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水刀高壓結構件工作特點及要求

閱讀：58發布時間：2024-11-8

    實際高壓結構件幾何模型復雜，工作環境差，有多種工況。為了能高效的建立有限元模型，在不影響分析結果的準確性的前提下，需對高壓結構件幾何模型及工況進行適當的簡化。圖2-1為關鍵高壓結構件實物圖，圖2-2為高壓系統簡圖。

    表2.1為關鍵高壓結構件CAD模型及其結構特點，列出了七個關鍵高壓結構件的CAD模型，名稱及結構特點。表2.2為關鍵高壓結構件使用要求及常見破壞形式和影響，分別列出七個關鍵高壓結構件的使用要求，常見破壞形式及產生的影響。
    如圖2-1所示為左缸蓋、高壓缸、堵塞、端蓋、高壓鋼管及蓄能器的實物圖，高壓結構組件為左右對稱結構。下面簡述各個關鍵高壓結構件工作特點及要求:
      (1)從圖中可以看到，左缸蓋底面通過螺栓固定在支撐臺上，左缸蓋左端面被四個對稱的螺母固定，底部通過螺釘固定在工作臺上。左缸蓋受到高壓缸施加的螺紋處的合力的作用，為了平衡螺紋處的合力的作用，通過拉桿螺母限制螺紋側端面。由于高壓缸內推桿周期性來回移動擠壓低壓水，導致左缸蓋、高壓缸、堵塞和端蓋等受到周期性力的作用。因此要求左缸蓋、高壓缸及端蓋等高壓結構件，不僅要能承受靜態力的作用，
且在周期力的作用下能長期正常工作不被破壞。

      (2)高壓缸右端通過螺紋與左缸蓋內螺紋配合，左端通過外螺紋與端蓋內螺紋配合，高壓缸內部受到高壓水壓作用。由于高壓水的壓力較高，因此對高壓缸靜強度有較高要求。
      (3)堵塞夾在高壓缸和端蓋之間，可參考下圖2-3中堵塞位置。堵塞右端面與高壓缸左端面貼合，左端面與端蓋內孔端面貼合。推桿左移擠壓低壓水時，堵塞低壓進水口單向閥閉合，高壓水從出水口經高壓鋼管流向其他高壓結構件。推桿右移，單向閥開啟，低壓水進入高壓缸。因此，堵塞在推桿左移擠壓低壓水產生高壓水時，堵塞會受到高壓水的壓力和端蓋施加的力的作用。因此對堵塞的右端面及高壓出水口處強度有較高要求。
      (4)端蓋右端面內螺紋與高壓缸外螺紋配合，內孔另一個端面與堵塞貼合。當推桿左移產生高壓水時，端蓋受到堵塞及高壓缸施加的力的作用。由于端蓋的受力及結構特點，導致端蓋受到較大的剪力作用。因此，對端蓋也有一定的靜強度要求。

      (5)高壓水流經堵塞從高壓缸流出，再通過高壓鋼管流向其他零部件。高壓鋼管作為高壓水流向其他元器件的通路，對其本身就有強度和壽命的要求。
      (6)蓄能器左右兩端固定在高壓發生器框架上，兩端與蓋板通過螺釘配合，蓄能器內部受到高壓水的作用。因此對蓄能器靜強度有要求。
      (7)水開關閥體起到控制水流的作用，通過閥體內螺紋與切割頭處其他零部件配合固定在機床上。閥芯關閉時，僅閥體進水口處會受到高壓水的作用;閥芯打開后，進水口和出水口都會受到高壓水的壓力。水開關閥體在啟閉時，水壓會發生較大的躍變，對閥體會產生沖擊。因此，對閥體的強度有很高的要求，要能夠承受瞬時的沖擊力。


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