石灰岩的高壓水射流切割原理分析

磨料水射流切割機的結構形式很多，但基本結構相似，主要有超高壓發生裝置、摻砂裝置、噴嘴組件、噴槍驅動係統及集水箱等組成。超高壓發生裝置對射流進行增壓作用。摻砂裝置屬於超高壓容器，儲砂筒既是裝砂（磨料）的容器，又兼蓄能器，起穩定壓強的作用，主要是控製摻砂量的大校噴嘴組件是射流的出口，磨料水高速流經噴嘴時噴嘴易於損壞，生產實踐中通過采用金剛石或金屬陶瓷等耐磨材料製作噴嘴。噴槍驅動係統帶動噴嘴組件（割槍），接給定的軌跡運動切割出預期的任意形狀的平板工件。集水箱是回收噴射的水和磨料的容器，它能吸收完成切割作用後的水射流的剩餘能量、消聲及脫泡（水射流吸人空氣，切削作業後形成氣泡）等。水經過濾及脫泡等淨化處理後可循環利用，同樣磨料經晾幹、過篩等處理後也鋸重複使用多次，從而降低磨科水射流切割機的操作費用。

高壓水射流切割石灰岩主要依靠水流的衝擊作用，使石灰岩表麵產生裂紋及破碎。當石灰岩收到衝擊荷載後，其破壞應力增加，在水流垂直方向達到破壞極限應力而產生破碎。同時射流衝擊又對石灰岩的側麵產生擠壓和剪切，使切口側麵產生許多微小裂紋，使切縫產生不規則斷口。采用磨料水射流切割時，磨料作為主要切割介質在水的帶動下對石灰岩進行衝擊。由於磨料具有縫裏的切削刃，在對石灰岩衝擊時，石灰岩產生的塑性變形很小，破碎速度較快，由此產生微切削作用，其斷口附近沒有裂紋產生。

綜合來看，快速運動的磨料水射流具有極大動能，切割石灰岩主要是來自3方麵的作用：磨料顆粒和水流對被切割石灰岩的衝擊作用，水流沿被切割石灰岩表麵的剪切破斷作用，磨料對切割材料的微切割作用，基於以上3方麵的共同作用下，被切側石灰岩區城產生破碎形成切稱達到切割分離的目的。

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