Главная Новости Выставки О сайте Обратная связь

Техника безопасности

Последние статьи:
Флюсы для электрошлаковой сварки – виды, области применения
Кислород – свойства, меры безопасности, применение для сварки

Установки гидроабразивной резки

Установка (станок) гидроабразивной резки обычно состоит из следующих узлов:

  • станция (насос) высокого давления;
  • режущая головка (две или несколько режущих головок);
  • трубопроводы высокого давления;
  • координатный стол с ванной и приводами перемещений режущих головок;
  • система подачи абразива;
  • бак-отстойник;
  • система управления.

установка гидроабразивной резки

Рисунок. Установка гидроабразивной резки

С помощью насоса высокого давления вода сжимается до необходимого давления и затем подается в режущую головку по трубопроводам. Режущая головка обеспечивает преобразование энергии воды, сжатой под высоким давлением, в кинетическую энергию высокоскоростной водноабразивной струи и ее окончательное формирование в качестве режущего инструмента.

Система дозированной подачи абразива состоит из абразивного бункера под давлением, устройства дозирования и подачи абразива в режущую головку, снабженного минибункером, а также гибких соединительных шлангов.

Координатный стол (с приводами перемещений) предназначен для размещения обрабатываемых изделий и позиционирования режущих головок, а ванна – для приема водноабразивной струи и отходов обработки. В установках для сложной вырезки деталей режущая головка может перемещаться по 5-ти осям: стандартным осям X (вперед-назад), Y (влево-вправо), Z (вверх-вниз), а также осям A (изменение угла наклона) и C (вращение вокруг оси Z).

Оси перемещения режущей головки

Вода, сливаемая из ванны координатного стола, поступает в бак-отстойник, где очищается от шлама – использованного абразива и мелких остатков обрабатываемого материала.

Управление процессом резки обычно выполняется с персонального компьютера (ЭВМ).

Насосы высокого давления

Накачивание воды сверхвысокого давления в насосе осуществляется за счет возвратно-поступательных движений плунжера – вытеснителя продолговатой цилиндрической формы. Плунжер вталкивается в закрытую камеру цилиндра для повышения давления, что приводит к сжатию воды. При достижении необходимого давления открывается выходной однонаправленный вентиль, и часть сжатой жидкости выбрасывается. Затем выходной вентиль закрывается, а плунжер начинает двигаться в обратном направлении под напором расширяющейся воды. При этом давление воды уменьшается до уровня давления на впуске, и открывается входной однонаправленный вентиль.

накачивание воды в насосе высокого давления

В зависимости от способа приведения в движение плунжера различают два вида насосов сверхвысокого давления:

  • прямого действия и
  • мультипликаторного («усиливающего») типа – их также называют бустерными.

Насосы прямого действия имеют более простую конструкцию.

Применение насоса прямого действия в установке гидроабразивной резки

Рисунок. Применение насоса прямого действия в установке гидроабразивной резки

Питающий насос создает предварительное низкое давление воды. Затем вода очищается и поступает в насос высокого давления. Электродвигатель приводит в движение три поршня, поочередно выталкивающих воду из цилиндров.

Насосы прямого действия являются сравнительно дешевыми, позволяют плавно увеличивать давление и обладают очень высоким КПД – до 95% и выше. Однако давление воды, создаваемое такими насосами, обычно не превышает 3800 атмосфер.

Более высокое давление воды (до 4150 или 6000 бар) способны создавать насосы мультипликаторного (бустерного) типа.

Выталкивание воды сверхвысокого давления из левого цилиндра в насосе мультипликаторного типа

Выталкивание воды сверхвысокого давления из правого цилиндра в насосе мультипликаторного типа

Рисунки. Выталкивание воды сверхвысокого давления поочередно из левого (верхний рисунок) и правого (нижний рисунок) цилиндров в насосе мультипликаторного типа

Поршень приводится в движение то в одну, то в другую сторону маслом, подающимся под первичным давлением (как правило, порядка 207 атмосфер), которое создается гидравлическим насосом. Площадь каждого из оснований поршня может быть в 20 раз больше площади рабочей поверхности каждого из плунжеров. В результате давление воды, выталкиваемой плунжерами поочередно из камер обоих цилиндров, в 20 раз выше первичного давления масла. Пока вода выбрасывается из одной камеры высокого давления, в противоположную камеру поступает вода под низким давлением и т. п.

Аттенюатор (аккумулятор) сглаживает пульсации давления воды и обеспечивает ее непрерывный поток для процесса резки.

Насосы мультипликаторного типа конструктивно сложнее и требуют охлаждения.

Насос Jet Edge iP60-100 мультипликаторного типа и система двух насосов OMAX P4055V прямого действия, применяемые в станках гидроабразивной резки

Фото. Насос Jet Edge iP60-100 с двумя мультипликаторами (слева) и система из двух насосов OMAX P4055V прямого действия (справа), используемые в станках гидроабразивной резки

Дополнительные устройства

Система водоподготовки. Предназначена в основном для смягчения воды и ее очистки от нежелательных примесей (содержащих железо, кремний, марганец и т. п.), способствующих сокращению срока службы водяного сопла и уплотнителей для высокого давления. Кроме того, может обеспечивать резервный запас воды, необходимые температуру и давление воды, подаваемой в насос высокого давления, а также может использоваться для охлаждения мультипликаторного насоса.

Система защиты от столкновений. Применяется для исключения возможности столкновения режущей головки с заготовкой при неровности поверхности. Смесительная трубка ограждается защитным кольцом, соединенным с датчиком удара. При фиксировании столкновения движение резака прекращается, и он сохраняет свою работоспособность после удаления препятствия.

При управляемой оси Z возможно использование системы контроля высоты режущей головки, позволяющей постоянно поддерживать очень близкое расстояние между режущей головкой и поверхностью заготовки, что значительно повышает скорость и точность обработки.

Оптический локатор. Состоит из миниатюрной водостойкой видеокамеры, способной точно определять координаты любых точек на поверхности обрабатываемого изделия, и программы для пересчета координат точек после переустановки или перемещении изделия. В результате данная система записывает в память расположение детали и позволяет в дальнейшем продолжить рез по тому же контуру как передвинутой произвольным образом заготовки с габаритами, значительно превышающими размеры координатного стола, так и временно отложенной заготовки.

Система управления уровнем воды в ванне. Предназначена для поднятия уровня воды при резке и его опускания до исходного уровня по окончании процесса обработки. При этом существенно уменьшается уровень шума, разбрызгивания режущей струи и выброса в воздух абразивной пыли. Для эффективной резки под водой ее слой над заготовкой должен быть очень тонким. Так, при толщине укрывающего слоя 1мм мощность струи снижается уже примерно на 5%.

Также возможно применение системы удаления шлама, лазерного указателя для позиционирования резака, системы удаленного наблюдения за установкой, сверлильной головки и других дополнительных компонентов.

Расходные материалы

В таблице ниже приведены средние значения ресурса расходных материалов при резке стали на установках BarsJet (разработка – НПО «БАРС», производство – ООО «Дельта-Интех», Челябинская область, пос. Казанцево). Фактические значения зависят от режимов работы станка, прежде всего от рабочего давления насоса. Так, при обработке стекла эксплуатационный ресурс будет больше, чем при обработке стали или титана.

Таблица. Средние значения ресурса расходных материалов, полученные из статистики эксплуатации установок BarsJet (с насосом мультипликаторного типа Thueringer и режущей головкой Thueringer) при гидроабразивной резке стали (данные компании ООО «ТехноАльянсГрупп», г. Москва)

Комплектующие Среднее значение ресурса эксплуатации (часы)
Водяное сопло 60
Смесительная трубка 80
Решетка на координатный стол 150
Комплект уплотнений для мультипликатора 200
Смазка для кареток 200
Трубка подачи абразивного материала 250
Клапан «грибок» (минибункер) 250
Водяной фильтроэлемент для режущей головки 300
Сборка входного и выходного клапана мультипликатора 500
Комплект уплотнений для гидравлической части мультипликатора 500
Комплект уплотнений для клапана сброса 500
Комплект уплотнений для режущей головки 500
Смесительная камера (режущая головка) 600
Гидравлическая жидкость (масло) British Petroleum Energol HLP-HM 46, 208 л 2000
Водяные фильтроэлементы (1, 5 и 20 мкм) по мере загрязнения
Гранулированная соль для системы умягчения воды по мере расходования
Смазка Turmopast по мере расходования
Абразивный песок по мере расходования (наибольшие затраты)

Оборудование для гидроабразивной резки

Станки гидроабразивной резки производят компании Flow (США), OMAX (США), Jet Edge (США), PTV (Чехия), Water Jet Sweden (Швеция), Resato (Голландия), Bystronic (Швейцария), Caretta Technology (Италия), ALICO (Финляндия) и др. В числе известных производителей комплектующих для станков: компании KMT, AccuStream (США – насосы ультравысокого давления, режущие головки, устройства подачи абразива и т. п.), а также UHDE (Германия), Thueringer (Германия), BHDT (Австрия) и др.

Станки гидроабразивной резки OMAX 60120 JetMachining Center и Maxiem 1530

Фото. Установки OMAX 60120 JetMachining Center (сверху) и Maxiem 1530 (снизу)

В России станки гидроабразивной резки из собственных и зарубежных комплектующих производит ООО «Дельта-Интех» (разработка – НПО «БАРС»).

Таблица. Сведения об установках и станках гидроабразивной резки

Наименование Насосы высокого давления
Портального типа Flow WMC2 с модификациями (США) Прямого действия Flow HyPlex и бустерного типа Flow серий 20x, 25x, HyperJet и др. в зависимости от установки или на выбор
Портально-консольного типа Flow IFB2 с модификациями (США)
OMAX JetMaching Center 2626, 2626 | xp, 2652, 5555, 55100, 60120, 80160, серий 80X и 120X (США) Прямого действия OMAX P3050V, P3055V, P4055V, P4055V Dual (система из двух насосов) в зависимости от станка
Maxiem 0707, 1515, 1530, 2030, 2040 (бренд от компании OMAX, США) Прямого действия (3450 бар)
PTV с моделями серий D, New Line, Smart Jet, Dynamite, Free Beam (Чехия) Бустерные PTV JETS - 2.2/60, 3.8/60 Compact, 3.8/60 Classic, 7.5/60c в зависимости от установки
Water Jet Sweden NC1000, NC2515S, NC3015CT, NC3015EB, NC3030T, NC4020E, NC3520S-5x, NC3515D-5x, NC4060Q, NC4492D, NC40180T и др. (Швеция) Бустерные KMT StreamLine (США) различных модификаций
Caretta Technology POSEIDON WATERJET, серии MODULA с различными модификациями и др. (Италия) Бустерные KMT StreamLine серий SL-V и Pro (США) в зависимости от станка
Resato R-LCM 1515-1 (1500 x 1500 мм, одна режущая головка), 2010-1, 2015-1, 2020-1/2, 3015-1/2/3, 3030-1/2/3, 3060-1/2/3 и др. (Голландия) Бустерные Resato Powerjet PJE с различными модификациями (давление до 4000 бар) и Ultrajet (до 6000 бар) в зависимости от установки
BarsJet 1510–3.1.1, 2010–3.1.1, 2015–3.1.1, 2515–3.1.1, 3020–3.1.1, 2040–3.1.1, 2060–3.1.1 (Россия) Бустерные BarsPump–4000 (Россия) или производства Resato (Голландия), UHDE, Thueringer (Германия), BHDT (Австрия) и др.

© Osvarke.com 2009–2014. При полном или частичном использовании информации ссылка на сайт osvarke.com обязательна