超高壓水刀設備設計

『壹』 （2013崇安區二模）超高壓水切割又稱「水刀」（如圖的設備），它是將普通水經過多級增壓後，通過一個極

（1）∵P=UI，
∴電機工作時的電流為I=

P

U

=

22.8×103W

380V

=60A，
∵P=

W

t

，
∴電機消耗的電能為W=Pt=22.8kW×1h=22.8kW?h；
（內2）高速水流能切割堅硬物體容是因為高速水流具有較大的動能；
速度一定時，流體的質量增加從而動能增大，加入磨料後切割能力大大提高了，是因為速度一定時流體的質量增加，從而動能增大．
（3）∵p=

F

S

，
∴F=pS=3.04×10⁸Pa×5×10^-8m²=15.2N；
（4）電機1min消耗的電能為W_總=P_電t=22800W×60s=1.368×10⁶J，
切割線的長度為H=

Q

S

=

2.7×10?3m3

5×10?8m2

=5.4×10⁴m，
W_有用=FS=15.2N×5.4×10⁴m=8.208×10⁵J
η=

W有用

W總

×100%=

8.208×105J

1.368×106J

×100%=60%．
答：
（1）60；22.8；
（2）動能；速度一定時流體的質量增加，動能增大；
（3）高壓水流對切割面的壓力為15.2N；
（4）高壓水切割機的切割效率是60%．

『貳』 超高壓水刀的簡介

除低成本切割外，水刀還被認為是世界上功能最多樣、增長速度最快的加工技術（根據 Frost & Sullivan 和Market Intelligence Research公司的報告）。水刀在全球范圍內廣泛用於高產量應用。它與其它技術（銑床、雷射、EDM、等離子和刨床）相輔相成。水刀切割不使用有毒氣體或液體，不會產生有毒的物質或蒸汽。水刀切割表面不留任何HAZ或機械變形。它是一種真正的多功能 、高效率冷切割技術。
水刀已經證明自己可以完成其它技術無法處理的工作。從在石材、玻璃和金屬上切割極薄的細節，在鈦合金上快速鑽孔，切割食品、直至對飲料和溶液進行殺菌消毒，水刀已經證明了它獨一無二的價值。
人類自古就利用水流的沖擊力，製成水車、水磨等水力機械。如果水流從高壓水槍中噴出，其沖擊力就更大。前蘇聯用於採煤工業，名曰水力採煤。高速噴出的水流受阻於煤層，速度驟然下降，頃刻間會產生足夠大的沖擊力，使煤層出現脆性斷裂，完成採煤作業。受此啟發，前蘇聯科學家開發出高壓水噴流切割技術，而美國公司取得了此項技術的專利權，使之商品化。
普通水經過一個超高壓加壓器，將水加壓至4,000 bar (60,000psi)，然後通過一個細小的噴嘴(其直徑為0.004英寸至0.016英寸)，可產生一道每秒達915公尺(約音速的三倍)的水箭，此道水箭可做各種表面處理及切割各種非金屬物質如紙類、紙尿褲、玻璃、纖維、海綿等。
而針對要切割金屬及較硬的材質如各種石材、玻璃、陶瓷、磁磚等材質時，福祿另開發出具專利及更完善的設計，就是將砂料與水箭混流以增強其切割能力，此種高速度的加砂水刀幾乎可切割任何材質。
要做到這點，對水、管道、噴口都有比較高的需求。如管道，水刀是用高壓工具把水加壓後射出來的，必須擁有極高的壓力才能把堅硬的切割材料切開，所以管道必須能承受極高的壓力，這個壓力遠遠大於700兆帕，因為薄鋼板（被切割材料）本身就能承受700兆帕的壓力。
其次，水刀用的水完全沒有雜質是不對的。因為水壓遠遠大於700兆帕，那麼對於管道等密封設備而言，無論密封性能多麼好，純水總會使它們磨損而滲漏。為了解決這個問題，水刀用水就要加入5%的可溶性乳化油，提高密封效果。對於高壓泵，也要加入一些油液提高其密封性能。
上面說過了，水刀的噴嘴是用硬質合金、藍寶石等材料做成的，噴口直徑僅0.05毫米，而且孔內壁光滑平整，能承受1700兆帕的壓力，所以噴出來的高壓水能像刀一樣切割材料。有些水還加入了一些長鏈聚合物，如聚乙烯氧化物，增加水的「黏度」，使噴出的水猶如一條「細線」。
它的加工精度高，切割寬度只有0.1—0.8毫米，可以加工型面復雜的零部件。加工後的零部件切口光滑整齊，無須修整。尤其對易熱變形材料的加工，「水刀」更具獨特優越性。
「水刀」，正因為它不是刀，它不像刀具那樣存在磨損問題，摻入水噴流中的磨料和廢水可回收使用，設備又較為簡單，加工成本低廉。加工過程中引起的振動和雜訊都很小，切屑量僅是機械加工的15%—20%，並且碎屑隨水流走，不會飛揚傷及操作者，才開拓了廣闊的用武之地。對復合材料的切割是加工中的棘手問題。如採用傳統的加工方法，會出現分層和撕扯現象，而「水刀」正是解決這個問題的理想工具。用「水刀」來清除部件的陶資塗層，效果優於機械方法和化學方法。「水刀」可用於沖孔，粉碎材料。船體及螺旋槳表面的附著物，化工管道中的積垢，用「水刀」來清洗也很方便。
「水刀」還可以用於外科手術。〔東京大學醫學院用壓強0.7兆帕的「水刀」在家兔身上做試驗，表明它可用於肝、腎等器官的手術，不會損傷周圍組織，也不易引起感染。〕。

『叄』 超高壓水刀的應用

為了更好地減低成本，工程師們和製造商們不斷地探索，現在水刀能做到很有效地降低成本以創更大利潤。因此有必要學多一些水刀的應用技術以採用最低的切割成本去創造更大利潤。
在切割成本而言，水刀加工業被認為是最萬能的和最快速成長的行業，除了上述之外，水切割機是目前在世界上最高產能的一種機器，它優於其他的加工技術，如火焰切割，等離子加工，激光加工，電火花加工，車銑刨加工等。同時，水切割不會產生有害的氣體或液體，不會在工件表面產生熱量，它是真正的多功能的，高效率的，冷切割加工。
水刀切割展示出它能做一些其他簡單的工藝不能完成的加工，它可以在鈦上打孔，可在石頭或玻璃上切割各種花樣，這些都表現出了水刀自身的獨特性。它在切割材料時沒有產生熱，在這種冷態加工過程中，它產生的超音速的水箭射在切割材料表面時能達到理想的效果，水與沙的混合，更加增強了其切割能力。
高壓水是怎樣產生的
這基本原理是既簡單又復雜。水射流是從加壓泵開始，通過高壓管，然後從切割噴頭射出來。非常簡單的解釋。然而，它是經過了十分復雜的設計，才能產生60000PSI的壓力。在設計過程中，有處小小的滲漏都會對部件持久地侵蝕導致損壞。所以生產商和工程師們會小心地處理高壓材料的加工工藝，利用特殊的科技組合這種機器。使用者只需要知道基本的操作知識。
切割機在1982年應用在工業上，最早的在1970年就已出現，在工業上主要是應用在汽車，航空，玻璃行業，從這些切割中不斷的提高精確度。磨料切割機的壓力可達到55,000PSI,這種高壓水通過一個細小的噴嘴以762m/s 的速度射出，這種速度是音速的2.5倍。
把石榴沙混入這種高速度的水射流中，通過在混合管中混合，然後以305M/秒的速度直接從沙管中射出到被加工的材料，這種切割過程其實是一種磨碾切割的過程，這種力量和動作都是由水產生的。
1、 可切割范圍廣
可以切割絕大部分材料，如：金屬，大理石，玻璃 等等。
2、 切割質量好
平滑的切口，不會產生粗糙的，有毛刺的邊緣。
3、 無熱加工
因為它是採用水和磨料切割，在加工過程中不會產生熱（或產生極少熱量），這種效果對被熱影響的材料是非常理想的。如：鈦。
4、 環保性
這種機器採用水和沙切割，這種沙在加工過程中不會產生毒氣，可直接排出，較環保。
5、 無需更換刀具
你不需要更換切割機裝置，一個噴嘴就可以加工不同類型的材料和形狀，節約成本和時間。
6、 減少毛刺
採用磨料砂的水刀切割，切口只有較少的毛刺
7、 編程迅速
程序主要是由CAD制圖軟體生成，你可以在layout中隨意設計線圖，或輸入從其他軟體中生成的DXF文件，另外，機器支持第三方軟體，如nesting嵌套排版軟體（用於把圖形在工件中添滿，能最大限度地減少工件損耗） .
8、 快速的編程
可以把其他軟體生成的程序調入機器，它能夠從CAD建立起刀具路徑，並能把刀頭的精確定位和切割速度在超過2,000點/英寸（800點/cm）計算出來，你需要做的只是指定你要切割的材料和厚度，其他的工作交給機器去完成.
9、 與其他設備組合，可以進行分別操作.
水切割機可和其他的加工設備組配（如鑽削頭），充分利用其性能，優化材料利用程度.
10、 減少調整次數
對工件只需要很小的側壓就能固定好，減少復雜的裝夾帶來的麻煩.

『肆』 超高壓水切割機的介紹

《超高壓水切割機》是由上海科學技術文獻出版社編著和出版的圖書。

『伍』 超高壓水刀的技術

基本技術既簡單又復雜。在最基本的情況下，水從泵流過，經過管道，然後從切割刀頭流出。其說明、操作和維護都很簡單。但是，這一過程包含非常復雜的材料技術和設計。為了生成和控制 60000 psi 的水壓，需要書本上沒有的科學技術。在這種壓力下，如果設計不當，微小的泄漏有可能對工件造成永久的侵蝕性損害。幸運的是，水刀製造商採用了復雜的材料技術和先進工程設計。用戶只需了解基本的水刀操作知識即可。
從本質上講，有兩類水刀：（1）純水水刀和（2）加砂水刀。設備設計為只能使用純水水刀、只能使用加砂水刀、或二者均可。無論何種形式，必須首先對水加壓。
泵
泵是水刀系統的核心成員。對水進行加壓並連續輸出水流，從而讓切割刀頭把高壓水變為超音速水射流。水刀應用可以採用兩種泵－增壓泵和直接驅動泵。 直接驅動泵的工作方式與在噴漆前沖洗房屋或甲板時所用的低壓「壓力清洗器」一樣。它是一種直接由電機驅動三個活塞產生運動的三級泵。因為其簡單可靠，這些泵得到了水刀工業的認可。到本文發稿時為止，直接驅動泵能夠提供的最大連續工作壓力比增壓泵低 10% 到 25%（直接驅動泵為 20K 到 50K 、增壓泵為 40 K 到 60K ）。
直接驅動泵也是一種相對新型的高壓泵
(上世紀八十年代後期開始上市）
盡管直接驅動泵被用於某些工業應用，目前絕大多數用於水刀的超高壓泵還是增壓泵。 普通增壓泵中有兩種流體管路，水管和液壓管。
水管管路包括入口水過濾器、升壓泵、增壓器和減震器。用入口水過濾系統過濾普通自來水－通常包括一個 1 微米濾筒和一個 0.45 微米濾筒。然後把過濾後的水輸送給升壓泵，入口水壓在此大約是 90psi－保證增壓器一定不能缺水。之後把過濾後的水輸送給增壓泵，壓力升高至 60000 psi。在水離開泵並通過管道輸送給切割刀頭之前，會首先流經減震器。這個大容器緩沖了壓力波動，確保輸送給切割刀頭的水穩定、連貫。如果沒有減震器，將能夠看到並聽到水流脈動，在被切割材料上留下印記。
液壓管路包括電機（25 到 200HP）、液壓泵、油箱、歧管以及活塞/柱塞。由電機驅動液壓泵。液壓幫浦從油箱吸油，並把壓力升高至 3000 psi。高壓油被輸送給歧管，由歧管閥門產生增壓器的沖程動作（通過把液壓油輸送給柱塞/活塞組件的一側或另一側）。增壓泵是一種往復式幫浦，即柱塞/活塞組件來回往復運動，當低壓水充滿一側時，在增壓泵的另外一側輸出高壓水。液壓油在返回油箱的過程中得到冷卻。
典型的增壓泵裝置。本裝置設計為獨立式，而非整合到運動設備中。
增壓泵體現了先進的幫浦技術。正如水管路的說明所描述的那樣，增壓泵把過濾後的自來水加壓到 60000 psi。利用的是「增壓原理」。
液壓油被加壓至 3000 psi（舉例）。由液壓油推動活塞。柱塞的表面面積比推水一側的活塞面積小 20 倍。因此，3000 psi 的油壓就被增壓 20 倍，產生 60000 psi水壓。「增壓原理」改變壓力方程中的面積變數，從而增強或增加壓力。
壓力 = 力/面積
如果力 =20、面積=20， 那麼壓力 =1。如果保持力不變而大幅減少面積，則壓力將升高。例如，把面積從 20 降到 1，壓力將從 1 增至 20。在下列示意圖中，小箭頭表示 3000 psi 的油壓，它推動的活塞面積是柱塞表面面積的 20倍。因而增壓比是 20：1。
在下列說明中用圓圈圈出了活塞和柱塞。活塞帶有小箭頭，表示向左移動。兩個水柱塞從活塞的兩側延伸出去。高壓水從左側流出，而低壓水從右側注入。在行程的終點，活塞/柱塞組件的次序被顛倒。復雜的止回閥保證低壓和高壓水只向一個方向流動。容納柱塞和活塞系統的高壓油缸和端蓋經過特殊設計，足以承受巨大的力和持久的疲勞。

『陸』 超高壓水刀應該選那個品牌呢

聰明德利吧，他們的高壓系統是選用的美國進口件，儲能器採用的是先進免維護技術，而且他們公司的超高壓水刀還有特殊之處，用到了風冷技術性能，這是別的機器都沒有的一點。

『柒』 專業組裝各種超高壓水刀q:56589920、水刀師傅、小型水刀、水刀配件

多少錢台啊， 我要2台切割拼花的，

『捌』 水刀切割機有哪些結構組成

水刀切割機是利用超高壓水射流進行冷態切割的切割設備，主要由高壓泵、數控加工平台、噴射切割頭、供砂系統和冷卻系統組成。
一套數控水刀切割機（簡稱「水刀）由三大部分構成：超高壓水射流發生器（高壓泵）、數控加工平台、噴射切割頭、供砂系統和冷卻系統組成。
1、超高壓水射流發生器（高壓泵）
作為水刀的動力源，常見的是液壓馬達驅動增壓器產生超高壓水射流的技術方案。將普通自來水的壓力提升到幾十到幾百MPa（1MPa約等於10bar），通過束流噴嘴射出，具有極高的動能。
2、數控加工平台
數控水刀主要以切割平面板材為主。切割平台選用滾動直線導軌和滾珠絲杠作為傳動，在數控程序和控制電機的精密控制下精確進行X軸和Y軸單獨運動或兩軸聯動，帶動切割頭實現直線和任意曲線切割。
3、噴射切割頭
高壓泵只有通過束流噴嘴才能實現切割功能。噴嘴孔徑大小，決定了壓力高低和流量大小。同時，噴嘴還具有聚能作用。噴射切割頭有兩種基本形式：一種是完成純水切割的，一種是完成含磨料切割的。含磨料切割的切割頭，是在純水切割頭的基礎上，加上磨料混合腔和硬質噴管構成的。

『玖』 超高壓水射流水切割機的原理

他們的耗材通常有兩個，就是水和砂

他的原理，就是利用水[最好是去離子水，避免沉積出版現]經過高權壓泵強制壓縮，然後到達一個很高的壓力，在噴口旁邊，另外一個泵將砂子加壓到一個同樣的高壓，然後噴出。

噴出的就是高壓水砂混合物，這樣沖擊到工作件上就可以完成切割了

所以這兩個東西基本上都是耗材。。。但成本算下來，算是比較便宜了，而且是冷切割，對於一些不能承受熱的東西比較好。

激光雖然不消耗什麼耗才，但對於一些不耐熱的東西，不好弄。

還要需要注意，這個壓力，事實上應當說叫壓強，是相當高的，通常能達到300-500兆帕[MPa]，也就是3000-5000公斤力/平方厘米，比大海海底的壓強還大呢。