为了从根本上提高新开发高压柱塞泵的可靠性,首先进行故障模式、效应及危害性分析(FMECA),预先列举出组成单元的各种潜在失效模式,并进行影响度评价,找出影响泵可靠性的关键零部件并提出改进措施;然后建立系统可靠性模型并进行可靠性分配;最后对系统可靠性影响最大的高压密封件进行了基于磨损失效机理的设计计算,建立了一套基于可靠性的高压柱塞泵设计方法。

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。

针对作业直径不小于300mm、工作压力不小于100MPa的旋转水射流装置从主要水射流动参数确定和超高压旋转密封结构入手进行研究,确定了喷嘴孔径、射流靶距、转速等典型的水射流动参数,并完成了100MPa和250MPa两个压力等级的旋转密封组件的结构设计,研制出以平面清洗器为基本形式的水射流装置,并在实际工程应用中体现出高效和安全的特性。

降低除鳞除锈作业的比能耗并提高作业效率已经成为水射流除鳞除锈技术急需解决的问题.本文研制了大直径旋转磨料水射流除鳞除锈装置,解决了传统的超高压纯水旋转射流的高能耗和传统的磨料水射流的低效率的缺点,并通过除锈试验总结了水射流压力、工作转速、横移速度对旋转磨料水射流除锈作业效率和比能耗的影响.

飞机的除漆、再涂装，是其大修的重要环节。传统工艺都是采用化学工艺：即用脱漆剂腐蚀除漆。为了改变传统化学工艺的腐蚀、污染和人工作业的缺点，笔者研究了物理工艺，即采用200MPa、250kW的超高压旋转水射流，借助六轴机器人配置平面清洗器对飞机大表面和小曲面除漆作业。飞机的涂装层极其薄而致密，采用水射流除漆面对的矛盾是：均匀除去漆层而不损伤飞机铝合金表面。要做到这一点就必须试验得出最优化工况，即超高压参数下的除漆效率和不损伤表面的横移速度。本项试验横移速度约2m／min，除漆效率30～40m。／h，除漆有效面积达到85％～90％。执行机构的不重复、不遗漏是机器人示教编程的基本要求。物理除漆工艺即将运用于飞机维修，它将面临因水射流对飞机表面的打击安全检测的应用许可验证。

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...

排水是矿山安全生产的重要保证，矿山排水系统用电量占矿山生产总能耗的30％以上。本文基于煤矿用大型主排水泵电机系统的节能目标，从5个方面进行节能技术改造，提出了在现有泵站基础上实施的5个节能对策，实施后使大型主排水泵系统节能达到15％以上。

为满足大型超高压水射流作业装备开发的需求,研制了一种通用型的移动式静音型超高压站,对其系统组成、 监控保护、通风与降温以及减振降噪等方面的设计进行分析和研究.

航空航天对超高压水切割提出了特殊技术要求，笔者应对大尺度曲面复合材料切割，大型叶轮粗加工和特殊精细切割，复合材料的铣削、钻孔、抛光等需求，以国家863计划课题为契机，研制了500MPa压力的特大型专用机翼加工装备和多功能加工中心，本文介绍了这2台先进装备所引发的超高压水射流多功能技术特征，并结合国外同步先进水平解析了实现高难度水切割、铣削等多功能应用的技术模块、参数匹配、工艺方法和试验结果。

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。