爬壁除锈是水射流除锈的重要应用之一。本文研制了以超高压泵机组、真空回收系统为主的水射流爬壁除锈实验平台,并研制了以磁隙吸附为主、气动驱动的磁隙式爬壁除锈机器人,除锈试验表明实验平台除锈参数合理,爬壁机器人除锈效果良好,该实验平台对水射流爬壁除锈成套设备的推广具有参考意义。

通过数值模拟对储油罐机械清洗设备上的清洗泵在输送高粘性介质时的性能与输送水时性能进行对比。从泵内的压力分布、速度分布分析粘性对内部流场的影响,以及粘性的变化对泵扬程的影响。输送高粘性介质时离心泵的性能发生偏离,偏离程度随着粘性的增加而增大。

水射流雾化制粉工艺和冷态钢材的磨料水射流除除鳞除锈工艺是典型的并联水射流系统工程应用,系统的流量脉动直接影响系统的工艺应用.本文介绍了上述2种典型并联水射流系统的研制,分析总结了泵的相位偏角差值对并联柱塞泵水射流系统流量脉动影响,认为泵之间存在最佳相位偏角使并联柱塞泵水射流系统的流量脉动率得到降低.

选取储罐机械清洗成套设备中的清洗泵作为研究对象,并且流场的确定包含了前后腔区域的整体流场,研究结果更加准确。通过Pro/E建立叶轮、蜗壳以及前后腔耦合的三维计算模型,利用FLUENT计算清洗泵流场,研究清洗泵三维湍流流场的流动规律,揭示内部流场的流动特征,着重分析流场中的前后腔内的流体流动对泵的流量和扬程等外特性的影响。对比包含腔体与不包含腔体的两种计算模型的数值计算结果之间的差异,根据数值计算的流动信息,分析外特性发生变化的原因。

为了发展中国的超高压水切割机产业，中国制定并实施了国家标准《超高压水切割机》（GB／T26136—2010），它为压力为400MPa 以下的大路产品提供了生产、检验等技术规范。然而，近年来水切割工艺越来越偏离传统的石材、玻璃、钢板切割等市场，向复合材料成型加工转变，针对大尺度曲面复合材料加工和耐高温超硬复合材料零件加工两大用途，高端超高压水切割机成套装备进入研发阶段。这种产品应具备以下水平标志：（1）工作压力达到500MPa，流量6L／min，以具备相应的切割效率；（2）五轴联动控制切割头的灵活、准确作业；（3）大尺度点阵浮动切割平台确保大尺度曲面的定位；（4）加工测量一体化与误差自动补偿技术；（5）具备车、铣、钻、抛光为一体的仿机加工工艺。上述高端水切割机的实现，使水切割工艺进入到一个加工特种材料、异...

应对大尺度曲面复合材料的成型切割工程,本文基于高精度、高速度的切割要求,在美国波音公司水切割应用基础上提出了以提高工作压力来确定高端的水射流工况,在反复的试验基础上建立数学模型,以超高压水切割加工中心成套装备的可靠性运行为目标进行水切割机构的闭环设计。通过应用实例,本项目得出超高压水射流可靠运行与其对复合材料的高精度、高速度切割作业的对立统一经验。本项目理论研究、结构设计、试验应用很好地适应机翼复合材料加工的高技术要求。由此可见,在可靠运行前提下提高工作压力对高精度、高速度加工复合材料是极为重要的。

深海沉船(装载油料和危险化学品液体)的应急处置方法首先是排出船载液体,即创造一个打捞前的安全条件。针对这一工程,提出了第一步采用水切割成套装备在水下船体外层切割一个1-2m^2的矩形或圆形大孔,继而在内层舱壁面上安装机械打孔、封堵、抽液专用装备。对于6000m深海进行水力破拆工程,提出了将全套装备沉入海底、由深海ROV提供动力及协同工作的作业方式,剖析了深海水力破拆成套装备的整体构想和作业目标,研究了前混合磨料水切割型式与工况参数,归纳了海底泵、混沙容器与切割头关键技术,设计了系列试验及其关键点。以上对策是研制深海切割工程装备的全过程实施方案。

由于水射流切割加工具有对材料无选择性的特点,使其在复合材料、超硬非金属材料等特种材料加工领域,具有无比的优越性。在超高压水切割技术的基础上,探讨了超高压水射流车削、铣削及抛光的加工机理,介绍了多功能超高压水射流加工装备的设计参数,分析了多功能超高压水射流加工装备的关键结构,通过装备的研制和多种材料的水射流加工试验表明,零部件的超高压水射流车削、铣削、抛光等水射流加工技术可行。

碳纤维复材是典型的难加工材料,碳纤维复材飞机蒙皮构件的高质高效切削铣边技术是国内外航空先进制造技术研究热点。探讨了碳纤维复材的超高压水切割机理,分析了大尺寸碳纤维复材飞机蒙皮构件精密水切割装备的设计难点,阐述了500 MPa压力级水射流机组、五轴联动水切割机床、浮动点阵柔性托架、水刀头机构、数控系统等部件的关键技术,经过方向舵蒙皮精密水切割试验表明符合相关加工要求。

超高压水切割技术应用于碳纤维等纤维增强复合材料切割加工,射流压力和工作流量的工况参数是高质高效切割复合材料的重要前提条件。探讨了纤维增强复合材料水切割机理和射流工况参数,介绍了500MPa压力级的纤维复合材料水切割射流发生装置参数计算,阐述了射流发生装置主要结构,运用有限元分析方法校核射流发生装置主要部件,通过计算、分析和试验表明射流发生装置满足切割射流工况要求。