【摘要】： 本論文從噴嘴磨損機理和鉆孔效果兩大部分對旋轉(zhuǎn)磨料射流進行了探索性的研究。 通過理論分析,提出在旋轉(zhuǎn)磨料射流噴嘴的磨損中起決定作用的是磨粒磨損和沖蝕磨損。其中磨粒磨損是噴嘴內(nèi)壁磨損的主要形式,而沖蝕磨損則在噴嘴入口端面的磨損中起主要作用,并分別對兩種磨損機制進行了探討。運用有限元法分析噴嘴的應(yīng)力狀態(tài)。結(jié)果表明:噴嘴應(yīng)力最大值出現(xiàn)在錐段結(jié)束直段開始處,錐段應(yīng)力較小且呈遞增趨勢,直段平均應(yīng)力大于錐段,另外,入口端面的應(yīng)力也較大。對比了旋轉(zhuǎn)磨料射流噴嘴和普通磨料射流噴嘴的應(yīng)力情況,結(jié)果表明:前者的最大應(yīng)力遠大于后者,這可以很好地解釋旋轉(zhuǎn)磨料射流噴嘴比普通射流噴嘴磨損嚴重的現(xiàn)象。 研究各種參數(shù)對噴嘴磨損的影響規(guī)律,這些參數(shù)分別為:磨料的特性(磨粒形狀、磨粒粒徑、磨粒硬度、磨粒濃度)、噴嘴材質(zhì)的性能與表面質(zhì)量(噴嘴材料硬度、磨粒硬度H_α和噴嘴材料硬度H_m比、噴嘴加工質(zhì)量)、噴嘴的結(jié)構(gòu)參數(shù)(入口收縮角、噴嘴孔徑)、射流工作參數(shù)(射流工作壓力、射流流量)等。結(jié)果表明:參數(shù)的改變,不僅使射流結(jié)構(gòu)帶來質(zhì)的變化,而且會給噴嘴的磨損率帶來顯著影響。 為分析旋轉(zhuǎn)磨料射流的鉆孔性能,根據(jù)其結(jié)構(gòu)特性,進行了一系列實驗�？疾炝斯ぷ鲏毫�、靶距、噴嘴孔徑、加旋件頭數(shù)、加旋件螺矩、及加旋件中心孔對鉆孔效果的影響。結(jié)果表明:旋轉(zhuǎn)磨料射流的斷面為環(huán)形,孔的形狀近似為圓柱形且中間帶一內(nèi)錐,工作和結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化,將使圓環(huán)和孔的形狀及半徑發(fā)生規(guī)律性變化,此試驗結(jié)果與理論分析一致。
【圖文】：

磨料射流按水與磨料的混合方式可分為后混合式磨料射流和前混合式磨料射流兩種類型。后混合式磨料射流系統(tǒng)原理如圖1所示:圖1后混合式磨料射流系統(tǒng)原理圖 Fig.1ThePrineiPleofmi勸ngbehindstyleabrasivewaterjet高壓水從噴嘴噴出，其軸向速度很高，靠抽吸作用吸入的磨料很難進入射流的中心部分，射流能量的利用率很低，磨料得不到很好的加速，且與水的混合效果較差，這種磨料射流的使用壓力很高，射流的能量未得到充分的發(fā)揮。例如在切割金屬時仍需ZooMPa以上的壓力，這就限制了其應(yīng)用范圍。由于后混合磨料射流切割效率較低，并且容易導致堵塞。為了提高切割效率，降低泵壓，人們又提出了前混合式磨料射流。1982年我校高壓水射流研究所設(shè)計了前混合式磨料射流試驗臺[481，如圖2所示:其工作特點是:從泵站出來的高壓水

屑堆積在犁出槽的兩側(cè)和前方，隨之而來的其它磨粒形成其它形式的磨損，將堆積在溝槽附近的磨屑磨掉，完成微切削磨損過程[22][23][30l。磨粒對噴嘴材料的微切削磨損，可簡化為下列模型115]，如圖9所示，即有一剛性錐形微凸體或磨粒，在載荷尸作用下在金屬表面壓入到深度t，，形成的壓印坑直徑為Za‘。、/之心、/圖9磨粒磨損的微切削模型 Fig.9Mieroeuttingmodelofabrasivewear由力的平衡有:n了T__/2廠二月m兀u式中:H，—被磨損材料的硬度。壓入的磨粒切向移動導致材料的遷移，形成的磨溝截面積為A。:
【學位授予單位】：安徽理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2007
【分類號】：TH117.1

【引證文獻】

相關(guān)碩士學位論文 前1條

1 鐘達鋒;旋轉(zhuǎn)磨料射流套管開窗工具設(shè)計與實驗研究[D];中國石油大學;2010年

本文編號：2637358