تحقیق درباره اصول اوليّه برش با آب

تحقیق درباره اصول اوليّه برش با آب

برش با آب به زبان ساده توسعه،انتقال واستفاده از قدرت آب مي باشد اين قدرت توسط پمپ در سيال ايجاد مي شود وسيال پرفشار از طريق يك لوله فلزي مقاوم به يك نازل جريان مي يابد ودر نازل بدليل تفاوت سطح مقطع ورودي وخروجي ،شتاب مي گيرد وبدين ترتيب سيال با انرژي جنبشي بالا به طرف سطح هدايت مي شود.
از فرآيندهاي برش با آب مي توان درمواردي كه ديگر فرآيندهاي ماشينكاري پيشرفته به سادگي نمي توان بكار برد،استفاده كرد مانند برش مواد غذايي،فلزات سخت،شيشه را مي توان نام برد.

نمودار استفاده از فرآيند برش با آب در صنعت
بطور كلي در يك دستگاه برش باجت آب عامل انجام دهنده كار،همواره آب نيست واز سيالهاي ديگر نيز مي توان استفاده كرد مثلاً از سيال روغن براي بريدن مواد غذايي استفاده مي شود.

1-1كاربردهاي كونا گون برش با آب

تاريخچه
استخراج معادن به روش هيدروليكي اولين بار در ايالات متحده انجام شدوطي اين روش زغال سنگ توسط آب به دامنه كوهها حمل مي شد.با پيشرفت وتوسعه روز افزون اين روش، مهندسان موفق شده اند با استفاده از جريان تحت فشار صخره هاي سخت را نيز از كوهها جدا كنند اولين تجربيات در اين زمينه در شوروي صورت گرفت وقتيكه از جرياني با فشار 7000 بار براي استخراج صخره هاي سخت زغال سنگ استفاده گرديد.

تحقیق درباره اصول اوليّه برش با آب
در دهه 1970 در ايالات متحده توانستند جريان با فشار 40000 بار ايجاد كنند و در اينجا بود كه مزاياي استفاده از دستگاههاي برش باآب شدند.همزمان با توسعه تكنولوژي استخراج معادن،جت هاي آب در تميزكاري سطوح نيز بكار گرفته شدند ولي هزينه نسبتاً بالا در توليد قدرت اوليّه براي عكس العمل اعمالي از طرف اين دستگاه بر روي اپراتور ناچيز بود لذا با استفاده از اين روش ،سرعت كار به ميزان قابل توجهي بالارفت.با افزايش توانايي در طراحي پمپها،بااستفاده از پمپهاي فشار بالا سيستمهاي جت آب قادر به تميزكاري يا بريدن مواد سخت شدند.
آقاي دكتر نورمن فرنز به عنوان پدر علم فرآيندهاي برش با آب شناخته شده اند و اولين شخصي است كه بر روي فشارهاي فوق العده بالا (UHP) به عنوان ابزاري براي برش مطالعه كرد.

انواع فرآيندهاي برش با آب:
بطور كلي فرآيندهاي برش با آب به دو روش صورت مي گيرد:
الف- برش همرا با استفاده از ذرات ساينده((AWJM
ب- برش بدون استفاده از ذرات ساينده(WJM)
AWJM(Abrasive water jet machining)
كارشناسان طي تحقيقاتي دريافتند كه افزودن مواد خاصي به جريان آب،قابليت وكارايي سيستم را به نحوچشمگيري افزايش خواهد داد استفاده از ذرات ساينده در جريان آب سيستم برش با جت آب،نكات مثبت ومنفي به همراه داشته است.بريدن مواد خيلي سخت مثل فلزات و شيشه بوسيله آب،كاري مشكل وغير مشكل مي باشدزيرا آب نمي تواند به درون ساختار كريستالي اين مواد نفوذ كند لذااز ذرات ساينده استفاده مي كنند.
مهندسان براي دستيابي به يك سطح فلزي تميزكاري شده،ماسه به آب افزودند دانه هاي ماسه به عمل تميز كاري وبرداشت اضافات كمك قابل توجهي ميكنند اگرچه ذرات ساينده اي كه در سيستم بكار ميروند تحت آن فسار بالا مي توانند موجب خوردگي سريع نازلها گردنداما برش مواد فلزي وسراميكي با استفاده از دستگاه برش آب به همراه ذرات ساينده بدون هيچگونه اثر تخريبي بر مواد امكان پذير است.

تحقیق درباره اصول اوليّه برش با آب
اتحاديه تحقيقات هيدروديناميك بريتانيا در سال 1968توانست دستگاهي بسازد كه ذرات ساينده را بين پمپ و نازل به آب تزريق كنند اما ازآنجا كه ذرات ساينده بعد از برخورد به هدف دوباره به سيكل بر نمي گشتند هزينه اين سيستمها اندكي بالا بود همچنين بدليل سرعت زياد ذرات ساينده از عمر مفيد نازلها نيز كم ميگرديد.

2-1برش توسط مواد ساينده

WJM( pure water jet machining)
استفاده از فرآيند برش بدون ذرات ساينده را WJMگوينددر يك دستگاه برش آب، جت انجام دهنده كار،همواره آب نيست ومي توان از سيالات ديگري نيز استفاده كرد.

3-1برش باآب بدون ذرات ساينده

اجزاي سيستم هاي برش با‌آب:

4-1 نمايش شماتيك اجزاءبرش با آب

1-پمپ
قلب سيستمهاي برش با‌آب ،پمپ است.پمپ فشار مشخصي بر سيال وارد ميكندفشاري كه پمپ ايجاد ميكند به دوطريق مصرف ميشود يكي در حركت آب از طريق خط جريان ازپمپ تانازل وديگري درفرستادن آب ازطريق روزنه كوچك.
.موقعي كه جت آب به هدف ميرسد انرژي جنبشي به فشار ضربه اي وارد تبديل مي شود.دو پارامتر مهم در رابطه با كنترل قدرت خروجي اهميت فراواني دارند كه عبارتند از مقدار وسرعت آب اين پارامترها نيز به نوبه خود توسط دو متغيركنترل مي شود كه عبارتند از حجم آب كه توسط پمپ تخليه ميگردد وقطر نازل كه بوسيله اين دو متغيرمي توان سرعت جريان آب وسطح مقطع جريان را تعيين نمود.

تحقیق درباره اصول اوليّه برش با آب
وقتي فشار پمپ بالاتراز 4000بار باشد نمي توان پمپي را پيدا كرد كه بتوان چنين فشاري ايجاد كند ودر عين حال دبي بالايي داشته باشد لذا براي حل اين مشكل از دستگاه هاي نوع توپي استفاده مي گردد علت نامگذاري شباهت آن به توپ نظامي ميباشد.دستگاه ابتدا توسط مقداري آب باركذاري مي شود ويك حجم مشخص از گاز پرفشار به پشت اين توده آب هدايت ميگردد و در نتيجه اين عمل آب از داخل با سرعت به بيرون تخليه مي شود و دقيقاً مثل آن است كه شليك شده باشد

5-1چگونگي افزايش فشار در سيستمهاي برش با آب

6-1 پمپ رانش مستقيم

2-تشديد كننده
اساس كاركرد يك تشديد كننده قانون پاسكال مي باشد.طبق قانون پاسكال نيرويي كه از طرف روغن بر پيستون وارد ميشود برابر نيرويي است كه توسط پيستون بر آب وارد مي شود.

7-1 ارتباط نيرو وسطح در سيستمهاي هيدروليكي مطابق قانون پاسكال
در يك سيتم برش باآب پمپ به تنهايي نمي تواند فشاري درحدود 4000تا7000 بار ايحاد كنددر چنين سيستمي پمپ فشار سيال را تا

تحقیق درباره اصول اوليّه برش با آب

پسورد: www.bazaarfile.ir

مطالعه بیشتر