超高壓旋轉(zhuǎn)水射流技術(shù)

1、超高壓旋轉(zhuǎn)水射流技術(shù)及其超高壓旋轉(zhuǎn)水射流技術(shù)及其表面處理工程應(yīng)用表面處理工程應(yīng)用一、技術(shù)一、技術(shù)背景背景、存在問題及技術(shù)解決方案、存在問題及技術(shù)解決方案1 1 水射流的概述水射流的概述p眾所周知的“水滴石穿”是一個(gè)漫長(zhǎng)的過程。但賦予水足夠的能量便可以使這一過程瞬間完成，這就是大家熟知的水切割。保持水切割的壓力等級(jí)，加大射流流量即可實(shí)現(xiàn)除銹、清洗及破碎等表面處理工程的應(yīng)用。p水射流做功的能力（即有效功率）與壓力和流量成正比。壓力和流量?jī)蓚€(gè)參數(shù)的作用是互補(bǔ)，不能相互替代與偏廢。一、技術(shù)一、技術(shù)背景背景、存在問題及技術(shù)解決方案、存在問題及技術(shù)解決方案2 2 工程依托工程依托 市場(chǎng)導(dǎo)向市場(chǎng)導(dǎo)向p超高壓

2、旋轉(zhuǎn)水射流爬壁除銹成套設(shè)備p鐵路貨車除銹生產(chǎn)線p機(jī)場(chǎng)道面工程車p飛機(jī)表面蒙皮除漆、炮彈倒藥等來源：來源：國(guó)際與國(guó)內(nèi)招標(biāo)，與歐美專業(yè)公司同臺(tái)競(jìng)爭(zhēng)，成為國(guó)內(nèi)唯一供貨商。一、技術(shù)一、技術(shù)背景背景、存在問題及技術(shù)解決方案、存在問題及技術(shù)解決方案3 3 存在問題存在問題p超高壓大流量（250kW機(jī)組）泵機(jī)組p旋轉(zhuǎn)水射流的形成及其可靠性p智能化控制p創(chuàng)新應(yīng)用，引領(lǐng)市場(chǎng)，用水作業(yè)，清潔生產(chǎn)一、技術(shù)一、技術(shù)背景背景、存在問題及技術(shù)解決方案、存在問題及技術(shù)解決方案4 4 解決方案解決方案p技術(shù)路線p經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀⒊商自O(shè)計(jì)、核心試驗(yàn)、工程應(yīng)用二、國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)綜合比較及技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)二、國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)綜合比較及技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

3、1 1 水平分析水平分析1.1 1.1 超高壓、大流量超高壓、大流量本項(xiàng)目范圍（超高壓大功率旋轉(zhuǎn)水射流及其表面過程應(yīng)用）國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀（超高壓水切割機(jī)）國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀（高壓清洗機(jī)）1.2 1.2 用水除銹不返銹用水除銹不返銹p國(guó)內(nèi)外水除銹一覽表本項(xiàng)目特點(diǎn)：磁隙式爬壁機(jī)器人，真空抽吸不返銹公司名稱公司名稱設(shè)備基本參數(shù)設(shè)備基本參數(shù)成套設(shè)備配置及其特點(diǎn)成套設(shè)備配置及其特點(diǎn)年代年代美國(guó)NLB公司最大壓力280MPa，流量37.8LPM，工作寬幅，重量70kg主機(jī)為柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)的高壓泵，爬壁機(jī)器人真空吸附，氣馬達(dá)驅(qū)動(dòng)四輪行走，遠(yuǎn)程手柄遙控操縱方式19992007美國(guó)Jet Edge公司最大壓力280MPa，流量23

4、LPM，工作寬度，重量120kg主機(jī)為超高壓增壓器，爬壁機(jī)器人電磁吸附，履帶行走機(jī)構(gòu)，遠(yuǎn)程手柄遙控操縱方式2001德國(guó)Hammelmann公司最大壓力300MPa，流量40LPM，工作寬幅，重量105kg主機(jī)為超高壓增壓器，爬壁機(jī)器人真空吸附，氣馬達(dá)驅(qū)動(dòng)兩輪行走機(jī)構(gòu) 20012007德國(guó)WOMA公司最大壓力250MPa，流量30LPM，工作寬幅，重量55kg主機(jī)為柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)的高壓泵，爬壁機(jī)器人真空吸附，四輪行走機(jī)構(gòu) 2003本項(xiàng)目合肥通用機(jī)械研究院最大壓力250MPa，流量50LPM，工作寬幅，重量75kg主機(jī)為柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)的高壓泵，爬壁機(jī)器人磁隙吸附，氣馬達(dá)驅(qū)動(dòng)兩套履帶行走機(jī)構(gòu)，遠(yuǎn)程手柄遙控操

5、縱方式2008二、國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)綜合比較及技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)二、國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)綜合比較及技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)1.3 1.3 國(guó)際獨(dú)創(chuàng)的除銹生產(chǎn)線國(guó)際獨(dú)創(chuàng)的除銹生產(chǎn)線o兩條生產(chǎn)線共配備10套超高壓水系統(tǒng)，8套三維小車，完成鐵路貨車側(cè)墻、端墻、底架及內(nèi)壁的除銹。o單條生產(chǎn)線技術(shù)參數(shù)為：壓力：200230MPa流 量：50L/min5除銹寬度：100500mm除銹速度：45分鐘/車除銹質(zhì)量：Sa 2級(jí)本項(xiàng)目特點(diǎn)：磁隙式爬壁機(jī)器人，真空抽吸不返銹除銹生產(chǎn)線布置示意圖1-車輛牽引機(jī)構(gòu) 2-車體翻轉(zhuǎn)設(shè)備 3-內(nèi)壁與底架除銹臺(tái)位 4-三維小車5-預(yù)備臺(tái)位 6-側(cè)墻除銹臺(tái)位 7-高壓泵機(jī)組 8-真空泵機(jī)組 9-水處理系統(tǒng) 10

6、-循環(huán)水池二、國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)綜合比較及技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)二、國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)綜合比較及技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)1.4 1.4 機(jī)場(chǎng)道面工程車機(jī)場(chǎng)道面工程車p車載設(shè)備，2米寬幅，真空回收，集成控制p特點(diǎn)：微孔霧化射流（針對(duì)瀝青道面）；變速高壓泵實(shí)現(xiàn)一臺(tái)機(jī)組兩種工況，完成除膠、除標(biāo)志線、除油污三種作業(yè)。飛機(jī)表面蒙皮除漆已完成試驗(yàn)，為國(guó)際首創(chuàng)新技術(shù)應(yīng)用。二、國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)綜合比較及技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)二、國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)綜合比較及技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)2 2 技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)2.1 2.1 原創(chuàng)建立經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ驮瓌?chuàng)建立經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ褪街蠳m-被破壞材料的特性參數(shù)，普通碳鋼Nm=17.3；h-切割深度（銹層厚度），mm ； D-噴嘴直徑，mm；p-水射流

7、壓力，MPa； U-橫移速度，mm/s；m-水射流流量，L/min。 C-常數(shù)量綱，取C=8800。l該模型揭示了除銹能力與水射流動(dòng)參數(shù)之間的關(guān)系，并在實(shí)際工程應(yīng)用中得以驗(yàn)證。二、國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)綜合比較及技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)二、國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)綜合比較及技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)2.2 2.2 成套技術(shù)與工程實(shí)踐成套技術(shù)與工程實(shí)踐p除銹（除漆）作業(yè)：壓力250MPa，流量50L/min，噴頭直徑350mm，橫移速度46 m/min。p膠層清除作業(yè)：壓力100MPa，流量130L/min，作業(yè)寬幅2mx1m，行進(jìn)速度812m/min。p標(biāo)志線清除作業(yè)：壓力170MPa，流量60L/min，噴頭直徑300mm，行進(jìn)速度4m/

8、min。二、國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)綜合比較及技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)二、國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)綜合比較及技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)2.3 2.3 超高壓旋轉(zhuǎn)與往復(fù)密封設(shè)計(jì)超高壓旋轉(zhuǎn)與往復(fù)密封設(shè)計(jì)p特點(diǎn)：旋轉(zhuǎn)密封連續(xù)運(yùn)行不小于500h；往復(fù)密封連續(xù)運(yùn)行不小于1000h；二、國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)綜合比較及技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)二、國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)綜合比較及技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)旋轉(zhuǎn)密封結(jié)構(gòu)圖1-旋轉(zhuǎn)軸 2-軸承座 3-軸承 4-彈簧 5-高壓密封 6-擋圈 7-進(jìn)水接頭泵柱塞的往復(fù)密封結(jié)構(gòu)1-柱塞筒體 2-銅墊 3-壓緊彈簧 4-填料函 5-填料前擋圈 6-V型壓模填料 7-填料后擋圈 8-支撐環(huán) 9-壓蓋 10-低壓組合密封圈 11-柱塞2.4 2.4 磁隙式爬壁機(jī)器人磁

9、隙式爬壁機(jī)器人p特點(diǎn)：磁塊與鋼質(zhì)表面不接觸吸附，僅以橡膠履帶接觸行進(jìn)，合適的吸附力既保證機(jī)器人爬壁的穩(wěn)定性，又實(shí)現(xiàn)其行走的靈活性。二、國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)綜合比較及技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)二、國(guó)內(nèi)外同類技術(shù)綜合比較及技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)54磁隙310mm1263磁隙吸附行走輪系機(jī)構(gòu)1-磁塊 2-磁隙調(diào)節(jié)裝置 3-行走機(jī)構(gòu)骨架 4-履帶 5-行走驅(qū)動(dòng)馬達(dá) 6-履帶張緊裝置1 1 應(yīng)用情況應(yīng)用情況1.1爬壁除銹成套設(shè)備爬壁除銹成套設(shè)備p成套設(shè)備主要由超高壓泵機(jī)組、磁隙式爬壁機(jī)器人、真空回收系統(tǒng)及控制系統(tǒng)等組成，用于船舶、儲(chǔ)罐等大型鋼質(zhì)表面除銹。除銹同時(shí)真空回收，即除即干，可達(dá)到“白金”除銹效果。p成套設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)為：高壓泵

10、壓力：200250MPa流 量：3050L/min真空度：-0.030.06 Mpa除銹寬度：300mm除銹速度：3080m/h除銹質(zhì)量：Sa 22.5級(jí)三、應(yīng)用情況及經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益三、應(yīng)用情況及經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益1.1爬壁除銹成套設(shè)備爬壁除銹成套設(shè)備三、應(yīng)用情況及經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益三、應(yīng)用情況及經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益1.2 鐵路貨車除銹生產(chǎn)線鐵路貨車除銹生產(chǎn)線三、應(yīng)用情況及經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益三、應(yīng)用情況及經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益生產(chǎn)線（1） 生產(chǎn)線（2）1.2 鐵路貨車除銹生產(chǎn)線鐵路貨車除銹生產(chǎn)線三、應(yīng)用情況及經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益三、應(yīng)用情況及經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益底架型鋼除銹效果外壁除銹效果內(nèi)壁除銹效果1.3 機(jī)場(chǎng)道面工程車機(jī)場(chǎng)道面工程車三、應(yīng)用情

11、況及經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益三、應(yīng)用情況及經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益除膠作業(yè)應(yīng)用飛機(jī)蒙皮除漆應(yīng)用2 2 經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益p本項(xiàng)目技術(shù)已廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、船舶、鐵路及航空等諸多行業(yè)與領(lǐng)域，截止2009年底已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值3000萬元，利潤(rùn)1280萬元。p該技術(shù)應(yīng)用正處在蓬勃發(fā)展初期，僅2010年上半年，新增產(chǎn)值1300萬元。通過市場(chǎng)調(diào)研，本項(xiàng)目技術(shù)在船舶除銹、鐵路貨車與動(dòng)車表面除銹（除漆）、機(jī)場(chǎng)道面工程作業(yè)等領(lǐng)域都蘊(yùn)含著巨大的經(jīng)濟(jì)效益。三、應(yīng)用情況及經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益三、應(yīng)用情況及經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域工作量工作量所需設(shè)備數(shù)量所需設(shè)備數(shù)量單套設(shè)備價(jià)格單套設(shè)備價(jià)格合計(jì)價(jià)格合計(jì)價(jià)格利潤(rùn)利潤(rùn)統(tǒng)計(jì)年限統(tǒng)計(jì)年限船舶除銹

12、1223.1萬45套150萬元6750萬元1688萬元2009年鐵路貨車除銹2430萬18條生產(chǎn)線550萬元9900萬元1980萬元2009年機(jī)場(chǎng)道面作業(yè)30個(gè)4E機(jī)場(chǎng)25套290萬元7250萬元1813萬元2009年合計(jì)23900萬元5481萬元p通過本項(xiàng)目的研究，趕上了國(guó)際先進(jìn)水平產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)了原創(chuàng)工程應(yīng)用。p掌握核心技術(shù)，以國(guó)產(chǎn)產(chǎn)品取代進(jìn)口，在節(jié)約外匯，提升企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。p本項(xiàng)目以常溫清水為作業(yè)介質(zhì)的清潔型物理工藝，用以取代化學(xué)及噴砂、拋丸等高污染工藝，且作業(yè)用水可循環(huán)利用，符合目前全世界所倡導(dǎo)的節(jié)能、減排主題。p掌握核心技術(shù)，堵住進(jìn)口，取代傳統(tǒng)工藝，保護(hù)環(huán)境，清潔生產(chǎn)三、應(yīng)用情況及經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益三、應(yīng)用情況及經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益p實(shí)現(xiàn)了我國(guó)超高壓大功率旋轉(zhuǎn)水射流工程應(yīng)用，為國(guó)內(nèi)行業(yè)的產(chǎn)品發(fā)展做出了示范。p以技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)為主導(dǎo)的超高壓水射流成套技術(shù)提升了我國(guó)產(chǎn)品國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。p在本項(xiàng)目基礎(chǔ)上完成了高壓清洗機(jī)、超高壓水切割機(jī)和高壓水射流清洗作業(yè)安全規(guī)范系列國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)制定。四、推動(dòng)行業(yè)科技進(jìn)步的作用四、推動(dòng)行業(yè)科技進(jìn)步的作用五、應(yīng)用演示五、應(yīng)用演示合肥通用機(jī)械研究院地址