简述水射流加工的应用范围( 三 ) _水射流加工的主要原理

这种喷嘴的阻力损失小，等速核长度加长，射流的扩散角射流锥角小。为了容易加工喷嘴，宜用两种材料组合，如在出口处镶一片宝石。上述简单的连续水射流喷嘴耗能多、压力低是其严重缺点，所以需要研究脉冲式射流发生装置。图1-6-1 高压射流喷嘴图1-6-2 高压水射流发生器工作原理
【简述水射流加工的应用范围】2.纯挤压式高压水射流发生器图1-6-2a表示纯挤压式高压水射流发生器的工作原理。
活塞往复运动，贮存于B部的水被挤压，A部的油气压增压，水由喷嘴射出而形成长而细的连续水射流。
3.冲击式高压水射流发生器图1-6-2b表示冲击式高压水射流发生器的工作原理。对B1部的水施加压力，推动活塞左移而压缩A部气体；再对B1部水卸压，压缩气体迅速膨胀，推动活塞右移，冲击并挤压关闭在炮筒高压腔中B2部的水。
水由喷嘴喷射，形成短而粗的脉动射流即冲击式射流。上述高压水射流装置，工作时采用高压泵，当切割硬岩时，有时需要几千个MPa 。此时管路系统的耐高压、密封总是显得特别重要，故有必要研究潜孔锤的增压器。
三.水射流破岩机理
1.拉伸-水楔破岩理论此理论把岩石看成是半空间弹性体，而把射流的冲击力看成是作用于半空间体平面上的集中压力。这样，岩石在射流的冲击力作用下，其内部的应力分布情况与半空间弹性体在集中载荷作用下的应力分布相似，即在冲击区正下方某一深处产生最大剪应力，在冲击接触区边界周围产生拉应力，当这些拉应力与剪应力超过了岩石的抗拉和抗剪强度，在岩石中就形成裂隙，这就所谓“拉伸”阶段。图1-6-3 水楔作用模型裂隙初步形成和汇交后，在射流冲击压力作用下，水浸入裂隙空间。这时岩石中受力情况与在岩石中楔入一个刚体楔子相似，因此称为水楔作用。
水楔楔入裂隙，在裂隙尖端产生拉应力集中区，它使裂隙迅速发展和扩大图1-6-
3.，致使岩石破碎，形成破碎坑。
2.密实核-劈拉破岩理论这一理论是把脉冲射流看作一个带有速度的刚体，当它冲击半无限弹性体时，根据前面第二章第七节所说的“在压头正前方产生承压核”的观点，那么在脉冲射流冲击岩石接触面的前方，形成球形密实核即承压核。该球形密实核在射流继续冲击它时，通过体积缩小密度增大而储能，本身变成椭球体；当密实核储能到一定程度开始膨胀释放能量，使包围它的岩石在切线方向上产生的拉应力，并超过抗拉强度时，包围密实核的岩石壁上出现径向裂隙；由于密实核处于高压状态，核中的岩粉以粉流形式楔入径向裂隙，并在靠近自由面方向劈开岩石，完成脆性岩石的跃进式破碎体积破碎过程，这就是所谓“劈拉” 。

3.冲击压力波理论图1-6-4 冲击压力波的分布射流在孔底产生冲击压力波，在接触面中心其压强最大，逐渐向边缘减弱图1-6-
4. 。该冲击压力波有两种作用:一是扩大岩石预破碎带的微裂隙，加速岩石的破碎；二是冲击压力波对井底的净化作用，避免岩屑在井底重复破碎。在钻进深孔时，泥浆柱的压力将岩屑压在井底，而对岩屑进行重复破碎，这就是所谓动压持效应。若增大冲洗泵的排量，则是解决上述问题的有效方法。
射流冲击压力波能产生漫流净化作用，克服了动、静两个压持效应产生的后果，使井底净化，从而提高了钻进效率。当采用水射流碎岩时，首先要考虑射流速度。当射流速度小于某一定值时，冲击压力达不到跃进式体积破碎所需的压力时，岩石仅出现表面破碎或疲劳破坏，此时比功很大，应避免这类破碎现象的出现。
为此，对于水射流破岩方法有如下要求:
1.水射流产生的冲击力，应大于跃进式破碎所需要的压力，以实现体积破碎；
2.射流长度要选择适当最优值，必须使冲击岩石的作用时间等于跃进式破碎所需的时间。若小于该时间，裂纹来不及传播；大于这个时间，冲击能用于已破碎岩块和岩粉的变形或破碎上，增大了破碎比功；
3.脉冲射流的间隔时间，要大于卸载所需时间，利用卸载产生的拉伸作用，减少能量的消耗。四? 。
水射流切割的原理,特点,与激光加工的区别
1.水射流加工技术起源 “水滴石穿”体现了在人们眼中秉性柔弱的水本身潜在的威力，然而，作为一项独立而完整的加工技术，高压水射流wj、磨料水射流awj的产生却是最近三十年的事，利用高压水为人们的生产服务始于十九世纪七十年代左右，用来开采金矿，剥落树皮，直到二战期间，飞机运行中“雨蚀”使雷达舱破坏这一现象启发了人们思维。直到本世纪五十年代，高压水射流切割的可能性才源于苏联，但第一项切割技术专利却在美国产生，即1968年由美国密苏里大学林学教授诺曼·弗兰兹博士获得。