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基本信息
- 項目名稱：
- 便攜式磨料射流切割裝置
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 便攜式磨料射流切割裝置是我們團隊研發(fā)的一種操作簡便、移動方便的冷切割裝置。主要由汽油機驅(qū)動的泵、磨料射流發(fā)生裝置、噴頭及工作機構(gòu)等部分組成。它的主要特點是體積小、重量輕、移動方便，特別適合在井下、野外等不固定場所進行切割、除銹等作業(yè)。
- 詳細(xì)介紹：
- 本作品主要由汽油機驅(qū)動的泵、磨料射流發(fā)生裝置、噴頭及工作機構(gòu)等部分組成。 其工作原理是由高壓泵泵出的高壓水經(jīng)過高壓膠管到達(dá)磨料罐底部的混合腔，經(jīng)過節(jié)流調(diào)控、局部流態(tài)化等一系列技術(shù)手段是磨料罐內(nèi)的磨料按所需的比例均勻的與水混合，并再次通過高壓膠管輸送至噴嘴噴出，從而形成磨料射流。 本作品采用了前混合磨料射流技術(shù)。為了在場所不固定且不需要連續(xù)作業(yè)的場合使用，我們將原有的固定式設(shè)備進行了改進，減小了磨料罐的體積，采用手工裝加磨料。同時，將原有的電驅(qū)動高壓水泵改為汽油機驅(qū)動的高壓水泵，形成了適應(yīng)野外作業(yè)的便攜式磨料射流切割裝置。改進后的切割裝置具有重量輕（僅80Kg）、操作靈活等特點，兩人即可搬運至工作場所，所以特別適合在井下、野外等場所進行切割、除銹等作業(yè)。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 1、設(shè)計的目的和基本思路： 由于原有的設(shè)備體積大、重量大、不便于野外作業(yè)。我們研制出一種操作方便、體積小、便于移動的切割裝置。 2、創(chuàng)新點： 1）功能上創(chuàng)新在于利用前混合磨料射流技術(shù)，實現(xiàn)對各物料的切割，整套裝置可以方便地移動。 2）結(jié)構(gòu)上創(chuàng)新在于本裝置結(jié)構(gòu)緊湊，攜帶方便，便于非固定場合使用。 3、技術(shù)關(guān)鍵：采用了局部流態(tài)化的工作原理，使磨料在高壓狀態(tài)下均勻供給。 4、技術(shù)指標(biāo)： 1）高壓水泵 系統(tǒng)最高壓力： 27.5 MPa 最大工作流量： 12 L/min 功率： 6.6 KW 2)磨料射流發(fā)生裝置 磨料罐容積： 16 L 工作壓力： ≤ 40 MPa 可裝磨料量： 30 kg 磨料最大粒徑： 0.2 mm 磨料重量濃度： 20 ～ 30% 作業(yè)半徑： 20 m 噴嘴直徑： 0.8 mm 裝置重量： 80 kg
科學(xué)性、先進性
- 目前，磨料射流技術(shù)按照磨料的供給方式不同分為兩種。一種是后混合磨料射流，一種是前混合磨料射流。前者所需的工作壓力較高，切割作業(yè)時需要300MPa以上，后者切割作業(yè)時需要的工作壓力約為40MPa。本作品采用了前混合磨料射流技術(shù)，為了在場所不固定且不需要連續(xù)作業(yè)的場合使用，我們將原有的固定式設(shè)備進行了改進，減小了磨料罐的體積，并采用手工裝加磨料，形成了便攜式的磨料射流切割裝置。改進后的切割裝置重量僅80Kg，兩人即可搬運至工作場所，所以特別適合在井下、野外等場所進行作業(yè)。 參考文獻 1.張東速等，前混合磨料射流切割試驗裝置的研制，江蘇煤炭，1999年第2期 2.張東速等，前混合磨料射流除銹成套設(shè)備的研究，礦山機械，1990年第10期 3.張東速等，磨料射流鋼管內(nèi)壁除銹的試驗研究，礦山機械，2002年第10期 4.宮平等，超高壓力磨料水射流切割機的應(yīng)用研究，鄒積洋高科技纖維與應(yīng)用，2002年月12 第二十七卷 第六期
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 2009年4月16日在校第三屆“挑戰(zhàn)杯”大學(xué)生課外學(xué)術(shù)作品競賽中榮獲“特等獎”。 2009年6月7日在第三屆“挑戰(zhàn)杯”合鍛集團安徽省大學(xué)生課外學(xué)術(shù)作品競賽中榮獲“一等獎”。
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 面 議
作品可展示的形式
- 實物、產(chǎn)品；現(xiàn)場演示；圖片；錄像
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 1.技術(shù)特點和優(yōu)勢： 該作品的技術(shù)與機械加工、火焰切割以及等離子和激光切創(chuàng)技術(shù)對比，有以下獨特的優(yōu)點： (1)它是一種高能量射流束加工技術(shù)，也是唯一的冷切割加工技術(shù)。(2)切割中不產(chǎn)生火花，安全性高，可在油、氣危險作業(yè)區(qū)內(nèi)安全切割加工。(3)作業(yè)時粉塵少 ,對環(huán)境無污染。(4)加工時反作用力小。 2.適用范圍： (1)適用于化工廠、煤礦井下等易燃易爆場合。(2)適用于對玻璃等脆性材料的加工。(3)用作切割機，切縫整齊光滑；用作除銹機，能使表面呈現(xiàn)出均勻的金屬光澤。 3.推廣前景：利用此作品可以切割用其他切割方法無法加工的材料。作為一種新興技術(shù)，在機械、軍工業(yè)、以及航空航天業(yè)等領(lǐng)域中將具有廣闊的應(yīng)用前景。 4.市場分析和經(jīng)濟效益預(yù)測：本作品具有工作壓力低、比能耗低、設(shè)備易損件少、使用成本低等特點，且排除了對周圍環(huán)境燃火、引爆的可能性，適用于化工廠、煤礦井下等易燃易爆場合，因此具有較好的推廣價值。
同類課題研究水平概述
- 目前，國內(nèi)外對于磨料水射流的研究現(xiàn)狀如下： 1.前混合磨料射流是某校機械系高壓水射流研究所的專利技術(shù)（專利號：88109149.9）。經(jīng)不斷努力，目前已基本上解決了磨料的收集、篩分及灌裝等配套技術(shù)問題，使該項技術(shù)具備了實用性。 2.美國學(xué)者以顆粒沖蝕塑性材料的理論，分析了磨料水射流切割塑性材料的顆粒微觀過程;日本學(xué)者通過單個粒子與射流碰撞的理論模型，對磨粒在磨料水射流中的分布和加速機制進行了研究;國內(nèi)學(xué)者用準(zhǔn)靜態(tài)線彈性理論，分析了磨料水射流切割脆性材料的切割機制，并且通過低水壓對磨料水射流切割材料的顯微分析，定性探討了磨料水射流切割塑、脆性材料的切割機制。 隨著水射流技術(shù)的發(fā)展，國內(nèi)外己經(jīng)有許多生產(chǎn)廠家利用磨料水射流技術(shù)生產(chǎn)了自己的產(chǎn)品，例如：奧拓福公司、美國福祿公司、上海金劍水射流設(shè)備公司、南京大地水刀股份有限公司、湖南湘潭的高新陶瓷機械廠、 廣州華臻機械設(shè)備有限公司等，但這些水射流設(shè)備公司大多采用是后混合式技術(shù)，所需要的工作壓力較大（大于300MPa），需要增壓器，在切割或清洗的過程中對水質(zhì)要求也比較高，要經(jīng)過多次過濾，并且在變壓力的作用下零件容易造成疲勞破壞，易損件較多，密封條件要求高。此外，需要液壓泵站提供動力源，所以體積大，重量大，不便于搬運和移動，不利于在在井下、野外等場所進行作業(yè)。我們設(shè)計的這種便攜式磨料射流裝置采用了前混合式磨料射流技術(shù)，切割時所需的工作壓力較低，因此密封容易解決，可采用普通的高壓橡膠軟管輸送高壓水射流，易損的密封件也容易購買，降低了生產(chǎn)和維護成本。此外，對磨料的要求不高，可以使用濕式磨料。該裝置的體積小，重量小，易損件少，便于搬運和移動，所以特別適合在井下、野外等場所進行作業(yè)。因此，這套切割裝置有利于推廣應(yīng)用并可以得到長足的發(fā)展。
