高压磨料水射流水下切割不锈钢的实验研究

采用高压磨料水射流切割装置,用3档切割压力(320、350、380 MPa),分别在2、5、8 mm切割靶距和6种切割速度下,对不锈钢进行水下切割实验。分析切割压力、靶距、切割速度等参数对切割厚度的影响,建立基于实测数据的半经验数学模型。对获得的实验数据进行分析表明,切割压力、靶距和速度与被切割厚度呈现指数关系。

高压磨料水力割缝防突技术

系统地分析了高压磨料水力割缝防突技术的机理,介绍了其工艺流程和有关技术参数的研究情况,阐述了高压磨料水力割缝防突技术在突出煤层快速掘进中的防突作用,试验表明了高压磨料水力割缝防突技术是突出煤层快速掘进中的一项有效防突措施,其具有良好的实用性和广阔的推广前景。

高压磨料水喷嘴磨损实验研究

本文采用硬质合金和陶瓷材料制成喷嘴,在高压水设备上进行了磨损实验研究。结果表明,影响其耐磨性主要因素是喷嘴材料、表面硬度及高压磨料水工艺参数。同时采扫描电镜对喷嘴磨损表面进行了分析。

超高压磨料射流破碎切割实验研究

利用 30 0 MPa超高压射流切割实验系统 ,针对影响高压磨料水射流切割破碎效果的不同因素 ,对不同性质的材料进行了后混合磨料射流切割实验研究。实验表明 :射流的驱动泵压与切割效果成正比 ,随磨料直径减小 ,切割深度增加。喷嘴横移速度和喷距增加将导致切割深度降低。高聚物聚丙烯酰胺添加剂会导致超高压后混合磨料水射流切割效果的降低。对大理石、花岗岩和标准铝板等材料的实验表明无空隙材料的切割深度低于有空隙材料。

高压磨料射流在防治煤与瓦斯突出方面的研究与应用

针对郑煤集团大平矿发生特大煤与瓦斯突出事故,研究了高压磨料射流割缝装置及高压磨料射流割缝防突机理,并且在大平矿高突工作面进行了工业性试验。试验结果表明,高压磨料射流割缝技术能避免高突工作面的突出事故,提高了掘进速度,缓解了高突掘进面的采掘接替紧张问题,具有较好的经济效益和社会效益。

新型高压磨料射流采煤机装置研究

针对滚筒采煤机工作过程中,粉尘浓度大,摩擦产热,并有明火产生的问题,根据高压磨料射流割缝技术原理,设计了一种新型的高压磨料射流采煤机,具有无热、无尘、无明火产生、无需截齿等优点。

脆性材料在超高压磨料射流钻孔过程中的破损机理研究

针对高压磨料水射流对脆性材料进行钻孔时,脆性材料极易在钻孔初始瞬间及钻孔过程中发生脆性破裂的问题,进行深入理论研究。通过分析高压磨料水射流的工作原理,和观察本课题组前期所做的大量实验,得出钻孔初始瞬间及钻孔过程中水和磨料分别对脆性材料的作用机理为:1)钻孔初始阶段,当喷嘴上方的阀门打开时,水射流柱与固体表面接触初始瞬间,水射流束通过压缩波对固体表面产生一个非常高的压力,如果该动压力超出了材料本身所能承受的临界压力,材料就会发生脆性破裂;2)钻孔过程中,压缩波传递到水射流柱自由表面,而磨料从磨料罐进入混合腔需要一定时间(最多为几秒),这个时间段还是纯水射流对固体材料发生作用,而产生滞止压力,如果该滞止压力超过了材料本身所能承受的临界压力,材料也会发生脆性破裂。

高压磨料射流钻割一体化防突设备的研究

为了解决目前高瓦斯低透气性煤层消突困难的问题,从磨料射流的角度开发出一种新型防突设备。介绍了设备工作原理、设备总成,并通过实验室实验摸索了设备的主要运行参数,得出影响磨料射流割缝效果的主要因素——系统运行压力、割缝时间、磨料硬度及结构不规则程度。为设备进一步优化,提高割缝能力奠定基础。

高压磨料水射流加工参数对石材表面粗糙度的影响

本文分析了高压磨料水射流加工石材时,水射流压力、靶距、切割速度和磨料流量等加工参数对加工表面粗糙度的影响。结果表明:当水射流压力增大时,石材表面粗糙值度先减小后增大;当靶距增加时,表面粗糙度增大;当切割速度增加时,表面粗糙度增大;当磨料流量增加时,表面粗糙度减小。

高压磨料水射流过程流场压力场数值模拟

利用计算流体力学方法对高压磨料水射流过程进行了数值模拟。应用拉格朗日随机轨道模型对固体颗粒的运动轨迹进行数值模拟,采用标准湍流模型对连续相流动进行数值模拟,得到连续相速度场和压力场分布。结果表明,颗粒直径是射流过程主要影响因素,改变系统压力和喷射靶距,可以为高压磨料水射流过程的研究提供有意义的途径。

高压磨料水加工工程陶瓷

对高压磨料水切割工程陶瓷机理进行了研究，分析了工程陶瓷破坏机理，通过实验论证了切割参数对切割深度的影响。

高压磨料水射流切割新工艺的试验研究

以304不锈钢为例进行倾角切割和多次切割工艺试验,研究切割参数对切割深度和表面粗糙度的影响规律。试验结果表明,同常规的单次切割相比,通过合理选择倾角切割的射流角度和多次切割的切割次数能够有效增大切割深度和减小表面粗糙度值。

超高压磨料水射流打孔孔深预测模型研究

根据磨料水射流设备的性能和特点,结合磨料水射流理论知识,联系磨料水射流主要的工艺参数,运用量纲分析法,针对磨料水射流打孔应用,建立了磨料水射流打孔孔深预测模型,并通过实验验证了模型的正确性.实验表明,靶距在3～10 mm进行孔加工为宜,且在此条件下,孔深预测值与实验值之间的最大误差小于10％,在磨料水射流打孔的工程应用中有一定的应用意义.

前混合高压磨料水射流对混凝土块的切割试验研究

为了解前混合高压磨料水射流对混凝土等材料的切割能力,使用比较研究法,采用移动切割和固定切割两种切割方式,进行磨料与纯水水射流对混凝土块切割深度对比试验、水砂混合磨料与水和棕刚玉混合磨料水射流对混凝土块的切割深度对比试验、不同水砂比(质量比)的水砂混合磨料水射流对混凝土块的切割深度对比实验,分析改变压力、水砂比、靶距对切割深度的影响,结果表明:前混合高压磨料水射流切割比高压纯水切割效果更加明显,对于不同硬度的混凝土块,磨料水射流切割均有明显优势;当靶距达到1000 mm时,磨料水射流仍有很强的切割能力。

链条式高压磨料射流外切割执行机构研究

为进一步推广高压磨料射流切割技术在海上弃置作业中的应用,满足大尺寸管柱的切割作业需求,采用三维软件Solidworks对链条式高压磨料射流外切割执行机构进行设计,针对管柱竖放和横放工况进行链条所需张紧力及张紧余量计算分析,并给出推荐使用的管径范围;同时运用动力学分析软件ADAMS对机构进行动力学分析。分析结果表明:2种工况下链条所需张紧力均随被切管柱管径增大而增大,链条张紧余量随管径增大而减小;横放工况下链条所需最大张紧力大于竖放工况。随着被切管柱管径的增大,链条最大张紧力出现位置与水平线之间夹角呈减小趋势,并且逐渐趋近于16.7°;切割机构沿管柱周向运动,没有发生滑动,运行平稳,满足切割要求。所得结论可为高压磨料射流外切割执行机构优化提供参考。

基于超高压磨料水射流的材料铣削加工技术及试验研究

超高压磨料水射流因具有冲蚀材料的能力而被广泛用于水切割用途,为了将传统超高压磨料水切割技术转变为控制切削深度的超高压磨料水射流铣削技术,探索了磨料水射流铣削材料型槽的技术原理和关键控制因素,介绍了磨料水射流铣削加工试验装置和以扇形结构磨料喷嘴组成铣削刀头的研制情况,开展了不锈钢及陶瓷材料的型槽铣削加工试验,分析了磨料水射流铣削关键工况参数对材料型槽铣削深度的影响规律。结果表明,铣削刀头形成260~400 MPa压力的扇形磨料射流,并以500~1000 mm/min横移速度相对于材料工件重复循环移动,可以实现特殊型槽的磨料水射流铣削成型技术应用。

高压磨料射流割缝防突技术在大平煤矿的应用

介绍了高压磨料射流割缝的工作原理、系统组成及防突机理。在大平煤矿16121下副巷掘进工作面的应用表明,该技术可用于具有突出危险的煤层,可以使钻孔之间相互沟通,造出缝隙,使煤体得到充分卸压,煤体中的瓦斯得到排放,从而达到防突和提高单进的目的。

高压磨料射流割缝技术在软煤层突出工作面的应用

论文结合平煤集团四矿实际生产情况,在分析原来超前排放钻孔防突技术的基础上,介绍了高压磨料射流割缝技术在防突卸压方面的应用,并进行了高压磨料射流割缝技术防突设计,确定了射流割缝防突技术参数,为高破坏松软突出煤层的巷道掘进提供了另类有效的防突途径。

高压磨料水射流割缝卸压防突技术与应用

从煤与瓦斯突出发生机理角度分析了煤与瓦斯突出和工作面前方卸压区大小之间的关系。阐述了高压磨料射流割缝技术防突原理,并在煤巷掘进工作面进行了实践,结果表明,高压磨料水射流割缝技术能有效消除突出,提高掘进速度。

高压磨料冲水除锈的CFD模拟与研究

以高压磨料流为对象,基于Mixture两相流模型,用商用RANS方法对新型钢板除锈装置研发中磨料冲刷钢板的流场进行了模拟,在验证CFD模型及数值方法的适用性的基础上,计算并分析了流速和磨料搭配比例的变化对钢板冲击力的影响,并根据影响规律找到了最佳的流速和磨料比例组合,为新型除锈设备的开发提供技术支持。