水射流技术讲课教案
水射流技术及其应用
［ ］ 付永领 ， 晓野． Ｍ Ｓ ３ 祁 Ａ Ｅｉ ｍ系统建模和仿真一 从入门到精 通 ［ ． Ｍ］北京 ： 北京航空航天大学 出版社 ，０ ６ ２０ ． ［ ］ 江玲玲 ， ４ 张俊俊． 基于 Ａ Ｅ ｉ 的液压位置伺服系统动态 ＭＳ ｍ 特性仿真 ［ ］ 机械工程与 自动 ，０ ７ （ ） Ｊ． ２０ ，１．
１１． 、３ 过滤 器 ２、２ 高 压泵 １． ３ ６７ ９ １． 向 、 、、 、０ 单 ４、 １ 溢 流 １．
水， 并且水还可 由集水器收集后重新处理 以再生利用。 与其 他加 工方 法相 比， 加工 过程 中不产 生有 毒 污染 、 在
无 噪声 、 火花 ， 无 因而 降低 了废 料 处 理 成本 ， 且 特 别 并 适用 于安 全操作 规程 要求 严格 的 易燃 、 易爆 、 险品行 危
流 又 可分为 前混 合式 和后 混合式 两种 ， 图 １ 如 所示 。
水射 流技 术 是一 种 以水 为 能 量 载 体 ， 材 料 进 行 对
加工 的方 法 。首 个 水 射 流 技 术 专 利 于 １６ ９ ８年 由美 国
Ｎ ｒ ｎＦａｚ博士 在 研究 如何 使 用新 方 法切 割 木材 时 ｏ ｒｎ ｍａ 获得 。在 ２ ０世纪 ８ 代 ， 国 Ｍｏａ ｅ ｓｉ ０年 美 ｈｍ ｄＨａｈｓ 士 ｈ博 和 Ｆｏ ｔｎｔｎｌ 司在水 射流技术基 础上推 出 了磨 ｌｗＩ ｅ ａｉ ａ公 ｎｒ ｏ 料水射 流技 术 ， 使其 应用 范围更加 广泛 ， 涵盖 了汽车 、 航 空航天 、 金 、 冶 电子 、 筑 、 建 石油化 工 、 船舶等 多个行业 。
由图 １可知 ， 混 合 式 磨 料水 射 流 是 预先 将 高 压 前
水射流加工技术
一、基础介绍高压水射流技术是近几十年来发展起来的一门新技术，其应用日趋广泛。
从原理上讲，它与我国煤矿中使用已久的水力采煤技术基本相同，都是把具有一定压力的水通过直径较小的喷嘴形成射流，将这股水射流作为工具进行切割、破碎和清洗物料。
所不同的只是高压水射流的水压更高、喷嘴直径更细而已。
水力采煤中使用的水压通常为5~15MPa，水枪出口直径为15~30mm；而高压水射的水压一般为30MPa以上，有的高达数百兆帕，喷嘴直径则在2mm以下，最小的可达0.1mm。
因此，高压水射流可以在很小的区域内集中极大的能量，例如1000MPa 的高压水射流的能量束密度可以与激光束相匹敌[1]。
图0-1为高压水射流切割系统示意图。
由低压泵站2产生的低压水在增压器3增压后，经高压胶管传送到喷嘴4形成高压水射流。
数控箱6操作喷嘴移动，从而完成各种切割作业。
切割后的废液经回收处理后排放。
由此可见，高压水射流系统一般由压力源，喷嘴及其控制装置以及连接它们的高压管路和其他附属装置所组成。
1.1高压水射流技术的发展概况自古以来，人们总把水比作柔弱，把岩石比作坚硬。
然而，水滴石穿却正是柔弱的水穿透坚硬岩石的现象。
在大雨中飞行的飞机被雨滴侵蚀的所谓“雨蚀”现象也是柔能克刚的实例。
然而，过去人们都是以消极的态度来研究如何防止高速水流的侵蚀，没有或很少采取积极的态度来研究如何利用高速水流为人类做功而已。
19世纪中叶，在北美洲第一次使用了高压水射流开采非固结的矿床。
在20世纪50年代，苏联和中国的水力采煤就是利用水射流的冲击和输送作用。
随着水力采煤技术的推广，人们开始对高压水射流技术产生了浓厚的兴趣，同时也认识到，提高水的压力适当减小喷嘴直径可以显著地提高水射流的落煤效果。
于是人们便开始研制较高压力的压力源（高压泵和增压器）及高压脉冲射流（俗称水炮）。
进入20世纪60年代大批高压柱塞泵和增压器的问世，大大推动了高压水射流的研究工作。
当时，部分学者片面认为好像高压水射流的压力越高越好。
水射流技术
水射流技术水射流技术是一种利用高速水流储能并激发能量来切割材料的加工技术。
在工业领域中，水射流技术已经广泛应用于各种材料的切割、钻孔、雕刻和表面处理等领域。
水射流技术的优点在于它可以切割各种各样的材料，包括金属、玻璃、陶瓷、石材等，而不需要考虑材料的硬度、厚度和形状。
这种技术的另一个优点是可以保证材料表面光滑，无需进行二次加工。
此外，水射流技术可以在没有热源和化学反应的情况下完成切割，从而避免污染和毒性。
水射流技术的原理是将水或其他液体从高压泵中喷出，以形成高速射流。
这种射流可以通过加装机械切割头、磨削头和喷嘴等附件来切割或清理材料表面。
同时，高速水流可以用于切割硬质材料，如钻石、石英和珍珠岩等。
在实际应用中，水射流技术有很多的变种和改进。
例如，在用于金属加工时，向水泵中添加碳化硅颗粒或石墨粉末可以提高切割速度和耐磨性。
同样的，在切割玻璃和陶瓷时，可以向水中加入磨料或悬浮剂，以降低材料的开裂率和提高表面质量。
此外，调节水流的方向和速度可以创造出各种各样不同的形状，从而实现对复杂几何形状的切割。
总之，水射流技术是一种非常实用和高效的加工技术。
它可以切割各种各样的材料，从而为现代工业的各个领域提供高效的解决方案。
在未来，随着这种技术的不断发展和改进，我们相信它将在许多其他领域也得到广泛应用。
水射流技术在现代工程领域中已经发挥着至关重要的作用。
它的应用涵盖了从汽车制造到建筑修缮，从化工处理到医疗手术等广泛的领域。
水射流技术的优点体现在不会产生热量和切割过程中无毒物释放的好处。
这让它成为环保和安全方面的理想选择。
在水射流技术中，利用了高速喷射的水流通过强制作用产生的高压礼来进行加工。
其切割的过程十分快速，干净并且有效。
因此，许多工业领域已经广泛采用了水射流技术。
例如，在机床制造中，水射流技术可以用来切割各种金属板材和零件。
在建筑工程中，水射流技术可以用来切割梁柱，清除墙面和水泥表面的污垢。
水射流技术的另一个重要优点是可以切割各种材料，而不受其硬度、厚度和形状的限制。
水射流技术
水射流技术1、何为水射流技术？水射流技术又称水刀、水切割技术，是真正的冷切割。
它是将普通的水经过压力系统增压后所产生的高能量水流(便携式水切割系统可达到40Mpa~50Mpa)，再通过一个极细的沙管喷嘴(φ0.1-0.35mm)，以每秒近千米的速度喷射出水流进行切割，这种切割方式称为水切割。
便携式水切割系统合理运用水射流原理，通过产品研发人员不断努力，克服技术及实际运用中存在难点，运用先进的设计思路及理念，终于研发出具有独特性能的便携式水切割系统，为水射流技术的广泛应用开辟了又一道路。
水切割技术是世上公认的最通用的也是发展得最快的技术。
相对其它切割技术而言，水切割不会产生有毒有害的气体或液体，并且也不产生有毒有害的物质或蒸汽。
水切割加工后，在被加工件表面不会产生热反应区或机械应力残留。
水切割确实是一种万能的、高产能的冷切割技术。
2、水切割技术特点较之激光、等离子、线切割等传统的切割方式，水切割切割技术确实有其独特、显著的优势：1）切割品质优异水切割是一种冷加工方式，水切割不磨损且半径很小，能加工具有锐边轮廓的小圆弧。
加工本身无热量产生且加工力小，加工表面不会出现热影响区，自然切口处材料的织结构不会发生变化，也几乎不存在热和机械的应力与应变，切割缝隙(纯水切割之切口约为0.1mm至1.1mm，砂水混流切割之切口约为0.8mm至1.8mm。
随着砂刀管的直径扩口，其切口也就愈大)及切割斜边都很小(大部份所看到好的切割品质之单侧斜边为0.076mm至0.102mm之间)，无需二次加工，无裂缝、无毛边、无浮渣，因此其切割品质优良。
无论是金属类如普通钢板、不锈钢、铜、钛、铝合金等，或是非金属类如石材、陶瓷、玻璃、橡塑、纸张及复合材料，皆可适用。
2）节省成本便携式水切割系统所产生横向及纵向的作用力极小，不会产生热效应或变形或细微的裂缝，不需二次加工，既可钻孔亦可切割，降低了切割时间及制造成本。
3）清洁环保无污染在切割过程中不产生弧光、灰尘及有毒气体，操作环境整洁，符合严格的环保要求。
水射流基本理论讲解课件
目录
• 水射流概述 • 水射流形成机制 • 水射流动力学特性 • 水射流切割性能 • 水射流清洗性能 • 水射流案例分析
01
水射流概述
水射流定义
01
02
03
高速水流
水射流是以水为工作介质 ，通过加压设备或重力作 用，形成高速水流。
连续或脉冲
水射流可以是连续的水流 ，也可以是脉冲的水流， 这取决于使用的喷嘴类型 和操作条件。
水射流切割应用
工业制造
水射流切割广泛应用于汽车、航 空航天、船舶、电子等工业制造 领域，用于切割金属、非金属、
复合材料等各类材料。
建筑行业
水射流切割可用于混凝土、岩石等 建筑材料的切割，具有切割精度高 、损伤小等优点。
医疗领域
水射流切割在医疗领域也有广泛应 用，如手术中的组织切割、牙齿治 疗中的龋齿去除等。
水射流形成原理
液体压力与流量关系
当液体受到压力时，它会形成一条直 线射流。压力越大，射流越快，流量 也越大。
射流的形成与扩散
当液体的压力足够大时，它会以极快 的速度向外扩散，形成射流。随着射 流扩散，压力逐渐降低，速度也逐渐 减慢。
水射流形成过程
喷嘴设计
喷嘴是形成水射流的关键部件。 根据不同的需要，喷嘴可以有不 同的形状和尺寸。
2. 机身表面清洗：水射 流可用于飞机和航天器 机身表面的清洗，去除 附着的尘埃和污垢，提 高飞行器的气动性能。
3. 流体动力学研究：水 射流在航空航天领域中 还被用于流体动力学研 究，以了解流体与飞行 器表面的相互作用。
水射流在环保领域中的应用案例
总结词：水射流在环 保领域中应用广泛， 能够有效地处理环境 污染问题，提高环境 质量。
磨料水射流加工技术课件.
1.简介
1.简介
磨料： 一般分为矿物系、金属系和人造系三类。
选用原则： （1）切割效果好； （2）价格低廉，货源头:
由水射流喷嘴、混合室和磨料射流喷嘴组成。
分类：
（1）按水射流的股数：单股射流喷头、多股射流 喷头 （2）按磨料输入方式：磨料侧进式射流喷头、磨 料中进式射流喷头、磨料切向进给式射流喷头
磨料水射流加工技术
目录
1. 简 介
2.磨料水射流的切割机理及切割规律
3. 磨料水射流加工技术研究现状
4.磨料水射流加工技术的特点、应用领域和发展
1.简介
水射流技术是近20多年发展起 来的新技术，其应用日益广泛。目 前已在煤炭、机械、石油、冶金、 航空、建筑、水利及轻工业等部门 应用，主要用来对物料进行切割、 破碎和清洗。尤其近年来随着高科 技的迅速发展，激光束、电子束、 等离子体和水射流，业已成为新型 的切割工具。其中激光束、电子束 和等离子体属于热切割加工，而水 射流是唯一一种冷加工手段。在对 许多材料的切割、破碎及表面预加 工中，水射流有其独特的优越性。
1.简介
水射流发展的四个阶段
第四阶段
第三阶段 第二阶段 第一阶段
迅速发展阶段
工业应用阶段
设备研制阶段
试验探索阶段
1.简介
磨料水射流的概念：
磨料水射流是以水为介质，通过高压发生装置获 得巨大能量，然后通过供料和混合装置把磨料加入到 高压水束中，形成液固两相混合射流，依靠磨料和高 压水束的高速冲击和冲刷，实现材料去除的一种特种 加工方法。
1.简介
磨料水射流的加工原理：
磨料水射流加工是运用液压增压原理，通过增压器或高压泵将水
增压至超高压，将电动机的机械性能转换成压力能，具有巨大压力能 的水再通过小孔喷嘴将压力能转变成动能，从而形成高速水射流并在 混合室内产生一定的真空度，磨料在自重和压力差的作用下被吸入混 合室，与水射流产生剧烈紊动扩散和混合，形成了高速磨料水射流， 并以极高的速度经磨料喷嘴冲击工件。磨料水射流冲击工件后，材料 上局部应力场高速集中，并快速变化，因而产生冲蚀、剪切，直至材 料失效而被切除。 在磨料水射流加工过程中，起加工作用的主要是磨料粒子，水射 流作为载体使磨料粒子加速，由于磨料质量大，硬度高，所以磨料水 射流与纯水射流比较，其射流动能更大，加工效果更强。
《高压水射流加工》课件
高压水射流加工
介绍高压水射流加工的概念和原理
高压水射流加工是利用高速注入物体表面的水流产生的动能，以及水流流速 和压力对物体表面产生的冲击、剪切和磨擦作用，来进行材料加工和清洁的 一种技术。
• 高压水射流加工的定义 • 高压水射流加工的原理
高压水射流加工的设备
高压水射流加工需要使用特殊的设备。
高压水射流加工的主要设备
高压水射流加工需要使用高压水泵、喷嘴和控制系统等设备。
高压水射流加工的组成部分
高压水射流加工的组成部分包括水源、增压系统、控制系统和喷嘴。
高压水射流加工的应用
高压水射流加工在各个领域都有广泛的应用。
金属加工
高压水射流加工在金属加工中常用于切割、清洗和打磨。
复合材料加工
高压水射流加工在复合材料加工中常用于修复和加工复杂形状的构件。
高压水射流加工需要采取严格的安全措施，包括穿戴防护用具和遵守操作规程等。
安全事故案例
高压水射流加工的安全事故案例包括高压水射流喷溅和误操作导致的伤害。
总结
高压水射流加工的发展前景和未来趋势
高压水射流加工在各个领域的应用不断扩大，发展前景广阔。
矿石开采
高压水射流加工在矿石开采中工的优缺点
高压水射流加工有其独特的优点和缺点。
优点
高压水射流加工具有高加工效率、无热损伤和环保等优点。
缺点
高压水射流加工的缺点包括设备成本高、能耗大和操作难度高等。
高压水射流加工的安全问题
高压水射流加工具有一定的安全风险。
安全措施
水射流技术
水射流技术水射流技术是一种广泛应用于工业领域的先进加工技术。
它利用高速喷射的水流来切割、清洗、打磨和表面处理材料，具有精度高、环保、高效等优点，被广泛应用于金属、玻璃、陶瓷、石材等材料的加工处理中。
水射流技术最早由美国东北大学的教授Norman Franz于1950年代末开始研究探索，并于1968年获得水射流切割专利。
自那时以来，水射流技术在不断改进和演化，成为现代工业生产中一种重要的加工工艺。
水射流技术的原理是利用高压水泵将水加压到极高的压力，经过特殊设计的喷嘴以高速形式喷射出来。
喷射出的高速水流可以通过调整喷嘴的直径和压力来控制水射流的速度和强度。
在加工过程中，水射流会与待加工材料发生冲击和摩擦作用，从而实现切割、清洗和打磨等不同的加工效果。
水射流技术的加工精度非常高，可以实现微米级的切割和加工。
这得益于水射流速度快、喷头精细和不同颗粒大小的磨料的使用。
在切割方面，水射流可以实现完全无接触的加工，无需刀具接触材料表面，因此可以避免材料变形和刀具磨损等问题。
另外，水射流技术还可以在加工过程中加入磨料，进一步增强切割能力，适用于切割各种硬度的材料。
除了切割，水射流技术还可以应用于清洗。
喷射出的高速水流具有较强的冲击力和清洗能力，可以去除材料表面的污垢和附着物，达到清洁的效果。
这种清洗方式无需使用化学清洗剂，对环境无污染，因此被广泛应用于食品加工、医疗器械清洗等领域。
水射流技术还可以用于打磨和表面处理。
通过调整水射流的喷射速度和使用不同颗粒大小的磨料，可以实现对材料表面的去除、平整和抛光等加工效果。
相比传统的磨削和抛光方式，水射流技术具有无尘、无振动等优点，对材料表面的损伤较小，并且可以实现多种细致的加工效果。
水射流技术已经成为众多工业领域的重要加工工艺，例如航空航天、汽车制造、电子设备、建筑材料等。
在航空航天领域，水射流技术可以用于对复杂形状零件的切割和加工；在汽车制造中，水射流技术可以应用于车身板材的切割和表面处理；在电子设备中，水射流技术可以用于印刷电路板的切割和细致加工。
高压水射流加工技术培训课件
高压水射流加工技术
基本概念：
高压水射流，是以水为介质，通过高压发生设备增压获得巨大能量，经一定形状的喷嘴喷出的一股能量集中的高速水流，并被利用完成加工。
应用领域：
表面清洗
工业切割
表面清洗：
根据不同的清洗对象和要求，采用适合的射流形式和执行机构，利用射流很高的冲击动能，连续不断地对被清洗基体进行打击、冲蚀，以剥离、清除污垢，达到清洗基体的目的。
优点：
1.保护被清洗物的基体，不会产生腐蚀；
2.易于实现自动化、机械化和智能化；
3.清洗效率比传统的机械清洗、化学清洗高5-10倍；
4.对应用环境适应性高。
3.高压水射流加工技术
——表面清洗案例
3.高压水射流加工技术
——表面清洗案例
工业切割：
可以替代常规的金属切割加工、电火花加工及线切割加工，能与激光加工媲美，俗称为“水刀”。
包括纯水射流切割和含磨料的精密切割。
优点：
1. 操作环境清洁安全，成本低。
2. 所加工物料无裂缝、无毛边、无浮渣，切口小且平整，不产生热效应，切缝可以达到较高精度。
3. 适用性强，切割范围广。
4. 不会发热，切割产生的碎屑和热量被水携带走，切口表面光洁，无飞粒伤人的危险。
5. 可以同机器人配合，利用计算机控制，进行三维曲面的复杂
形状的加工。
3.高压水射流加工技术
水射流切割大理石
高压水射流切割机切割不锈钢板。
高压水射流技术(课堂PPT)
压力：Mpa流量:L/min 泵输出功率=压力*流量/60（kW） 配套电机功率=压力*流量/50 （kW ） 配套发动机功率=压力*流量/39 （ kW） 配套发电机功率=3倍电机功率 （kW
射流打击力有间接影响
ƒ 高压管长度：对压力降有直接影响，对
射流打击力有间接影响
ƒ 喷嘴的直径：对射流打击力有很大影响
，存在最佳喷嘴直径
ƒ 射流的靶距：对射流打击力有很大影响
，存在最佳靶距
11
设备选型时需要考虑的技术问题 影响水射流
清洗机清洗效果的参数分析
ƒ 泵输出压力：与射流打击力成线性关系
ƒ 泵输出流量：与射流打击力有较大影响
垢分散成许多微粒；清洗剂泡沫作用，能把裹着油垢脱离 物体浮到水表面被射 流冲掉。而热力又加速了上述过程， 十分容易清洗干净。这是物理清洗与化学清洗 联手的典型清洗技术。 高压水射流清洗机的组成
高压发生装置：由电机和高压水泵组成的泵组来产生高压 水。
控制系统：由溢流阀、安全阀、喷枪扳机、电控装置等一 起组成。 执行系统：由喷枪、喷头等组成。 辅助机构： 由水箱、高压软管、框架、走行机构及连接管路等组成。 主要组成部分的作用
700kg/cm2的大型高压清洗机。
ƒ 对于一些体积较小、结构复杂、数量繁
多的零部件的油污、油垢的清洗，应 选用零
件清洗机。
10
设备选型时需要考虑的技术问题 影响水射流
清洗机清洗效果的参数分析
ƒ 泵输出压力：与射流打击力成线性关系
ƒ 泵输出流量：与射流打击力有较大影响
ƒ 高压管内径：对压力降有直接影响，对
5
高压泵
6
喷枪和喷头
7
高压软管
8
加热装置一般采用燃油加热和电加热两种形式，高 压水流过盘管时被加热到 所需的温度。 根据被清洗对象结垢性质来选择，一般灰尘或较软的污垢 选用小型冷水型， 油污油垢要选用热水和蒸汽型，坚硬的锅炉垢、水垢要选 用大型高压清洗机，具体如下： „ 对于地面、车辆外表面等油污、油垢不多的地方的 泥垢、灰垢清洗，选用小型冷 水清洗机。 „ 对于设备零部件上的油污、油垢的清洗及一些工程 机械的油污的清洗，应选用热 水清洗机。因为85℃的热 水可将油污、油垢软化，降低其与基体表面的粘结力，然 后靠高压水射流即可将油污、油垢自基体表面剥离，不用 添加清洗剂即可获得 佳极的清洗效果。
19水射流技术李宝玉
课程编号：0805321017HWJT《水射流理论与应用》（Theory and Application of High Pressure Water-jet Technology）课程教学大纲32学时 2学分一、课程的性质、目的及任务本课程是能源与动力工程专业的特色课程。
通过本课程的学习，学生能了解高压水射流特种加工工艺的基本理论和发展动态；掌握水射流技术的三项基本规律；培养学生的实验研究能力和初步设计能力。
二、适用专业能源与动力工程三、先修课程工程力学、机械设计基础、工程流体力学四、课程的基本要求通过本课程的学习，学生能较好地掌握高压水射流新技术的基本原理；能掌握水射流技术发展动态；能掌握高压水射流切割、破碎的基本规律；了解现有水射流系统的优缺点。
五、课程的教学内容（一）课堂讲授的内容1、绪论发展中的高压水射流新技术，高压水射流技术特点；高压水射流发展简史和发展的辨证规律。
2、基础理论液体的压缩性，与水射流有关的流体力学和理论力学的重要理论；喷嘴和射流的基本理论；射流的分类和应用范围。
3、基本规律高压水射流的结构和主要特性（连续射流的结构，几何特性、动力特性和射流的工程计算法），脉冲射流的结构和特性；高压连续细射流切割的基本规律；高压脉冲射流破碎岩石的基本规律；高压水射流配合刀具破碎岩石和煤体（刀具破碎岩石机理、煤岩裂纹扩展条件）水射流配合刀具破碎的基本规律和主要类型（减少裂纹扩展阻力的主要方法，增大裂纹扩展动力的技术途径），结合破碎的特征。
4、发生设备高压细射流系统的泵站和流道设计，超高压连续细射流系统的增压设备和管理系统；高压、超高压脉冲射流发生设备。
5、高压水射流机械水射流采煤机、水射流掘进机和它的降尘效果；水射流钻空机械；水射流切割机械举例；水射流清洗设备的基本问题和典型清洗机。
6、发展和创新高压水射流技术的发展方向；流射流和湍流射流瞬变理论的发展。
（二）实验教学的内容注：实验1、4选做1，2、3选做1六、学时分配表七、主要参考书1．崔谟慎，孙家骏.高压水射流技术.煤炭工业出版社，1998.2．沈忠厚.水射流理论与技术.石油大学出版社，1998.3．董星.磨料射流技术.中国矿业大学出版社,2002.八、考核方式（包括作业、测验、考试等及其所占比例）以平时作业和考试方式评定学生成绩，平时作业占20%，实验占10%，考试占70%。
高压水射流(化学生物)
12
（1）高压水射流对人体的危害及防止
① 在高压水射流切割区的周围应设臵隔离屏， 以防止加工过程中人体遭受喷出的水射流及 飞散的水珠冲击作用； ② 检查或更换切割喷嘴时，必须把高压水的 压力释放到安全程度，否则不可进行操作， 以免发生事故； ③ 操作人员至少要戴防护镜，最好戴防护面 罩。
13
（2）噪声及其防止
4
轻工 换热器、管道、造纸机、储罐、蒸发器等设 备的油脂、树脂、污垢、木浆和糖垢的清除 冶金 清除换热器、锅炉、加料槽、储仓的污垢， 扎材表面除鳞 高速公路 水泥和沥青，桥梁和路面标识、色污、焦油等 的清洗，路面破碎
5
清洗技术
在工业生产领域中使用的各种设备，常常 会产生油垢、水垢、结焦、高温聚合物、沉 积物、腐蚀物等，它们显著地影响了设备运 行效率和安全，清洗它们必不可免。与以往 的手工清洗、化学清洗、超声波清洗相比， 高压（超高）水射流清洗突现了其效率高、 范围广、效果好地极大优势。
16177来自备维护高压水射流切割设备的检修通常分为： 日常检修 季度检修 年度检修
8
日常检修指在切割操作开始之前对设备进行必 要的检修，主要项目有：
① 高压水泵动作的声音是否正常； ② 高压水泵、蓄压器及高压水管路有无漏水 （包括高压管有否劣化和破损）； ③ 油量和油温（在增压器工作时测量）； ④ 有无漏油现象； ⑤ 喷嘴部位有无漏水（包括喷射孔有无漏水现 象）； ⑥ 高压水射流形态和声音。
9
季度检修每三个月应对切割设备作一次检 修，主要项目有：
① 清洗和更换各种过滤器； ② 检查工作油的污染度和特性值是否良好， 如不正常，则更换新油； ③ 检查软管有否发生松弛或鼓起； ④ 检查高压水喷嘴有无附着物或损伤，并作 检修或更换。
6水射流基本理论讲解
•3．根据固壁条件——自由射流和非自由射流
• 3）80年代以来，高压水射流技术迅速展。磨料射流、空化射流、脉冲射流 、水力辅助机械破岩技术和基础理论、切割机理进一步深入发展，并出现汽水 射流、液态金属射流、液态气射流、冰粒射流等特种射流，其应用范围也由金 属和超硬材料切割、表面处理、研磨等。
• 4）中国从20世纪70年代开始的，最初从煤炭部门逐渐发展到石油、冶金、 航空、化工、建筑、机械、市政建设和交通等领域。经过30多年的研究和实践 ，开发出了一批新技术和新产品，有的在国际上处于领先水平。
§1 绪论——分类
•5．根据射流水力学特性——定常射流和非定常射流 • 定常射流的：射流的各个断面上的流体力学特性不随时间而变化，仅 为位置的函数，定常射流一定是连续射流。 • 非定常射流：射流各断面上的流体力学特性不仅随其位置而变化，而 且随时间而变化。而非定常射流可以是连续射流，也可以是非连续射流。
•u
•p
•r
•um
•uo po
•2R
•pm
•xp •xc
•x
第三节 其他射流
•1. 磨料射流 •2. 空化射流与自振空化射流 •3. 脉冲射流和聚能射流 •4. 旋转水射流
•1．薄壁孔口出流
•po，uo
•pc，uc
第二节 射流流体力学基础知识
•2.厚壁孔口（短管）
•po，uo
第二节 射流流体力学基础知识
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四、自动润滑系统
集中自动润滑系统可自动润滑丝杆导轨等各零 部件，可按需要设定自动润滑周期，有效的提 高生产效率。
润滑系统开始工作前应先使所有润滑管道中充 满润滑油，并排除掉管道内的空气；
向油箱加油前，油液应过滤干净； 每季度应清理一次润滑泵吸油口网及油箱，除
去污垢和沉淀。
注：油箱忌用汽油清理
磨料射流
工作原理：
后混式磨料水射流
在驱动压力作用下，水介 质通过水喷嘴形成高速水射流， 并在混合腔内产生一定的真空 度。由于磨料腔和混合腔之间 形成一定的压力差，使磨料在 自重和压力差的共同作用下通 过气力运输而进入混合腔，并 与水射流发生剧烈紊动扩散和 掺混。再通过磨料喷嘴而形成 磨料水射流。
磨料射流
缺点：磨料与水混合的效 果较差。
2.单射流磨料切向进给式喷头
磨料与水射流充分混合，同时 减少磨料间的相互碰撞，提高磨料射 流的切割能力。
3.多射流磨料中进式喷头
多用于磨料射流清洗或除锈
4.带准直管的磨料射流喷头
结构简单，操作方便，被广泛用于磨料射流切割工业
磨料射流的切割机理及切割规律
❖磨料射流的切割机理
工作原理：
前混式磨料水射流
将磨料箱设置在高压泵和 喷嘴之间，高压泵输出的高压 水经水阀一部分输送到磨料箱 的顶部和底部。磨料与水在磨 料箱内初步混合，使之处于似 液体流化状态。然后流态磨料 经磨料阀进入混合腔与高压水 均匀混合，再通过喷嘴加速使 磨料获得更大的动能。
磨料射流
磨料： 一般分为矿物系、金属系和人造系三类。
❖工作台
❖工作指示灯
❖❖自CN动C润数滑控三系系、统统 悬臂式数控水切割机
❖高压水开关 ❖加砂切割头
培训工程师：李月平
❖控砂系统及控砂阀
一 系统型号及机床总成
悬臂式水切割机由床身（Y向传动）、横 梁（X向传动）、Z向总成、工作台、数控操 作面板、工作指示灯及自动润滑系统和磨料 （清水）切割系统等部分组成。
简介
水射流技术的应用
水射流技术的应用范围和领域十分广泛。应用范 围主要有以下五个方面：
（1）工业切割 （2）挖掘、开采和钻探 （3）岩石切割和掘进 （4）表面清洗 （5）材料破碎
简介
工业切割
A.纯水型需要领域 塑料切割 纸切割Байду номын сангаас
纤维、纺织品 橡胶、皮革切割
食品切割 木材、合成材料的切割
其他
水射流切割的应用领域
二、工作台
针对各材料的特点，可选择不同形式的工作 台面，如承重较大、切割工件较小的采用方格 型工作台；玻璃切割加工采用条状并嵌有橡皮 条的月牙型工作台；而S型的工作台具有良好 的通用性。
方格型工作台
月牙型工作台
S型工作台
三、工作指示灯
从机床横梁顶端的三色信号灯，您可以 很容易的观察到机床目前的工作状态。 其含义如下： 红色灯亮：故障（包括机床限位、急停等） 黄色灯亮：暂停，关高压水 绿色灯亮：有高压，可以进行切割
目录
1. 简 介 2. 磨料射流 3.悬臂式数控水切割机
简介
水射流发展的四个阶段
第四阶段 第三阶段 第二阶段 第一阶段
迅速发展阶段 工业应用阶段 设备研制阶段 试验探索阶段
简介
水射流的特点：
（1）工作介质低廉 （2）切口窄且整齐 （3）工作机件易于实现自动控制 （4）能降温、除尘和延长截齿寿命 （5）体积小
工业塑料成型加工、家电 纸制造、废品回收
纤维、体育用品、服装业 橡胶、皮革、鞋业 食品工业
林业、住宅、室内装修业 火药（固体燃料切割）
简介
工业切割
B.精密切割用磨料型的需要领域
水射流切割的应用领域
金属板切割钛、铝、不锈钢、高强度钢、飞机、汽车、造船、各种机械工业、钢
超合金等
筋制品、桥梁业等
切割镶网玻璃、彩色玻璃、叠层玻璃
水利参数、射流工作参数、磨料参数和被切割 材料性能等
水利参数及工作参数对切割能力的影响
1、 射流压力与切削深度的关系
2、 喷距与切削深度的关系
水利参数及工作参数对切割能力的影响
3、切速与切削深度的关系
4、切速次数与切削深度的关系
磨料参数对切割能力的影响
❖ 磨料类型对切割能力的影响，主要是磨料的硬度和形 状对切割能力有直接的影响。
新材料切割 复合材料、陶瓷、其他 建材切割 轻船体、轻质混凝土等
玻璃业、住宅业、室内装修业、广告业、 医疗器械制造业等
飞机、车辆、陶瓷工业、烧窑业、电子 部件、光纤等
建筑业、住宅业、砖瓦业
其他
核能工业、石墨制造加工业
简介
表面清理
材料破碎
水射流
磨料射流
工作原理
喷头
切割机理
切割规律
磨料射流
在水射流中加入一定数量的磨料微粒， 将能大大提高水射流的冲击能力，有效的 切割钢板和钢筋混凝土，称这种混有研磨 材料的水射流为磨料射流。
1.1机工作床指示灯总成图如下： 横梁（X向传动）
数控操作面板
Z向总成
床身（Y向传动） 工作台
1.2悬臂式数控水切割机型号如下：
DWJ □□ □□-F A/B 1 2 3 45
① DARDI WATERJET水切割机 ② X向行程（如15为1.5米） ③ Y向行程（如25为2.5米） ④ F为悬臂式 B为龙门式 ⑤ A为步进电机 B为伺服电机
从图中可以 看出，金刚 砂的切割能 力最强，因 为金刚砂的 硬度最高
磨料颗粒对切割能力的影响
从图中可看出， 对于脆性材料， 磨料的合理尺寸 范围要比塑性材 料宽
磨料流量对切割能力的影响
从图中可以看 出，磨料流量 与深度之间存 在一个最大值， 存在一个最佳 磨料流量的使 用的范围
❖系统型号及机床总成
选用原则： （1）切割效果好； （2）价格低廉，货源充足。
常见磨料：
磨料射流
喷头:
由水射流喷嘴、混合室和磨料射流喷嘴组成。
分类：
（1）按水射流的股数：单股射流喷头、多股射流 喷头
（2）按磨料输入方式：磨料侧进式射流喷头、磨 料中进式射流喷头、磨料切向进给式射流喷头
1.单射流磨料侧进式喷头
优点：结构简单，射流的 密集性和稳定性都较好。
磨料水射流是以水为载体， 磨料微粒被水射流加速。 磨料水射流切割物料主要 是靠磨料微粒对物料的 磨削作用。
磨料水射流切割过程模型
❖ 在一定条件下，射流的一部分以恒定的速度射向材料， 另一部分则随着射入深度增加，其切割效力减弱，于是 切割面沿进给相反方向出现弯曲。
磨料射流的切削规律
影响磨料射流 切削的因素