流,减少了紊流或边界层涡流的形成,并能以较大的速度通过喷嘴,形成较好的凝聚射流㊂同时,P AM具有降阻能力(在水中加入微量的P AM就能降阻50%~80%),所有这些性质使P AM不仅可进一步减小切缝宽度,而且能延长射流的有效靶距㊂P AM种类繁多,性质也各异,每种P AM不仅可用作絮凝剂,还可作为抑制剂㊁分散剂㊁悬浮剂和降阻剂㊂故需要通过实验方式进行选取㊂常用的P AM的相对分子质量为500万~ 1200万,且每种分子质量的P AM又分为非离子型㊁阴离子型和阳离子型三种㊂经过多次沉降稳定性实验发现,500万非离子型的P AM,其体积分数φP AM为0.6%左右时悬浮作用相对明显㊂为获取P AM的最优用量,本文进行了不同φP AM时的稳定沉降实验,并进行了钻孔加工实验,实验结果如图11㊁图12所示㊂由图11可看出,当φP AM=0.6%时,浆体悬浮状态良好㊂这是因为P AM是一种有空间位阻稳定作用的高分子化合物,它加入到溶液中后,可以使其高分子长链的一端紧密地吸附于颗粒的表面,另一端尽可能伸向溶液中,以减小颗粒之间的吸附力,从而实现空间位阻稳定㊂但如果P AM㊃5912㊃微磨料浆体射流的浆体配制及钻孔性能研究 王成勇 王荣娟 杨佩旋等Copyright©博看网. All Rights Reserved.图11 500万非离子型P A M 体积分数对H R S 的影响加入量过小,则它与颗粒之间吸附不足(欠饱和吸附),另一端便会吸附在其他颗粒的表面上,从而使颗粒之间发生聚集而沉淀㊂如果P AM 的加入量过大(过饱和吸附),则伸向溶液中的高分子长链相互缠绕在一起,也会使颗粒团聚而沉淀㊂图11中,φP AM =0.9%时,P AM 对H R S 的提高非常有限㊂综上所述,可以认为在本实验条件下φP AM 为0.6%~0.9%之间比较好㊂由图12可知,φP AM增大时,孔深和去除质量都有所增大;而当φP AM =0.6%时孔径稍小一些;φP AM =0.9%时孔的边缘破碎较严重,因为当φP AM 增大到一定程度时,浆体的表观黏度明显增大,因黏滞力增大而引起的阻力也相应变大,从而减弱了P AM 的减阻和凝聚作用,导致孔型圆度变差㊂图12 P A M 体积分数对钻孔效果的影响3 结论(1)利用微磨料浆体射流在6mm 厚的石英玻璃上进行钻孔加工实验,研究了磨料质量浓度ρA 对钻孔性能的影响,结果表明,ρA存在一个最佳值,在本文实验条件下,最佳值为ρA =170g /L ㊂(2)分散剂并非一定能改善颗粒的沉降稳定性,这与磨料种类㊁磨料质量浓度和分散剂体积分数等有关;分散剂的主要作用是将磨料粒子在浆体中均匀分散,尽管对于某种磨料来说,配制浆体时磨料的质量浓度和分散剂体积分数均选择较恰当的值,但始终不能避免磨料粒子因自身重力而出现沉降现象㊂在本实验条件下,分散剂体积分数φS B N =2.5%㊁磨料配制质量浓度ρB =300g /L 的氮化硼浆体的分散效果较好,而对于其他几种磨料,φS B N 为3%~5%时也能起到较好的分散效果㊂磨料种类不同,钻孔效果也不同,要根据实际条件进行选择㊂φS B N 不同时白刚玉磨料的玻璃钻孔实验表明,当φS B N =5%时浆体钻孔性能最优,这与不同φS B N 时白刚玉磨料沉降稳定性实验的结果一致㊂(3)选择700目石榴石㊁ρB =300g /L ,研究了添加不同体积分数的分散剂(p H=6)对磨料粒子Z e t a 电位的影响,研究表明:当φS B N =4%时磨料粒子均有较大的电位(绝对值),而当φS B N =1%时,Z e t a 电位接近于零,这与静态沉降实验结果一致㊂(4)不同体积分数的悬浮剂P AM 的沉降实验表明,添加P AM 能明显改善浆体的悬浮性,且在本实验条件下,取φP AM 为0.6%~0.9%比较好㊂不同φP AM 的浆体的钻孔实验表明,φP AM 增大时,玻璃孔深和去除质量都有所增大,而当φP AM =0.6%时孔径稍小一些㊂参考文献:[1] H o l l i n g e rR H ,P e r r y W D ,S w a n s o nR K.P r e c i -s i o nC u t t i n g w i t haL o w P r e s s u r e ,C o h e r e n tA b r a -s i v eS u s p e n s i o n J e t [C ]//5t h A m e r i c a n W a t e r j e t C o n f e r e n c e .T o r o n t o ,1989:245‐252.[2] W a n g CY ,C h e nM D ,Y a n g PX ,e t a l .H o l eM a -c h i n i n g o fG l a s sb y M i c r oA b r a s i v eS u s p e n s i o nJ e t s [J ].K e y E n g.M a t e r .,2009,389/390:381‐386.[3] M i l l e rD S .M i c r o m a c h i n i n g wi t h A b r a s i v e W a t e r J e t s [J ].J o u r n a l o fM a t e r i a l sP r o c e s s i n g T e c h n o l o -g y,2004,149:37‐42.[4] 杨佩旋.微磨料浆体射流加工工艺研究[D ].广州:广东工业大学,2008.[5] K i m JP ,Y e oJG ,P a i lU ,e ta l .M o d i f i c a t i o no fE l e c t r oK i n e t i cB e h a v i o r o fC e O 2Ab r a s i v eP a r t ic l e s i nC h e m i c a lM e c h a n i c a lP o l i s h i n g f o rT r e n c hI s o l a -t i o n [J ].K o r e a nP h y s .S o c .,2001(12):197‐200.[6] 刘小健.磨料浆体射流技术及其机理研究[D ].上海:上海大学,2006.[7] L i a oYP ,W a n g C Y ,H uY N ,e t a l .T h eS l u r r yf o rG l a s sP o l i s h i ng b y M i c r o A b r a s i v eS u s p e n s i o n J e t s [J ].A d v a n c e d M a t e r i a lR e s e a r ch ,2009,69/70:322‐327.[8] K o v a c e vi cR ,H a s h i s h M.S t a t e o f t h eA r tR e s e a r c ha n dD e v e l o p m e n t i n A b r a s i v e W a t e r J e t M a c h i n i n g [J ].J o u r n a lo f M a n u f a c t u r i n g S c i e n c e a n d E n g i n e e r i n g ,T r a n s .o f t h eA S M E ,1997,119(4B ):776‐785.[9] K o l l e J J .AC o m pa r i s o no fW a t e r J e t ,Ab r a s i v e J e t a n dR o t a r y D i a m o n d D r i l l i n g i n H a r d R oc k [C ]//D r i l l i n g T e c h n o l o g y .H o u s t o n :A S M EP e t r o l e u mD i -v i s i o n ,1998:1‐8.㊃6912㊃中国机械工程第26卷第16期2015年8月下半月Copyright ©博看网. All Rights Reserved.[10] H a s h i s h M ,M o h a m e d H.P e r f o r m a n c eo f H i gh ‐p r e s s u r e A b r a s i v eS u s p e n s i o nJ e tS y s t e m [C ]//C o n t a n c t P r o b l e m s a n d S u r f a c e I n t e r a c t i o n si nM a n u f a c t u r i n g a n dT r i b o l o g i c a l S y s t e m s .N e wO r -t e a n s :A S M E P r o d u c t i o n E n g i n e e r i n g D i v i s i o n ,1993:199‐207.(编辑 苏卫国)作者简介:王成勇,男,1964年生㊂广东工业大学机电工程学院教授㊁博士研究生导师㊂研究方向为高速加工涂层刀具制备㊁模具高速加工㊁难加工材料的精密超精密与纳米加工和超硬材料及工具制造等㊂发表论文200余篇㊂王荣娟,女,1982年生㊂广东工业大学机电工程学院博士研究生㊂杨佩旋,女,1984年生㊂广东工业大学机电工程学院硕士研究生㊂文 武,男,1987年生㊂广东工业大学机电工程学院硕士研究生㊂邱春林,男,1990年生㊂广东工业大学机电工程学院硕士研究生㊂限幅模糊与带阈值设置P I D 补偿的变转速液压源流量控制方法研究马 玉 谷立臣西安建筑科技大学,西安,710055摘要:针对目前变转速泵控液压系统对执行机构速度控制中出现的动态响应慢㊁转速波动㊁精度低等问题,尤其是载荷快速多变工况下,流量和压力的强耦合特性,控制流量具有时变和高度非线性特性,采用传统P I D 控制或模糊控制都难以取得满意的控制效果的现状,提出采用限幅模糊与带阈值设置的P I D 补偿控制方法㊂控制系统先采用具有开环控制快速性的限幅模糊控制,快速接近目标流量,然后采用带阈值设置的P I D 补偿控制消除系统稳态误差,该方法具有响应快㊁无超调㊁精度高的优点㊂仿真和实验结果表明:该方法能够实现典型工况下变转速液压动力源输出流量的准确控制,大幅减小流量斜坡响应稳态误差,系统控制性能远优于传统简单控制方法的控制性能,适合变转速容积调速系统在线控制㊂关键词:变转速液压源;限幅模糊;P I D 补偿;流量控制中图分类号:T P 273 D O I :10.3969/j.i s s n .1004132X.2015.16.012R e s e a r c ho nL i m i t i n g F u z z y a n dP I DC o m p e n s a t i o nw i t hT h r e s h o l dS e t t i n gs C o n t r o l f o rF l o wo fV a r i a b l e S p e e dH yd r a u l i c S o u r ce M aY u G uL i c h e nX i ’a nU n i v e r s i t y o fA r c h i t e c t u r e a n dT e c h n o l o g y,X i ’a n ,710055A b s t r a c t :I nv i e wo f t h ee x i s t i n g d e f e c t s i ns p e e dc o n t r o l o fv a r i a b l es p e e d p u m p c o n t r o l l e dh y -d r a u l i c s y s t e m s ,s u c ha s s l o wr e s p o n s e ,s p e e d f l u c t u a t i o na n d l o wc o n t r o l a c c u r a c y ,e s p e c i a l l y int h e f a s t ‐c h a n g i n g l o a dc o n d i t i o n s ,d u e t ot h es t r o n g c o u p l i n g c h a r a c t e r i s t i c so f f l o wa n d p r e s s u r e ,f l o w c o n t r o l b e c a m eu n c e r t a i n ,v a r i a b l ea n dh i g h l y n o n l i n e a r ,c o n v e n t i o n a lP I Dc o n t r o lo r f u z z y co n t r o l w e r ed i f f i c u l tt oo b t a i ns a t i s f a c t o r y c o n t r o lr e s u l t s .A l i m i t i n g f u z z y a n d P I D c o m p e n s a t i o n w i t h t h r e s h o l d s e t t i n g s c o n t r o l s t r a t e g y w a s p r e s e n t e d h e r e i n .T h e c o n t r o l s y s t e mf i r s t l y u s e d l i m i t i n g f u z z yc o n t r o l ,w h i c hh ad f a s t re s p o n s e of o p e n ‐l o o p c o n t r o l t o a p p r o a c h t a rg e t f l o w ,th e n a d o p t e dP I Dc o m -p e n s a t i o nw i t h t h r e s h o l d s e t t i n g s c o n t r o l t o e l i m i n a t e t h e s y s t e ms t e a d y ‐s t a t e e r r o r s ,a n dh a d a f a s t r e -s p o n s e ,n o o v e r s h o o t ,h i g h p r e c i s i o n a d v a n t a g e s .T h e s i m u l a t i o n a n d e x pe r i m e n t a l r e s u l t s s h o w :t h i s m e t h o dc a n r e a l i z e t h e p r e c i s e c o n t r o l of f l o wo f v a r i a b l e h y d r a u l i c p o w e r s o u r c e o n t y pi c a l c o n d i t i o n s .S i g n i f i c a n t l y r e d u c i n g t h e s t e a d y ‐s t a t e e r r o r so f s l o p e r e s p o n s e ,s ys t e mc o n t r o l p e r f o r m a n c e i sm u c h b e t t e r t h a n t h a t o f s i m pl e t r a d i t i o n a l c o n t r o lm e t h o d s ,a n d i s s u i t a b l e f o r t h e o n l i n e c o n t r o l o f v o l u m e s p e e dm o d u l a t i o no f v a r i a b l e s p e e d s ys t e m.K e y w o r d s :v a r i a b l e s p e e dh y d r a u l i c s o u r c e ;l i m i t i n g f u z z y ;P I Dc o m p e n s a t i o n ;f l o wc o n t r o l 0 引言传统的节流调速方式系统效率低㊁能耗大,变收稿日期:20150106基金项目:国家自然科学基金资助项目(51275375)量泵容积调速方式系统结构复杂㊁抗污染能力差㊁故障率较高,且调速范围和调速精度有限[1]㊂变转速容积调速系统相比节流调速与变量泵容积调速而言具有结构简单㊁可靠性高㊁效率高㊁调速范围宽等优点,因此在液压电梯[2]㊁注塑机[3]㊁盾构㊃7912㊃限幅模糊与带阈值设置P I D 补偿的变转速液压源流量控制方法研究马 玉 谷立臣Copyright ©博看网. 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磨料浆体射流磨粒循环使用的加工特性
磨料浆体射流磨粒循环使用的加工特性
罗武生;喻胜飞
【期刊名称】《中国粉体技术》
【年(卷),期】2015(021)001
【摘要】为了寻求磨料循环有效使用的最佳经济运行策略,通过对2种粒径分布不同、平均粒径相同的碳化硅磨料进行循环使用,研究磨料在不同的循环周期内磨料自身特征的改变及加工性能的改变.结果表明:大颗粒磨料对材料表面的加工起主导作用的是冲击作用,小磨粒对材料的去除主要依靠耕犁和划痕作用;材料切削深度随着磨料循环次数的增加而减小,加工表面粗糙度随着磨料循环次数的增加而变差;在实际生产加工过程中,磨料只适宜循环使用1次.
【总页数】4页(P70-73)
【作者】罗武生;喻胜飞
【作者单位】中南林业科技大学机电工程学院,湖南长沙410004;中南林业科技大学材料科学与工程学院,湖南长沙410004
【正文语种】中文
【中图分类】TH16
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磨料浆体射流技术中脆性材料切割参数的研究
切 口宽 之 比 的 关 系 ， 被 加 工 材 料 的 机 械 性 能 也 是 一 而
Ａ ｓ ａ ｔ Ｔ ｅ ａａ ｔ ｓ ｎａ ｒ ｉ ｓ ｅ ｓ ｎ ｅ ｃ ｔｎ ｃ ｎ ｌ ｙａ ｅｔ ｇｔｅ ｕｔ ｇｐ ｒ ｒ ａ ｃ ｒ ａ ａ ｚｄ Ｔ ｋｎ ｂ ｔ ｃ： ｈ ｒ ｅ ｂａ ｖ ｓ ｐ ｎｉ ｔ ｕｔ ｇｔ ｈ ｏｏ ｆ ｃ ｎ ｔ ｎ ｅ ｏｍ ｎ ｅａｅ ｎ ｌ ｅ ． ａ ｉ ｒ ｐ ｍｅ ｒ ｉ ｓｅｕ ｏ ｊ ｉ ｅ ｇ ｉ ｈ ｃ ｉ ｆ ｙ ｇ
项 不 可忽 视 的 因素 ， 此确 定 建 立基 于 厚度 和 上下切 因 口宽 之 比 的 磨 料 浆 体 射 流 的 切 割 参 数 数 学 模 型 ， 须 必
考 虑 上 述 因素 。
物 料进行切割 、 碎 和清 洗 。 外学 者在高 压及超 高压 破 国
状 态下对磨 料浆体 射流 切割 能力 、 流特 性 、 料 对射 射 磨 流 的影 响 及 磨 料 的 瞬 时 流 态 进 行 了探 索 和 试 验 研 究 “ ，
而 关 于 低 压 状 态 下 切 割 脆 性 材 料 的 试 验 至 今 还 没 有 检 索 到 相 关 文献 。
考 虑 到 磨 料 浆体 射 流 数 控机 床 的 结 构 和使 用 方 法 ， 工 中 磨 料 和 喷 嘴 是 无 法 随 时 更 换 的 ， 而 目前 建 加 因 立 关 于工 作压 力 、 割进 给 速 度 和靶 距 的磨 料浆 体射 切 流数学切 割模型 是更具 有现 实意义 的。 设切 割深 度 日与切割 速度 、 作 压力 Ｐ和靶距 工
合成射流技术及其在流动控制中应用的进展
合成射流技术及其在流动控制中应用的进展一、本文概述合成射流技术，作为一种创新的流动控制技术，近年来在流体动力学领域引起了广泛关注。
该技术利用特定装置产生高速射流，通过射流与周围流体的相互作用，实现对主流场的主动控制。
本文旨在综述合成射流技术的最新研究进展，特别关注其在流动控制领域的应用。
文章将首先介绍合成射流的基本原理和产生方法，然后重点分析合成射流在流动控制中的具体应用案例，包括提高升力、减阻、控制涡流等方面。
本文将讨论合成射流技术的未来发展趋势和可能面临的挑战，为相关领域的研究人员提供参考和借鉴。
二、合成射流技术的理论基础合成射流技术的理论基础源于射流理论和流体动力学。
射流是一种通过喷嘴或孔口喷出的流体，它在周围环境中形成特定的流动模式。
合成射流则是通过特定的机械或电磁装置产生周期性或非周期性的射流，以此来实现对流动的控制。
合成射流的基本原理是通过周期性地改变射流的方向或强度，使得流体在特定的区域内产生扰动，从而改变流场的动力学特性。
这种扰动可以产生多种效应，包括动量传递、涡流生成和湍流增强等，这些效应对于控制流动具有重要意义。
合成射流技术的核心在于其产生的射流具有高度的可控性。
通过调整射流的频率、振幅和相位等参数，可以精确地控制流场中的动力学特性，从而实现对流体的有效操纵。
这种可控性使得合成射流技术在许多领域具有广泛的应用前景。
合成射流技术的理论基础还包括流体动力学的相关知识。
流体动力学是研究流体运动规律的学科，它涉及到流体的运动方程、边界条件、湍流模型等多个方面。
合成射流技术在实际应用中需要考虑这些因素，以确保其能够有效地控制流动。
合成射流技术的理论基础涵盖了射流理论、流体动力学等多个方面。
通过深入研究和理解这些理论，我们可以更好地掌握合成射流技术的核心原理和应用方法，从而推动其在流动控制领域的发展。
三、合成射流在流动控制中的应用合成射流技术作为一种新兴的流动控制手段，近年来在多个领域得到了广泛应用。
磨料浆体射流技术的应用研究
材 的异形 切 割 ， 墙 地 砖 加 工 以及 用 各 种颜 色 的地 板 即 砖 加工 成拼 花 地板 是 水射 流 切割 机 应用 的一个 主要 方 向 。 抛 光 砖 在 加 工 过 程 中 ， 损 率 较 高 （ ％ ～２ ％ ） 因 破 ５ ０ ， 将 抛 光砖 生产 过 程 中约 ５ 左 右 的破 损 抛 光砖 切 割 成 ％ 各 具 风 格特 色 的艺 术 拼 花 制 品 ， 以极 大 限 度地 降低 可 生 产成 本 ， 废 为 宝 。 高 经 济效 益 。 变 提 拼 花砖 的传统 切 割方 法 是 用金 刚石 带 锯切 割 及手 工 修 磨 等 ， 适 用 于 由 简 单 的 直 线 及 较 大 曲 率 半 径 的 仅 曲线 所 构成 的拼 花 图案 ， 要 由熟 练 的操 作 工人 才 能 需
集 束 性 增 强 。 技 术 独 特 的优 势 主 要 表 现 在 ： 该
① 同等 切 割 条 件 下 ， 切 缝 更 窄 ， 料 浪 费 少 ， 其 材 比
能耗 小 ；
② 射 流加 工状 态 稳定 ， 工 表 面整体 质 量较 高 ； 加
现 象 ， 传 统 的 切 割 技 术 与 切 割 工 艺 难 以 满 足 ￣ Ｔ＿ 用 Ｊ 要 ｎ
摘
刘 小健
口
俞
涛
要 ：分 析 了磨 料 浆 体 射 流 技 术 的 特 点 及 需 求领 域 。 磨 料 浆 体 射 流技 术 应 用 于切 割 领 域 ， 制 出相 应 的 切 割 机 将 研 切 割 性 能 文 献 标识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０ ０— ９ ８ ２ ｏ ）６—０ ３ １０ ４ ９ （ｏ６ ｏ ０ ４—０ ３
磨 料 浆 体 射 流 技 术 中 ， 先 将 磨 料 与 水 及 添加 剂 首
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关 键词 ： 磨料 射流 ； 续 ； 环 连 循
中图分 类号 ：Ｖ ３ ． ；Ｑ ３ ． Ｔ １ ４ １Ｔ ６ ９ １
文献 标 识码 ： Ａ
Ｓ ｕ ｙ ａ ｄ ａ ｐ ｉａ ｉｎ ｏ ｂ ａ ｉ ｅ ｓ ｓ ｅ ｓｏ ｔ ｄ ｎ ｐ ｌ ｔｏ ｆａ ｒ ｓｖ ｕ ｐ ｎ ｉ ｎ ｃ
１ １ １ 水 循 环 流 程 ．．
１ 磨料浆体 射流磨料循环 系统介绍
１ １ 系统基 本组 成 ．
清洗后的砂水 落到地坑 内， 地坑砂水由地坑泵
输 送 至搅拌 槽 ， 送 至浆体 喷射 系统 进行 作业 。 再
１ １ ２ 分 离回收及排 除 工艺流 程 ．．
磨 料浆 体射 流 磨 料 循 环 系 统 主 要 由砂 水 循 环 、
搅 拌槽 的溢流 口将 搅 拌槽 上部 较 细颗粒 及水 溢
粗颗粒 回收、 地坑搅拌 、 砂浆 回流、 流量控制和废液
流 到 回浆罐 。 回浆 罐共分 为３ 。 级 每级罐体 高度依
溢 流
ｕ ｅ ｙ ｔｍ ｓ ｙ ｃ ｕ ｄ ’ ｃ ｎ ｉ ｕ ｕ ｕ ｐｙ ａ ｒ ｓ ｅ ｎ ｂ ａ ｉｅ ｅ ｅ ｄｆ ｃ ｌ ｔ ｅ ｙ ｌ ．Ｔ ｕ ｓ ｄ ｓ ｓｅ ｍｏ ｔ ｏ ｌ ｎ ｔ ｏ ｔ ｏ ｓ ｓ ｐ ｌ ｂ ａ ｉ ｓ ａ ｄ ａ ｒ ｓ ｓｗ ｒ ｉ ｕ ｔ ｏ ｒ ｃ ｃｅ ｈ ｓ ｌ ｎ ｖ ｖ ｉ ｆ
告
文章编号 ：６ １— ９ ９ ２ １ ） １ ００ — ６ １７ ８ ０ （０ １ １ — ０ １ ０
清ａｎｉ ｇ ｏｒｄ 洗 世界 Ｃｌ ｅ ｎ Ｗ ｌ
第２ 卷第１ ｇ ７ ｌｑ
２ １ 年 １ 月 ０１ １
磨 料 浆体 连 续 射 流 循 环 系统 研 究 与应 用
刘庭成 ， 刘 焱
ｉｌ ｔ ｅｕｉｇｏ ｂａｉ ｔ ｂａｉｅ ａ ｃｃ ｅｓｓ ｍ， ｂａｉ ｅ ｗｌ ｓｏ ｏｅ ｔ ｉ ｅ ｔ ｓ ｆ ｒｓ ｅｊ ．Ａ ｒｓ ｓｃｎｒ ｙ ｌ ｉ ｔ ｙｔ ｍｉ ｄ ｈ ｎ ａ ｖ ｅ ｖ ｅ ｅｎｈ ｅ ａ ｒｓ ｅｊｔ ｉ ｈ ｗ ｍ ｒ ｖ ｌ
在 较低 的压力 下 ， 射 流 中加 入 一 定 数 量 的磨 料 颗 水
高８ ｌ ， 一 ０倍 而成本为 １１ 左右。磨料浆体射流具 ／０ 有突出的优点 ， 但还未得到广泛的应用 ， 特别是需要 连续作业或者是在工业生产 线上的使用受到 了限
收稿 日期 ：０ １ ０ ３ ２ １ — ７— ０
作者简介： 刘庭成（９９一 ， 北京科技大学高压水射流研究所， １４ ）男， 教授， 中国职业安全健康协会水射流技术委员会副主任。
清 洗 世 界
第 １ 期 １
制 。因而解决磨料浆体射流 的磨料连续循环使用是 使磨料浆体射流得到广泛应用的关键技术问题。
回收组 成 ， 图 １所示 。 如
高压水射流可 以有效地 清除物体表 面 的漆 和 锈， 但高压水压力通常要达到 １０— ０ Ｍ ａ有时还 ０ ２０ Ｐ ，
掉。因而在相同条件下 ， 磨料射流 比纯水射流效率
会更高。高压水射 流切割钢 材和钢筋 混凝土等材 料， 则需要极高的压力 ， 约为 ２０— ０ Ｍ ａ ０ １ ０ Ｐ 。然而 ， ０
混 合发 展 的必 然方 向。
粒， 能大大提高水射流的冲击力。例如 ， 磨料浆体射
流在 ５ＭＰ ， ０ ａ就可 以一 次切 深 ６ ｍ 的碳 钢 材料 。在 ａ ｒ
１Ｍ ａ ， ５ Ｐ 时 则可以将船体表面的锈蚀除掉 ， 而水射流
压 力要 达 到 ２０ ａ时 才 可 以将 船 体表 面 的锈 蚀 除 ２ ＭＰ
（ 北京科技大学高压水射流研究所 ， 北京 １０８ ） ００３ 摘 要： 磨料射流在除漆除锈 中的清洗效果、 清洗效率及运行成本都优于纯水射流， 然而 目 前使
用的磨料 射 流 系统 多为间 断不连 续供给 磨料 、 而且 磨 料 不 易循 环使 用 ， 因而限 制 了磨料 射 流 的 使 用 范 围。采用 该 系统 能将 磨料循 环使 用 ， 示 出磨料 射 流更 多的优 势 。 显
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Ｌ Ｕ ｉ ｇ ｈ ｎ Ｌ Ｕ ａ Ｉ Ｔ ｎ ｃ ｅ ｇ， Ｉ Ｙ ｈ
（ ｎｖｒｔ ｏ ｃｅｃ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ｅｉｇＨｇ ｒｓｕｅＷａ ｒ ｅ Ｉｓｔｔ， ｅ ｉ ００ ３ Ｃ ｉａ Ｕ ｉ ｓｙ ｆ ｉ ｅａｄＴ ｃｎｌ ｙＢ ｉｎ ｉｈＰｅｓｒ ｔ ｔｎｔｕｅ Ｂ ｉｎ １０ ８ ，ｈｎ） ｅ ｉ Ｓ ｎ ｏ ｊ ｅ Ｊ ｉ ｊｇ
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磨 料浆体射流 （ｂａ ｖ ｓｅｓ ｎｊ ， Ｓ） ａｒ ｉ ｓ ｐｎｉ ｔＡ Ｊ 是 ｓｅ ｕ ｏ ｅ 磨料水射流 （ｂａｖ ａ ｒ ｅ， ＷＪ 由前混合 和后 ａｒ ｉ ｗ ｔ ｔＡ ） ｓｅ ｅ ｊ