水沖機

水沖機是一種工具，到金屬或使用以極高的速度和壓力，或水的混合物和物質的磨料水射流切割能力的其他材料。這個過程基本上是一樣的水的侵蝕存在於自然界，而且極大地加速和集中。它經常被用來製造過程或機械和其他設備零部件的生產。這是首選的方法時，材料被削減敏感的其他方法所產生的高溫。在採礦業有不同的號碼申請，工業操作使用廣泛，例如航天切割、整形、雕刻和擴孔。

基本介紹

• 中文名：水沖機
• 外文名：Water punching machine
• 類型：機械設備
• 適用：金屬或使用以極高的速度和壓力
• 領域：礦業

概念

歷史

在20世紀50年代，林業工程師諾曼弗蘭茲試行的水切割機的早期形式削減木材。然而，這項技術沒有進步，直到20世紀70年代尤其是當穆罕默德印度大麻製作技術添加到磨料水射流切割機。水射流切割是在許多方面無與倫比，並改變了許多產品的生產方式。股水柱存在的許多類型，包括純水柱，磨料水射流，衝擊水柱，空戰鬥機和混合飛機。

工藝特徵

有六個主要工藝特徵，水射流切割：

（1）使用了在一個超高壓水（30,000 - 90,000 PSI）的流是由一水射流加力泵產生的懸浮磨粒高速流。

（2）用於加工的材料較大的數組，包括熱敏感，微妙的或非常堅硬材料。

（3）生產沒有工件表面或邊緣的熱損傷。

（4）噴嘴通常由燒結硼化物。

（5）產生小於1度錐度大多數削減，可以減少或消除，放慢削減進程完全。

（6）噴嘴距離工件影響了縫的大小和材料去除率。

操作

水沖機通常是連線到一個高壓水泵水的地方，然後從噴嘴噴出，通過削減噴塗材料與高速噴水它。懸浮在砂礫或其他磨料，如石榴子石，氧化鋁，形式添加劑，可以協助這一進程。

優點

水沖機切割重要的好處是能夠削減不與材料的內在結構的干擾物質，因為沒有“熱影響區”或熱影響區。儘量減少熱效應使金屬不被損害或改變內在屬性晉級。

水沖機也能夠生產複雜的材料，而不是削減。該縫，或寬度的削減，可以改變，改變在噴嘴部分，以及研磨類型和規模。典型的磨料作出削減在1.016至1.27毫米，但可窄至0.508毫米的範圍縫。非正常磨損削減0.178至0.33毫米，但可以小到0.076毫米，這大約是人類頭髮的大小。這些小剪子能在廣泛的套用範圍非常小的細節可能。

高壓水被認為是“綠色”技術。水刀不產生有害廢物，減少廢物處置成本。他們可以切斷大量材料可重複使用的廢料可能已經失去了使用傳統的切割方法件。部件可以最大限度地緊密嵌套材料的使用，節約和高壓水通過建立非常小切口材料。水刀使用非常少的水（1加侖約半每分鐘1加侖取決於切割頭孔的大小），以及所使用可以回收利用封閉循環水系統。廢水通常是乾淨，可以過濾和處理撞倒一名耗盡。石榴石磨料是一種無毒的天然物質，可重複使用回收。石榴石通常可以棄置於堆填區。水刀也消除空氣中的塵粒、煙、煙霧，以及切割，如石棉和玻璃纖維材料的污染。這極大地改善了工作環境，減少經營風險問題引起的。

多功能

因為切割流的性質可以很容易地修改了高壓水可以用在幾乎每一個行業，有許多不同材料的水刀可以減少。其中有些具有獨特的特徵，需要特別注意切割時。每個材料禁會有一些有特色，必須考慮到。

材料通常與水刀切割包括橡膠，泡沫，塑膠，複合材料，石材，瓷磚，五金，食品，造紙等等。的材料不能用高壓水切割是鋼化玻璃，鑽石和一些陶瓷。

水射流削減通常不限制材料的厚度，並切割以上（45厘米）厚十八英寸材料的能力。這些工具的穿透力，導致其使用殺傷勘探作為反坦克武器，但由於他們的短程和複合裝甲的出現，研究已經停產了。

狀況

商業水射流切割系統製造商可以從世界各地，在一系列不同尺寸，並與水泵的射程的壓力。典型的水射流切割機的工作有一個小信封幾平方英尺，或高達幾百平方英尺。超高壓水泵可以從低至40,000防擴散安全倡議（276兆帕斯卡）至90000防擴散安全倡議（621兆帕斯卡）。

牽引變電站帶電水沖洗機器人設計

牽引變電站擔負著整個鐵路系統的用電安全，電氣化鐵路沿線牽引變電站污穢閃絡事故卻時有發生，已經成為電氣化鐵路的一大公害。為了避免污閃事故的發生，應對絕緣子進行清掃作業。很多供電段都已經採用了帶電水沖洗來代替傳統的人工清掃作業，提高了工作效率，降低了勞動強度，保證了鐵路運輸組織作業正常運行。但是由於經驗、技術和環境等因素，工作人員不能對影響水沖洗安全的每個因素進行準確的判斷，因此導致了許多事故的發生。所以為了保證工作人員的人身安全，針對110 kV牽引變電站，設計開發出一種新型的履帶式帶電水沖洗機器人。能夠通過遠程控制，完成大部分的水沖洗作業。

設計方案

整個系統主要由輪式車輛平台、2台履帶式水沖洗機器人組成。輪式車輛平台負責將水沖洗機器人等配套設備運送至牽引變電站內。再由工作人員將機器人從車上搬下，進行水沖洗作業。

圖1 水壓系統工作原理圖

水壓系統主要由離心泵、分流閥、電磁開關閥以及溢流閥等組成(圖1)。通過變頻器調節發電機的轉速進而調節離心泵流量和揚程來滿足不同沖洗要求。溢流閥來保證水壓系統的安全運行，通過控制電磁開關閥實現非工作狀態下的系統卸荷。從泵出來的水經過分流閥後均勻的輸送給兩台機器人使用，並能夠通過兩個電磁開關閥單獨控制通斷。

水沖洗機器人

水沖洗機器人分為工作和行走兩大部分。工作部分要完成旋轉和俯仰動作，結構如圖2所示。履帶式底盤具有道路適應性強，轉彎半徑小等優點，作為工作部分的載體，實現工作部分在場地內的移動。沖洗工藝選擇雙槍跟蹤法，兩台水沖洗機器人協調作業。

圖2 工作部分結構

旋轉動作：控制下部旋轉伺服電機，通過齒輪傳動使旋轉支撐轉動，帶動其上的中間支架以及上支架的同步轉動，安裝在自製旋轉支撐上的噴槍也隨之轉動。俯仰動作：控制上部俯仰伺服電機，而後經過減速增矩後帶動自製旋轉接頭轉動，從而實現噴槍的俯仰動作。由於採用了具有自鎖的蝸輪蝸桿傳動形式，在斷電時，噴槍能夠停止在工作位置。水壓系統供應的水從下圖管道流入圖中下部軟管中，通過旋轉接頭進人上部金屬軟管，再流人自製旋轉接頭，最後通過噴槍噴出。

研究結論

履帶式帶水沖洗機器人針對110 kV鐵路牽引變電站，嚴格按照電力設備帶電水沖洗導則進行設計。同時，使用了計算機仿真軟體予以輔助設計。可以通過控制其俯仰和旋轉動作以及兩台機器人之間的協調作業，實現多種水沖洗動作。能夠提高水沖洗作業的智慧型化程度和安全性能。