前混合磨料水射流连续加料系统设计与实验研究

针对现有前混合磨料射流系统不能实现磨料连续供给的问题,提出利用射流泵原理抽吸和混合磨料实现连续加料的新思路,即利用有压水从射流泵喷嘴以一定速度喷出而引起的负压场卷吸磨料进入射流泵内的混合腔,并与水混合后经喉管和扩散管进入高压胶管,最后经切割喷嘴加速后喷出,形成连续磨料水射流。为使系统性能最优,分析了连续加料系统的结构组成及工作原理,并设计了系统的结构与尺寸;运用数值模拟方法对影响连续加料与射流性能的主要因素——切割喷嘴与射流泵喷嘴面积比进行优化设计,分析了其对系统性能的影响规律,确定了其最优取值范围;通过室内压力测试、连续加砂及切割试验对系统性能进行了验证,结果表明,在合适的面积比结构下,该连续加砂系统在磨料入口能形成负压及足够的压力梯度,将磨料吸入并加速,且在切割喷嘴端仍然保留足够的静压转化为动能,实现前混合磨料水射流的连续高效作业。     

脉冲磨料射流主要参数对切割性能的影响

通过实验，研究了淹没和非淹没状态下磨料浓度、振荡腔腔长、靶距等参数与脉冲磨料射流的切割和冲蚀性能的关系，对比分析了脉冲磨料射流与前混合磨料射流在相同实验条件下对花岗石、石灰岩等的切割、冲蚀性能。实验结果表明，脉冲磨料射流的最大切割深度和体积冲蚀速度在淹没状态下分别是前混合磨料射流的1.67倍和１.72倍,而在非淹没状态下为１.39倍和１.47倍。这对提高磨料水射流的切割效率、降低比能耗，扩大磨料水射流的应用范围奠定了基础。     

淹没磨料射流效应实验研究

在前混合磨料射流系统和淹没射流环境下,借助数码摄像测试系统,研究淹没磨料射流中空泡云的形成以及空泡云长度随泵压、围压的变化规律.研究结果表明:在淹没磨料射流中,空化噪音随围压的增加而减少;在低围压阶段,空化噪音衰减明显,淹没磨料射流不出现最大噪音的峰值围压;而随泵压的增加,空化噪音逐渐增加,其变化规律与清水空化射流产生的空化噪音变化规律基本一致;泵压增加,花岗石的冲蚀深度增加,泵压与冲蚀深度呈指数函数分布;围压增加,花岗石的冲蚀深度减少,最优空蚀效应围压为1 MPa.     

前混合磨料射流切割大理石的试验研究

本文通过切割大理石的试验,研究了射流压力、喷射靶距和横移速度三个参数对前混合磨料射流切割性能的影响。结果表明,增大压力是提高前混合磨料射流切割性能的有效手段,靶距在切割时宜小一些,横移速度在给定工作条件下有一最佳值。     

淹没磨料射流的空蚀能力分析

淹没磨料射流的空蚀能力决定着磨料射流在水下切割能力的强弱.采用高压密闭容器模拟水下环境,利用磨料射流系统、数码摄像系统,实验研究了淹没磨料射流的紊流特性,进行了空蚀能力的理论分析.探讨了淹没磨料射流紊流系数随泵压、围压的变化规律.研究表明,文丘里型空化喷嘴的射流系统中,相同条件下,5 MPa以上淹没磨料射流的空化数较纯水空化射流大,磨料的存在使淹没磨料射流空蚀能力降低.     

淹没状态下超高压磨料水射流切割实验研究

利用水射流切割实验系统,在80～240 MPa压力范围内对完全淹没状态下磨料水射流切割岩石的性能进行了实验研究.通过实验及数据分析,得出了磨料粒径和质量流量、射流压力、靶距、切割横移速度等参数对射流切割性能的影响规律.结果表明,在实验给出的工况条件下,磨料流量存在最佳值,在一定范围内切割深度随磨料流量增加而增加,当磨料流量达到一定值后,切割深度随流量增加反而下降;切割深度与射流压力基本呈线性增长关系;随着靶距的增大,切割深度逐渐减小;切割深度随切割速度的增加呈指数衰减趋势.     

固液两相射流清洗油管涂料的实验研究

对前混合式磨料射流清洗油管进行了实验研究，研究结果表明，前混合式磨料射流清洗油管涂料的清洗速率随泵压和喷嘴直径的增大而增大，喷距、喷射角和颗粒直径的最佳值分别为１５０ｍｍ、１２０°（或６０°）和０．８ｍｍ。油管旋转速度与喷嘴平移速度的比值与清洗宽度成反比。前混合式磨料射流清洗油管涂料的速率大大高于后混合式磨料射流。     

前混合磨料射流切割的灰关联分析

运用灰色理论和方法，通过对前混合磨料射流切割试验的分析，获得了压力、靶距、磨料浓度、横移速度影响切割的主次关系。     

小流量磨料射流切割性能的试验研究

在非淹没条件下,前混合磨料射流切割所用的圆形喷嘴直径多在1．3mm以上,磨料消耗量大,射流功率大,不能满足生产所要求的小型化、高压力、小流量的发展方向,为了前混合磨料射流的快速发展,提倡采用直径较小的圆形喷嘴。对φ0．65mm和φ1．38mm普通圆形喷嘴所产生的射流进行了对比试验研究,得出了这两个圆形喷嘴在非淹没条件下切割铝板所产生的射流运动规律。实验结果表明：在非淹没和其他条件相同的情况下,φ0．65mm圆喷嘴射流比φ1．38mm圆喷嘴射流的移动速度减慢了大约20％,但切割比能耗降低了大约57％。     

不同混合方式下磨料射流喷嘴内流场仿真

为研究磨料射流在喷嘴内动力耗散及流场分布,获得合理磨料混合方式,在一定假设条件下,采用湍流RNG数学模型,利用ANSYS FLUID 有限元分析软件模拟了两种混合方式下喷嘴内射流流场;在模型参数及初始条件相同的情况下,分析和比较了两种流场的速度、能量变化规律.模拟结果表明,前混合式喷嘴内速度场分布均匀,紊流强度小,出口具有较高动能;后混合式喷嘴内由于涡旋的形成损耗了部分能量,出口速度和动能明显降低.通过对比分析,前混合式磨料射流在煤岩钻孔及割缝上是较为合理的方式.     

磨料流加工中流体磨料黏度的定量描述

为了便于实际加工中选择或调整黏度,合理确定其他加工参数,以及预测加工结果,针对仅有对流体磨料黏度定性说明的现状,提出用模糊数学理论定量描述流体磨料黏度的方法。建立了黏度的隶属函数,通过沉球实验确定了隶属函数中的有关参数,根据这些函数可以求得未知流体磨料黏度的隶属度。为实际加工应用提供了一种实用而便捷的方法。     

精密砂带研磨特性研究及应用

理论分析了精密砂带外圆研磨材料表面的特性,弄清了低粗糙度加工表面是由于磨粒切刃在材料表面形成了致密均匀的交叉微细磨痕,补偿了单一方向磨痕高度的不均匀．为研究淬硬合金不锈钢材料磨削加工表面粗糙度的主要影响因素,在齿轮泵齿轮轴上进行了磨削试验．结果表明：适当减小砂带接触压力能有效降低工件表面粗糙度;在稳定研磨时间内加工表面粗糙度值可以达到精密级．     

磨料尺寸对磨料磨损过程影响的随机模拟

将Monte Carlo方法与数值模拟相结合，提出了一个新的三维仿真模型，运用Monte Carlo方法随机选取磨粒的形状参数，采用打靶法生成随机的磨粒面，采用网格剖分法记忆被磨面的外形，为脊的处理以及磨损量的计算提供了一种新的方法，三三维空间内模拟了多个闰同时参与磨损的随机动态磨损过程，将模拟结果与碳钢系列材料的试验结果以及其他研究者的模拟结果进行了比较，验证了模型的有效性，系统地讨论了磨粒的粒度，尖税度和圆锥度对磨损率的影响，结果表明，粒度，尖锐度和圆锥度相互影响，共同决定了磨粒的尺寸效应。     

磨料流光整加工性研究

对磨料特性及其加工性进行了系统的研究,实验结果表明：在低速范围内,流动指数较小的磨料加工效果较好。磨料粘度及磨粒含量增加,均能提高加工效果,但流动性变差。磨粒粒度增大也可提高加工效果,其选择应取决于初始表面糙度值。     

液体磁性磨具光整加工法及其磨具的性能研究

液体磁性磨具光整加工法是利用液体磁性磨具的磁流变特性开发的表面光整加工方法。介绍了液体磁性磨具光整加工法的工作原理,阐述了液体磁性磨具的磁特性、流变性及稳定性。     

磁性研磨的加工特性

磁性研磨是一种利用磁场中的磁性磨料对具有相对运动的工件表面进行光整加工的新技术，具有表面质量好、适应性能广泛的优点。     

前混合磨料射流除锈系统的研究

本文介绍了一种新型的前混合磨料射流除锈系统,工作压力仅为3MPa,除锈效率达10—15m~2/h,见金属光泽。该系统由泵站、磨料供给系统、混合室和喷枪等组成。喷枪上的截止阀设计成平衡式阀,可以通过较大的流量。     

环氧耐磨涂层的试验研究

研究了一种耐磨胶粘涂层的粘接强度、冲蚀磨损率，分析了影响粘接强度、冲蚀磨损的成分因素，并推荐了耐磨胶的配方     

磁力研磨机理研究

磁力研磨是1种利用磁性磨料和磁场作用进行研磨加工的工艺方法.阐述了磁力研磨的特点,分析了研磨过程中材料的去除机理,研究了磁性磨料、磨粒的受力状况和磁力研磨的磨削原理.