Produkty KMT Waterjet - najbardziej wszechstronna technologia cięcia

Cięcie abrazyjne strumieniem wody działa na zasadzie wykorzystania wody pod wysokim ciśnieniem generowanej przez pompę w celu wytworzenia strumienia o dużej prędkości przez otwór w kształcie klejnotu.
Klejnot jest punktem, w którym woda pod wysokim ciśnieniem przechodzi w wodę o dużej prędkości.
Ten strumień wody wytwarza podciśnienie w komorze mieszania, w której cząstki ścierne są porywane do strumienia o dużej prędkości.
Dzięki przenoszeniu pędu cząstki ścierne przyspieszają do prędkości zbliżonych do prędkości strumienia wody i są ponownie skupiane w spójny strumień tnący przez rurę ogniskującą przylegającą do komory mieszania (patrz rysunek 3 w następnej zakładce).

Ta mieszanina wody i ścierniwa wychodząca z rury mieszającej jest widocznym strumieniem tnącym.
W przypadku metali, cząstki ścierne są odpowiedzialne za zdolność cięcia strumienia, która zachodzi poprzez erozję.
W przypadku bardziej miękkich materiałów do cięcia przyczynia się woda pod wysokim ciśnieniem.

Czy wyższe ciśnienie przekłada się na większą prędkość cięcia, niższy koszt części, a w konsekwencji wyższą produktywność?
Aby odpowiedzieć na to pytanie, musimy najpierw zdefiniować kilka pojęć, w tym dostępną moc strumienia.
Zgodnie z definicją producentów strumieni wody, moc może być przedstawiona w następującym równaniu, gdzie K jest stałą, P jest ciśnieniem, a A jest polem przekroju poprzecznego kryzy:

Moc = K × ^P15 × A

Z równania jasno wynika, że dla stałej mocy wyższe ciśnienie wymaga mniejszego rozmiaru kryzy, a większy rozmiar kryzy będzie obsługiwał tylko niższe ciśnienie.
Na przykład, pompa o mocy 50 KM pracująca przy ciśnieniu 4.100 barów będzie obsługiwać maksymalny rozmiar kryzy 0,014 cala.
przy większym natężeniu przepływu; użycie tej samej mocy przy 6.200 bar będzie wymagało maksymalnego rozmiaru kryzy 0,010 cala.
przy zmniejszonym natężeniu przepływu.

Jeśli oba strumienie mają taką samą moc, to gdzie leży potencjał zwiększonej prędkości cięcia?
Odpowiedź można znaleźć poprzez dalsze uproszczenie równania, dzieląc moc przez pole przekroju strumienia (A), aby uzyskać gęstość mocy (Pd).
Tak jak poprzednio, K jest stałą, a P ciśnieniem.

Pd = K × ^P15

Moc z wcześniejszego równania zależy od ciśnienia i objętości, ale gęstość mocy zależy tylko od ciśnienia wytwarzanego przez pompę, a tym samym od prędkości strumienia.

Przypomnijmy sobie fizykę działania strumienia wody ściernej.
Cząstki ścierne są przyspieszane przez strumień wody o dużej prędkości; im większa prędkość strumienia, tym szybciej cząstki ścierne opuszczają rurę mieszającą i tym większa jest gęstość mocy.

Zwiększona gęstość mocy strumienia 90 KSI umożliwia szybsze cięcie.
Innymi słowy, wyższe ciśnienie prowadzi do strumienia wody o większej prędkości, szybszych cząstek ściernych i ostatecznie szybszego cięcia.

Materiał ścierny ma znaczący wpływ na wydajność operacyjną strumienia wody ściernej i stanowi główną część kosztów operacyjnych.
Typowe zastosowania wykorzystują granat jako materiał ścierny, który jest aluwialny (luźny, jak na plażach) lub wydobywany i chemicznie obojętny.

Materiały ścierne są mierzone w rozmiarach oczek, co stanowi odniesienie do rozmiarów sit procesowych, przy czym większa liczba oczek oznacza drobniejsze materiały ścierne.
Na przykład, 220 mesh ma drobniejsze cząstki niż 80 mesh.
Cięcie kruchych materiałów, takich jak szkło, może wymagać bardziej miękkich materiałów ściernych, takich jak oliwin, aby zapobiec odpryskiwaniu i pękaniu, dlatego ważne jest, aby dopasować materiał ścierny do zastosowania.

Każda liczba oczek ma zakres (lub rozkład) rozmiarów cząstek i należy zachować ostrożność przy wyborze rury ogniskującej, aby zapobiec zatykaniu się przez zbyt duże cząstki ścierne.
Zgodnie z ogólną zasadą, wewnętrzna średnica rury ogniskującej powinna być trzykrotnie większa od rozmiaru największej cząstki ściernej w rozkładzie.

Strumień wody pod danym ciśnieniem ma skończoną liczbę cząstek ścierniwa, które można do niego dodać, zanim cząstki zaczną sobie nawzajem przeszkadzać.
Zbyt duża ilość ścierniwa zmniejsza wydajność przenoszenia pędu i spowalnia prędkość cięcia.
Limit ten jest powszechnie określany jako współczynnik obciążenia szczytowego lub maksymalna prędkość posuwu ścierniwa.
Im większy rozmiar otworu i przepływ przez otwór, tym większa szybkość podawania ścierniwa wymagana do osiągnięcia maksymalnej mocy cięcia strumienia.
Ma to również wpływ na całkowity koszt jednej części.
Im więcej ścierniwa zużywa proces, tym wyższy jest koszt jednej części.

Wracając do przykładu 50 KM z niższym natężeniem przepływu 0,010 cala.
przy 90 KSI, gdy strumień osiąga szczytowy współczynnik obciążenia, strumień ma maksymalną moc cięcia.
Dla tej samej mocy przy ciśnieniu 60 KSI, strumień z kryzy 0,014 cala.
nadal nie osiąga szczytowego współczynnika obciążenia z powodu wyższego natężenia przepływu.
Przy ciśnieniu 60 KSI proces wymaga dodatkowego ścierniwa, aby osiągnąć swój szczyt, a tym samym większe całkowite zużycie ścierniwa, co wpływa na koszt operacji i koszt na część.

Podsumowując, wyższe ciśnienie prowadzi do mniejszej ilości ścierniwa wymaganego do osiągnięcia maksymalnej mocy cięcia, co prowadzi do mniejszego zużycia ścierniwa i niższego kosztu na część.

Ważną częścią każdej rozmowy dotyczącej cięcia strumieniem wody jest wpływ szerokości rzazu.
Czym jest szerokość rzazu?
Mówiąc najprościej, jest to szerokość materiału usuwanego podczas procesu cięcia.
Im większy otwór, tym szersza szczelina cięcia.

Szczególnie w przypadku cięcia drogich materiałów, cięcie strumieniem wody z szerokim rzazem nie ma żadnych zalet.
Wysoka gęstość mocy, mały otwór i wąski rzaz systemu 90-KSI pomagają kontrolować strumień wody ściernej wokół ciasnych promieni i narożników.
Systemy strumieniowe o niższym KSI z większymi otworami można dostosować, np. zmniejszając stosunek średnicy rury ogniskującej do średnicy otworu do 2,0, co oznacza, że strumień o średnicy 0,014 cala wykorzystywałby otwór o średnicy 0,030 cala.
strumień używałby rury ogniskującej o średnicy 0,030 cala.
rury ogniskującej.
Może to jednak skrócić żywotność rury ogniskującej, ponieważ więcej cząstek ściernych wchodzi w kontakt ze ściankami rury podczas funkcji ponownego ogniskowania.