lavorazione cnc · 2021年11月19日 0

Jak połączyć ciśnienie i moc podczas cięcia strumieniem wody, aby zachować najlepszą wydajność cięcia?

Od czasu zastosowania technologii strumienia wody 50 lat temu toczy się debata na temat tego, w jaki sposób połączenie ciśnienia i mocy może zapewnić najlepszą wydajność cięcia. Jak uzyskać lepsze lub szybsze cięcie? Która kombinacja ciśnienia, mocy i zespołu dyszy jest najlepsza dla konkretnego zastosowania? Następnie redaktor Xianji.com zabierze wszystkich do wspólnej nauki.

Najpierw zacznij

Jeśli kiedykolwiek studiowałeś kupowanie systemu strumienia wody, możesz trafić na szereg danych marketingowych i sprzedażowych, które pokazują zalety każdej metody. Hydrauliczne pompy wspomagające mogą zapewniać ekstremalnie wysokie ciśnienia kosztem bardzo energochłonnego układu hydraulicznego. Inni opowiadają się za stosowaniem systemów napędu bezpośredniego z korbą mechanicznąwał lakierki.

W ciągu ostatnich kilku dekad istniały kompromisy między tymi technologiami. Pompy wspomagające są uważane za łatwiejsze i tańsze w utrzymaniu, szczególnie przy wysokich ciśnieniach, podczas gdy systemy napędu bezpośredniego zapewniają wyższą wydajność energetyczną. Z biegiem lat technologia nadal ewoluowała, a kompromisy również się zmieniły.

W każdym razie podstawowa zasada cięcia strumieniem wody nie uległa zmianie. Połączenie dysza/kryza pomaga zwiększać ciśnienie wody, ponieważ woda jest wyciskana z rury wysokociśnieniowej przez otwory w setnych calach. Woda przepływa przez otwór o małej średnicy, tworząc ciągły przepływ wody, a następnie przez dyszę Venturiego do strumienia wody zasysana jest pewna ilość ziarnistego ścierniwa. Mieszanina wody i cząstek ściernych przechodzi przez specjalną ceramiczną rurkę mieszającą, a powstała zawiesina ścierniwo/wodna wypływa z dyszy w postaci ciągłego strumienia tnącego cząstki ścierniwa i przemieszcza się z bardzo dużą prędkością.

Materiały ścierne są cięte tylko wtedy, gdy z powodzeniem dotrą do materiału. Rozmiar oczka ścierniwa musi pasować do otworu, aby uniknąć zatykania. 0.022-calowe granaty są najczęstsze wśród rozmiarów dysz, podczas gdy 0.020-calowe granaty są bardziej szorstkie i są zwykle używane z otworami o większej średnicy (takich jak 50 lub 0.014 cala). Zastosowanie węższej dyszy z 0.010-calowym granatem zwiększy możliwość zatkania. Do mniejszych dysz do zastosowań wymagających wysokiej precyzji, takich jak 120 lub XNUMX cala. Oczko dyszy wynosi korzystnie XNUMX lub więcej.

Rozmiar dyszy nie jest jedynym czynnikiem określającym idealny rozmiar oczek dla danego zastosowania. Podobnie jak papier ścierny, drobniejsze wykończenie powierzchni wymaga większego, drobniejszego rozmiaru oczek. 220-calowy granat może zapewnić gładsze i dokładniejsze wykończenie powyżej 80 cali, zwłaszcza przy cięciu cienkich materiałów.

Zrozum ciśnienie natrysku

Ciśnienie zależy od ilości wody, którą pompa przepycha przez otwór dyszy. Im mniejszy otwór, tym wyższe ciśnienie. Załóżmy, że stosując pompę o mocy 100 koni mechanicznych i szeroką kryzę, możesz mieć strumień wody o maksymalnej wydajności 30,000 5 PSI, ale żaden producent OEM nie może sprzedać takiego produktu, ponieważ nie ma on żadnego efektu. Z drugiej strony użycie pompy o mocy 60,000 KM może osiągnąć XNUMX XNUMX PSI, ale zastosowanie jest poważnie ograniczone, a otwór będzie bardzo wąski.

Moc jest proporcjonalna do ciśnienia pomnożonego przez przepływ objętościowy (P = kp×V). Przy danej mocy pompy każdy wzrost ciśnienia musi być połączony z proporcjonalnym spadkiem przepływu objętościowego. Oznacza to, że pompy wysokociśnieniowe muszą używać dysz z mniejszymi otworami. Na przykład 50-konna pompa wspomagająca z 0.014 cala. Otwór dyszy 60 KSI jest ograniczony do 0.010 cala.

Jak połączyć ciśnienie i moc podczas cięcia strumieniem wody, aby zachować najlepszą wydajność cięcia?

W przypadku zastosowań ze strumieniem czystej wody bez materiałów ściernych większy nacisk może skutkować szybszym cięciem. W rzeczywistości mniejsza średnica dyszy z systemu wysokociśnieniowego może być bardziej skuteczna w zastosowaniach cięcia czystą wodą, takich jak żywność lub guma piankowa. Jednak w systemach cięcia strumieniem wody ze ścierniwem do cięcia zamiast wody stosuje się materiały ścierne. Zamiast tego woda przyspiesza małe cząstki ścierne w postaci spójnego przepływu, powodując w ten sposób erozję ciętego materiału.

Od 10,000 60,000 do XNUMX XNUMX PSI prędkość cięcia strumieniem wody ściernej stale rośnie. Ponieważ wyższy PSI skupia cząstki w jednym punkcie, poprawia się również wykończenie i dokładność. Jednak przy wyższych ciśnieniach bezpośredni związek między PSI a prędkością skrawania zaczyna się załamywać.

Według artykułu opublikowanego w 2018 r. przez dr. Axela Henninga, Pete’a Milesa i Ernsta Schuberta, artykuł nosi tytuł „The Effect of Particle Fragmentation on Abrasive Water Jet Performance”. Artykuł został opublikowany na Międzynarodowej Konferencji Water Jet. Autor zbadał związek między wydajnością cięcia a Pokrewnymi. Odkryli, że pod wyższym ciśnieniem cząstki ścierne pękają i zamieniają się w drobniejszy pył przed opuszczeniem dyszy, zmniejszając w ten sposób zdolność cięcia.

Zrozumienie mocy strumienia wody

Konie mechaniczne określają ilość wody wypływającej ze zraszacza. Na przykład kryza pompy wspomagającej o mocy 50 KM pracującej pod ciśnieniem 60,000 0.022 PSI przy użyciu 1 cala będzie zwykle wytwarzać 100 galon na minutę (GPM). Pompa o mocy 60,000 KM pracująca przy 2 XNUMX PSI zwykle generuje XNUMX GPM.

Moc pompy różni się od mocy dyszy, a systemy napędu bezpośredniego i wspomagającego mają różne charakterystyki wydajności pompy. Jeśli jednak natężenie przepływu ścierniwa, średnica dyszy/kryzy i moc dyszy są takie same, pompa wspomagająca i pompa z napędem bezpośrednim będą ciąć najczęściej używane materiały i grubości z tą samą prędkością.

Efekt dodatkowej mocy zależy również od ciętego materiału. Większa moc z pewnością przyspieszy prędkość przetwarzania aluminium o grubości 3 cali, ale przy użyciu 0.010 cala do obróbki uszczelki, jej efekt jest znikomy. . Podczas cięcia bardzo cienkich materiałów najlepiej jest pracować z mniejszą mocą, aby zmiana częstotliwości była bardziej stabilna. Inną opcją jest zastosowanie pompy z przemiennikiem częstotliwości.

Ogólnie rzecz biorąc, najskuteczniejszym sposobem poprawy wydajności cięcia strumieniem wody jest zwiększenie mocy pompy, ponieważ spowoduje to przepływ większej ilości wody i materiałów ściernych przez dysze i materiały.

Najlepszym sposobem

Znalezienie najlepszej kombinacji mocy i ciśnienia dla danej maszyny jest jak wskazanie najlepszego sposobu prowadzenia samochodu. Napęd Scion xA jest zupełnie inny niż Shelby Cobra. Ponadto, w zależności od stanu silnika tych dwóch pojazdów, ich konserwacji, żywotności i sposobu montażu, moc i osiągi obu pojazdów mogą ulegać drastycznym wahaniom. Oba pojazdy mogą zabrać Cię z punktu A do punktu B; problem faktycznie sprowadza się do komfortu jazdy.

Biorąc to pod uwagę, niektóre kombinacje mocy i ciśnienia zwykle działają w idealnych warunkach i przy określonych rozmiarach kryzy/dyszy. Aby zrobić analogię do samochodu, to tak, jak w przypadku zużycia paliwa, które opublikowałeś na nowym samochodzie. Kombinacje mocy/ciśnienia pokazane w tabeli mogą być uważane za optymalne na papierze, ale nigdy nie mogą wyjaśniać, co może się stać z twoją maszyną. Pomyśl o nich jako o dobrym punkcie wyjścia do optymalizacji cięcia strumieniem wody na określonych materiałach. W przypadku większości standardowych metali, w tym aluminium, stali, mosiądzu i tytanu, prawidłowe warunki skrawania będą zależeć od tego, czy materiał jest gruby czy cienki.

Akryl i inne tworzywa sztuczne są doskonałym wyborem do cięcia strumieniem wody, ponieważ nie mają właściwości przenoszenia ciepła, ale mają pewne problemy z odpryskiwaniem lub pękaniem podczas perforacji. Pod tym względem podobnie zachowuje się szkło. W przypadku materiałów delikatnych lub łatwych do nakładania warstw należy najpierw wykonać perforację niskociśnieniową, a następnie ciąć.

Spienianie wymaga całkowicie innej metody, ponieważ w procesie natryskiwania wodą nie stosuje się materiałów ściernych. Producent nie musi zwracać uwagi na rozmiar kryzy/dyszy, ale może zoptymalizować aplikację pianki, dostosowując rozmiar biżuterii. Dobrym punktem wyjścia jest ciśnienie 20-50 KM i 60 KSI, przy rozmiarze biżuterii 0.011 cala.

Nie można zoptymalizować cięcia strumieniem wody w próżni. Nawet jeśli osiągnięto idealną równowagę między rozmiarem oczek granatu, ciśnieniem, mocą i średnicą otworu/dyszy, ten sam idealny czas cyklu i opłacalność są nadal poza zasięgiem. W każdym wystarczająco złożonym środowisku produkcyjnym problemy z wydajnością mogą być spowodowane wieloma czynnikami, a jednym z nich jest technologia pomp.

W każdym razie strumień wody do szlifowania ewoluował od specjalnego wyposażenia producenta do nowego typu uniwersalnego narzędzia w warsztatach mechanicznych i zakładach produkcyjnych na całym świecie. Nawet jeśli technologia się zmieni, woda i granat pozostaną w zasadzie takie same. Dopóki materiały te stanowią podstawę wszelkiego cięcia strumieniem wodnym, moc i ciśnienie będą odgrywać główną rolę.

Najprostszą odpowiedzią na debatę na temat mocy i nacisku jest to, że w ogóle nie ma debaty. Oba odgrywają ważną rolę w optymalizacji procesu opryskiwania, ale względne znaczenie mocy i ciśnienia zależy wyłącznie od aplikacji opryskiwania i stanu samego opryskiwacza.

W przypadku większości sklepów, które chcą zwiększyć prędkość cięcia swoich istniejących maszyn, dodanie mocniejszej pompy zapewni największą korzyść. Jednak jedynym sposobem na znalezienie najlepszej równowagi między mocą a ciśnieniem jest przeprowadzenie szeroko zakrojonych eksperymentów.

Link do tego artykułu: Jak połączyć ciśnienie i moc podczas cięcia strumieniem wody, aby zachować najlepszą wydajność cięcia?

Oświadczenie o przedruku: Jeśli nie ma specjalnych instrukcji, wszystkie artykuły na tej stronie są oryginalne. Proszę wskazać źródło przedruku: https://www.cncmachiningptj.com/,thanks!


Jak połączyć ciśnienie i moc podczas cięcia strumieniem wody, aby zachować najlepszą wydajność cięcia?Metalowa blacha, beryl, stal węglowa, magnez, 3D drukowanie, precyzja Obróbka CNC usługi dla przemysłu ciężkiego, budowlanego, rolniczego i hydraulicznego. Nadaje się do tworzyw sztucznych i rzadkich obróbka stopów. Może toczyć części o średnicy do 15.7 cala. Procesy obejmują obróbka szwajcarskaprzeciąganie, toczenie, frezowanie, wytaczanie i gwintowanie. Zapewnia również polerowanie metali, malowanie, szlifowanie powierzchni i wał usługi prostowania. Zakres produkcji wynosi do 50,000 XNUMX sztuk. Nadaje się do śrub, złączy, Łożyskopompa, biegobudowa skrzyniowa, suszarka bębnowa i podajnik obrotowy zawór Applications.PTJ opracuje strategię z Tobą, aby zapewnić najbardziej opłacalne usługi, które pomogą Ci osiągnąć swój cel, Zapraszamy do kontaktu z nami ( [email protected] ) bezpośrednio do nowego projektu.