水刀说明书要点

目录

一、机器的主要技术参数 (2)

二、机器的主要配置 (3)

1.供水系统 (3)

2.液压系统 (5)

3.高压系统 (7)

4.切割平台 (8)

5.调运及安装调试 (11)

三、使用与维修保养 (14)

一、切割操作步骤 (14)

二、操作注意事项 (14)

三、维修保养 (15)

四、常见故障判断及排除 (17)

1.液压传动部分 (17)

2.超高压系统部分 (18)

3.切割部分 (19)

五、安全须知 (20)

附：

水开关安装方法

增压器组装手册

增压器维修手册

一、机器的主要技术参数

以上参数仅供参考

二、本机的主要配置

本机由主机、二维切割平台（包括喷射头、磨料箱）、微机操作控制台三部分组成。图1示出本机组成的各部分及其关系。

图1 本机组成简图

1.主机

主机包括供水系统，液压系统和高压系统。

1）.供水系统

⑴水刀切割用水的质量是影响设备稳定及零件寿命的关键原因之一，需保证PH值6.5

至8.5之间。总硬度低于20.使用者可根据实际情况在水进入设备之前，加装精滤系统或软化水系统。

⑵初始供水压力，需保证在0.2Mpa以上（进入设备之前）。开启主机水泵后，主机水

表读数应大于0.4Mpa.

2）.液压系统

液压系统由增压、过滤、冷却三个子系统组成，其增压原理为。37KW电机驱动液压柱塞泵将油增压至最高20MPa,通过电液换向阀打入增压器油缸，在油缸两端设有接近感应装置，当油缸活塞运动至顶端时，电液换向阀接受信号，使油缸活塞完成往复运动，从而使与活塞联结的柱塞杆连续打出高压水。

主机系统原理图

液压系统结构图和液压原理图

增压系统的调压装置为可实现油路卸荷及多级调压的调压集成块，此装置在将水切割机床用于脆性材料切割时作用犹为显著，切割前可将系统设置二级压力，即打孔压力与切割压力，打孔时使用较切割压力低的打孔压力，使其不足以达到材料的脆性破坏极限，消除因初始压力过大造成板材开裂的可能。

过滤系统采用三级过滤，即加油过滤（空气过滤器）、出油过滤（出油滤芯）、回油过滤（回油过滤器）。

冷却系统包括两个独立的冷却单元，即增压器回油冷却单元与油泵泻油冷却单元。

3）.高压系统

高压系统是指以增压器为主要部件的将低压水变为稳定高压水的水路增压元件总成。包括增压器、蓄能器、高压硬管，接头等。

增压器为整个高压发生系统的核心装置，

4）.切割平台

切割平台（另述）上装有喷射头组件、磨料供给系统。

1）喷射头组件

喷射头组件包括喷射头、高压管等。喷头为磨料喷头，结构如图7。

喷射头是切割作业的执行部件，与高压管直接连接，安装在切割平台的横梁上。喷射头主要包括水喷嘴、喷头体、混砂管三部分。水喷嘴从喷头体上部装入，混砂管从喷头体下插入，用紧固螺母压紧。整个喷头结构简单、紧凑。

喷射头结构

水喷嘴是水射流系统的重要零件之一，是电能-机械能-射流能转换过程中的核心元件。我公司的超高压切割用喷嘴的喷嘴芯为人造宝石。图8是我公司水喷嘴的外形。其宝石内孔直径有0.28mm、0.30mm、0.33mm等几种。喷嘴在高压下使用必然存在摩擦磨损，也就是喷嘴有寿命问题。这就要提出一个喷嘴失效判据，在高压工况下，因喷嘴的磨损使得射流压力比初始工况下降了10%，则该喷嘴判废，即它已不能与泵的额定工况相匹配，必须予以更换。此时的累积运行时间就是它的寿命值。水喷嘴如下图

混砂管是形成磨料射流的关键。结构十分简单，由锥状入口和柱状出口构成，混砂管由于受到高速磨料粒子的冲刷，其材质必须具有高硬度、高耐磨性。我公司的混砂管是用当今世界先进的耐磨材料做成的，在标准磨料水射流切割工况下其寿命可达120-150h。

2）磨料供给系统

磨料供给系统由磨料箱、复动型气缸、橡胶压块、锥面圈、节流片及一些连接件构成。如图10。当切割需要磨料时，数控系统发出一个信号，电磁阀吸合，气缸使橡胶压块往上提，磨料就通过锥面圈和橡胶压块之间的空隙流出并向喷头输送；当不需要磨料时，电磁阀断电，气缸使橡胶压块压紧锥面圈，阻止磨料输送。磨料流量可通过更换节流片来调节。

磨料对水射流的性能有很大的影响，磨料的选择直接影响到切割速度和切缝质量。磨料的种类很多，根据来源可分为天然磨料和人造磨料。磨料的形状呈不规则的多面体。磨料粒度按颗粒尺寸大小共分为41个号。从经济性、针对性、实用性的原则考虑，一般选用80#石榴石为磨料。

磨料供给系统

1、电磁阀

2、节流片

3、锥面圈

4、橡胶压块

5、导向座

6、连接杆

7、气缸

8、支撑板

9、固定螺钉

切割平台为二维数控切割台，由机架、集水箱、横梁、刀架、喷射头、高压软管和磨料箱等组成，其中机架和横梁上装有直线导轨、滚珠丝杠。

切割过程中，在数控系统控制下，由伺服或步进电机通过丝杠驱动横梁和驱动安装在横梁上的刀架，可实现停车、换向、变速等工作要求。横梁运动方向为Y轴；刀架的运动方向为X轴，其正反方向判断如下：人站在切割台前，刀架向左的方向为X轴负方向，反之为正；横梁往前的方向为负，反之为正。两轴在微机系统控制下联动做各种曲线运动，从而对工件按预先设定的图形进行切割。

作为切割平台的基体，机架采用焊接结构，上表面经过精加工，用来安装为横梁运动导向、支撑横梁的直线导轨、平导轨和驱动横梁做纵向运动的滚珠丝杠轴承座，并固定集水箱及外饰板，驱动端为步进电机。

本切割台选用滚动直线导轨副和滚珠丝杠副无齿隙齿轮齿条的组合，保证运动精度和停车、换向、变速等工作过程的可靠性。横梁为组合结构，安装夹持喷射头的刀架，也选用滚动直线导轨副和滚珠丝杠副或无齿隙齿轮齿条的组合，由伺服或步进电机驱动刀架在横梁导轨上做横向直线运动。

集水箱位于切割台中央，其功能是装喷射水和磨料、吸收切割后高速水流的残余能量，同时也起到消声的作用。水箱一端下面开有放水孔，便于清除淤砂及杂物；一侧设有溢水孔，使集水箱中的储水保持一定深度，以吸收水流的残余能量。

栅格状支撑架置于集水箱凸肩上，用于支撑工件。经过一段时间的使用，支撑架向上的一侧也会受到高压水的切割而破坏，这时可把支撑架翻转过来继续使用。

刀架由架体、滑体、丝杆、夹头及电机等组成，其功能是夹持喷射头并调整其工作高度。电机带动丝杆驱动滑体作上下直线运动；夹头夹持喷射头，并与滑体固定联接；随滑体的上下运动可调整喷射头的高度，以加工不同厚度的工件。

切割平台上还有喷射头组件和磨料供给系统，前面已经有介绍。

5）调运及安装调试

本机主机部分和工作台部分均为焊接结构，不能承受大的碰撞，须小心搬运。

1,安装前的准备工作

本机须安装在水源充足、并有0.5～0.8MPa气源装置或配备空气压缩机一台。主机系统所有设备置于共同底座上，水箱及切割台架应水平放置，不得倾斜，底座应稳定可靠。主机和工作台不能相距过远，以硬高压输水管能良好连接为宜。图12为本机安装设计图。考虑到切割时溢水需要，在切割台和主机的边上用混凝土砌高50mm，范围大致如图中虚线所示。