磨料水射流切割技术在高速公路修复中的应用

对磨料射流切割的机理及磨料射流切割系统进行了简要的介绍,并根据理论和实践,对磨料射流切割技术在高速公路修复中的应用进行了阐述。     

超高压磨料水射流岩石钻孔机

磨料射流是在高速（达700m/s）的水射流中混入某种磨料（如石榴石或硅砂）而形成的，本文将探讨研制新型的磨料射流岩石钻孔的可行性。文中讲座了两种方案，第一种方案是用不转的钻杆射出多股水射流，最终形成单股磨料射流。这些射流在钻杆内旋转或不旋转，以加强水与磨料的混合，并促使能量分布更趋均匀。第二种方案是在旋转的钻杆上，设置两股磨料射流，转动的射流将切出同心圆的沟槽。沟槽间的材料可通过优化钻机的结构加以切除。初步建立了线性切割模型，以便确定钻头的结构参数。根据上述两种方案设计钻头，然后在花同岗岩和砂岩试样上进行试验。对于硬岩，旋转式钻孔机的切割效果最佳，而另外两种钻孔机较适合于软岩。为确定各自的使用范围，必须对每种方案进行优化研究。根据本研究的钻孔费用表明，磨料射流钻孔完全可以同传统的方法竞争。     

前混合磨料射流水下切割混凝土的试验研究

试验制备了混凝土试件,利用前混合磨料射流切割装置,试验研究了影响前混合磨料射流水下切割诸参数（压力、靶距、磨料浓度和横移速度）与切割深度的关系。试验结果表明：前混合磨料射流水下切割混凝土与水下切割钢板规律基本一致。     

前混合原理用于井下便携式水射流切割机设计中的特点分析

通过对前混合和后混合磨料射流能量传递过程和切割过程的分析,得出了前混合和后混合磨料射流切割能力的数学关系。通过前混合和后混合磨料射流切割的实验验证了其方程结果。得出了在相同输入条件下前混合磨料射流的切割能力是后混合的10倍以上的结果。     

便携式磨料射流切割装置的设计与应用

便携式磨料射流切割装置是在前混合磨料射流技术的基础上,对原有的固定式磨料射流进行改进,形成了一种便携式的切割装置,该装置作业灵活、实用性强,尤其适合野外和井下等场合的切割作业。主要研究了便携式磨料射流切割装置的整体和磨料射流发生装置的设计,确定了相关参数,并对该装置的工作原理和主要特点做了相关阐述。     

不同切割压力下后混合磨料射流切割深度和速度关系的实验研究

通过对后混合磨料射流产生过程的动力和能量分析,以及磨料水射流切割过程的能量转化分析。得出了后混合磨料射流切割过程中切割深度和速度的乘积与切割压力的关系。并通过对304不锈钢的切割实验验证了上述理论。同时通过实验确定了后混合磨料射流切割304不锈钢时切割深度和速度与切割压力的关系的定量关系,建立了切割压力、切割速度和切割深度的关系模型。     

前混合磨料射流切割的几个问题探讨

从磨料射流切割模型出发，通过实验探讨了前混合磨料射流切割钢板时射流参数（驱动压力、磨料浓度、横移速度和靶距）对切割深度和切割比能耗的影响，指出了现行系统存在的不足和今后应重点解决的问题。     

超高压磨料水射流工艺参数优化实验研究

为了提升磨料射流的切割效率,通过研制的超高压磨料水射流切割系统开展了不同工艺参数对石灰岩的切割效果研究。结果表明：随着水射流压力的增加,切割深度首先表现为线性增大,然后增速逐渐放缓;最佳磨料流量参数为0.6 kg/min;最佳初始射流靶距为5 mm;磨料射流的切割深度随喷嘴横移速度呈下降趋势;随着射流切割角度的增加,切割深度呈现出“M”型变化趋势,在80°时切割深度达到最大值;基于正交试验进行极差分析,明确工艺参数对切割深度的影响权重由大到小依次为水射流压力、喷嘴横移速度、磨料流量、喷嘴切割角度和射流靶距,得出最佳的切割参数组合为水射流压力400 MPa,磨料流量0.8 kg/min,喷嘴横移速度1 mm/s,射流靶距6 mm,射流切割角度80°。     

微磨料水射流对多晶硅切割的试验研究与模型分析

笔者根据材料冲蚀磨损原理,分析探讨了微磨料水射流切割多晶硅硅锭的机理。并运用后混合微磨料射流切割装置,对多晶硅硅锭进行了单因素切割试验,从而获得了切割性能曲线。研究结果表明,微磨料水射流对多晶硅的切割完全可行,射流压力和横移速度是重要的试验数据。通过对高压磨料水射流切割性能的预测和加工参数的优化,最终建立切割表面质量经验模型,根据模型分析得出射流压力、横移速度与切割质量之间的关系。     

磨料射流切割技术

介绍了磨料射流切割技术的产生 ,并作为冷切割新技术、新工艺 ,以其独特的优势得到了迅速发展 ,广泛应用于众多工业部门。同时介绍了磨料射流切割特点 ,切割设备的组成、供料系统。     

自激振荡频率对磨料在脉冲磨料射流中分布的影响

研究了在脉冲磨料射流中自激振荡频率对磨料在射流中分布的影响。通过改变振荡腔长度来调节脉冲磨料射流的自激振荡频率,研究了在不同自激振荡频率下磨料在射流中的分布情况。通过分析实验结果得出,磨粒向射流中心的聚集效果一开始时随着腔长的增大而变好,当出现最佳效果后又随着腔长的增加而变差。总之,在磨料射流中,通过自激振荡激励使磨料粒子向射流中心聚集,存在一个最佳激励频率范围(150～300Hz)。     

后混式高压磨料水射流磨料分布规律分析

为了提高带钢后混式高压磨料水射流除鳞清理效率, 设计了磨料分布测试装置, 以试件表面磨料冲击坑数量来表征磨料在射流横截面上的分布, 研究了靶距和工作压力对磨料在射流横截面上分布的影响。结果表明, 磨料在射流横截面径向的分布服从正态分布规律, 靶距增大会导致磨料分布范围增大, 分布分散化、均匀化, 且磨料的分布范围与靶距成一阶线性关系; 工作压力与磨料的分布范围成正比关系, 且提高工作压力会增大喷嘴混合腔中有效混合的磨料总数。     

磨料水射流切割深度的神经网络模型

在磨料水射流切割混凝土实验基础上,应用BP人工神经网络理论,建立了基于射流压力、靶距、磨料粒径、磨料流量、磨料喷嘴直径、磨料喷嘴长度及横移速度等射流参数的磨料水射流切割深度模型,通过模型预测结果与实验结果的比较,验证模型具有一定的精度,为实际的运用和进一步研究提供了参考。     

磨料浓度对圆钢表面除鳞效果的影响分析

介绍了磨料水射流圆钢表面的除鳞装置,研究了磨料浓度对圆钢表面除鳞效果的影响,实验中选用适当的磨料以不同的浓度分别与高压水射流混合,通过对圆钢表面除鳞效果的比较,证明80目石榴石浓度50%的磨料水射流对圆钢表面的除鳞效果最佳,数值计算结果与实验基本一致。     

磨料水射流切割钢丝胶管的研究

对井下常用零件-钢丝胶管的切割做了一些实验研究,实验采用前混合磨料射流进行切割,由于磨料水射流具有切割时无味、无气体产生、无火花、加工安全、振动小、噪声低等优点,使其有可能成为煤矿井下危险环境安全切割的适用技术。试验探讨了射流压力、磨料流量、喷射靶距和横移速度对切割深度的影响。     

前混和磨料水射流切割安全放顶研究

通过对前混合式磨料水射流切割的切割能力及在不同瓦斯条件下的切割安全性进行分析,认为利用前混合式磨料水射流切割技术可以解决目前坚硬及锚杆、锚索等支护顶板放顶难的问题。设计并建立了前混合式磨料水射流切割实验系统及实验方案,分析了切割能力的影响因素。     

旋流磨料射流喷嘴磨损机理研究

从喷嘴的材质特性、磨料的特性、射流工作参数、加旋元件结构等方面对旋流磨料射流喷嘴磨损机理进行了分析和研究。结果表明:由于加旋元件的存在,不仅使射流结构带来质的变化,而且会给喷嘴的寿命带来影响。     

煤矿井下磨料水射流切割机的设计及应用

 磨料水射流切割技术,是一种安全的“冷”切割技术,不会因产生火花而引起瓦斯爆炸事故。为满足煤矿井下的切割作业需要,设计并加工了便携式煤矿井下磨料水射流切割机。设备主体分为两部分,用一根高压软管连接,工人操作手持切割喷枪进行切割作业,切割速度可达40mm/min;通过压力表可以监测系统压力、喷嘴磨损、磨料用量等指标。该设备的使用实现了煤矿井下切割作业的安全进行。     

煤矿井下用磨料水射流切割装置设计及试验研究

分析了前混合式磨料水射流切割技术在煤矿井下使用的安全性,设计研制了煤矿井下使用的轻便式水射流切割系统,在现场开展了切割支护锚杆锁具,诱导顶板冒落的试验研究。结果表明,磨料水射流切割材料安全性好,研制的装备使用可靠,达到了安全诱导放顶的效果,为煤矿坚硬顶板放顶提供了新的技术途径和方法。