125957 (577938), страница 6
Текст из файла (страница 6)
Одним из существенных недостатков в работе струйного аппарата является абразивный износ рабочей части смесительного сопла. Для уменьшения этого недостатка используется струйный аппарат, конструкция которого представлена на рис. 4.28. Аппарат состоит из корпуса 1, втулки 2 для подачи суспензии, срез выходного отверстия которой расположен на 1/3 длины рабочей части смесительного сопла 5, и штуцера 3 для подвода сжатого воздуха. Во втулке 2 выполнены отверстия 4, которые равномерно расположены под острым углом к оси втулки по направлению движения абразивных частиц в непосредственной близости от среза выходного отверстии втулки.
При работе сжатый воздух через штуцер 3 подается в кольцевую щель между втулкой 2 и корпусом 1 в рабочую часть смесительного сопла 5. При обтекании втулки 2 в кольцевом потоке создается разрежение, которое способствует всасыванию абразивных частиц вместе С воздухом через отверстия 4 в рабочую часть сопла 5. Благодаря тому, что скорость в центре потока выше, чем на периферии.
абразивные частицы стремятся в центр потока, поэтому он проходит рабочую часть сопла 5, не касаясь его стенок. В результате этого абразивный износ смесительного сопла 5 значительно уменьшается.
На рис. 4.29 представлена конструкция струйного аппарата с соплом из минералокерамических колец. В корпусе 3 установлено активное сопло 2, в которое через штуцер 6 и муфту 5 подводится сжатый воздух. Подвод суспензии к аппарату осуществляется через штуцер 4. Смесительное сопло выполнено в виде сменных минералокерамических колец 1, стойкость которых к абразивному износу лежит в пределах 90... 100 часов работы.
Струйный аппарат, конструкция которого представлена на рис. 4.30, позволяет повысить производительность обработки. Аппарат имеет конус 1, корпус 2, активное сопло 3, кольцо 4, стакан 5, воздухопровод 6 и штуцер дли подвода суспензии 7. Корпус 2 полого цилиндра, переходящего в расширяющийся внутренний конус, соединяется
наружной резьбой со стаканом 5. К стакану 5 приварен штуцер 7 для подвода суспензии. Через центральное отверстие донышка стакана установлен воздухопровод 6, соединенный посредством сварки с кольцом 4. На наружную поверхность кольца навинчено активное сопло 3, а к переднему торцу кольца при помощи центрального болта крепится конус 1 таким образом, что конус 1 и коническая поверхность корпуса 2 образуют в сборе камеру смешивания и разгона суспензии, переходящую в кольцевое сопло.
Суспензия через штуцер 7 подается в полость, образованную стаканом 5 и воздухопроводом 6 
, затем по кольцевому каналу поступает в камеру смешивания и разгона. Под действием ускоренной струи
воздуха суспензия смешивается, разгоняется и выбрасывается из аппарата в виде кольцевой рабочей струи. Потоки суспензии, соприкасающиеся с поверхностями конуса и корпуса, на которых выполнены сферические выступы, подвергаются турбулентным пульсациям, т. е. пристеночные потоки отрываются от образующих поверхностей. Это явление снижает износ детали струйного аппарата и уменьшает сопротивление движению основного потока.
В производстве используется значительное количество установок, в которых применяются ручные струйные аппараты. При эксплуатации эти аппараты располагаются в рабочей камере, оператор держит их в руках и тем самым направляет струю суспензии на обрабатываемую поверхность.
На рис. 4.31 представлены конструкции типичных ручных струйных аппаратов. В корпусе 2 (рис. 4.31, а) закреплены штуцер 4 для подвода суспензии и активное сопло 3 для подачи сжатого воздуха. Смесительное сопло 1 ввинчивается в корпус по резьбе. Тем самым обеспечивается быстрая замена изнашиваемого сопла. К корпусу прикреплена ручка 5, необходимая для эксплуатации струйного аппарата.
В аппарате, показанном на рис. 4.31, б, в отличие от ранее описанной конструкции воздух и суспензия в смесительное сопло поступают параллельными потоками. В корпусе 3 закреплены активное сопло 4 и штуцер 5 для подвода суспензии. Для регулировки положения активного сопла относительно смесительного используется винт 5. Смесительное сопло 1 закрепляется в корпусе 3 резиновой крышкой 2, что позволяет осуществлять быструю замену сопла. Сжатый воздух подается в струйный аппарат через штуцер 7 и муфту 6. При работе на штуцеры устанавливаются шланги, держась за которые, оператор направляет струю на обрабатываемую заготовку.
7.2.2 Струйные аппараты, формирующие плоские струи
Плоская гидроабразивная струя в отличие от осесимметричной обладает более широкими технологическими возможностями, особенно при обработке сложнопрофильных поверхностей. Применение струйных аппаратов, формирующих плоские гидроабразивные струи, позволяет в большинстве случаев значительно упростить схему обработки, обеспечить равномерный съем материала при стабильном получении заданных показателей поверхностного слоя обрабатываемой детали. В то же время формирование плоской струи, в которой профиль скорости и распределение абразивных частиц по ширине были бы равномерными, является более сложной задачей, чем в случае струи круглого сечения. Несколько усложняется конструкция струйного аппарата, а также технология изготовления активных и смесительных сопел.
В отличие от распространенных струйных аппаратов, формирующих круглые струи, число реально действующих конструкций струйных аппаратов для формирования плоских гидроабразивных струй ограничено. Плоскую струю можно получить различными способами.
На рис. 4.32 показан струйный аппарат, который формирует струю с равномерным по ширине профилем скорости за счет перекрытия расположенных в ряд с определенным шагом струй круглого сечения. Аппарат используется для обработки сложнопрофильных поверхностей, причем его конструкция позволяет в широких пределах регулировать
размеры зоны обработки. Струйный аппарат состоит из корпуса 1 со штуцером 2, через который подается суспензия. В корпусе 1 установлены секции активных 3 и смесительных 4 сопел, причем расстояние между осями сопел выбирается из соотношения h=kdс, где к — коэффициент смещения осей, изменяющийся в пределах 1,1...2,9 и зависящий от угла распыла сопла β и диаметра смесительного сопла dс. Секция активных сопел 3 имеет распределительную камеру 5, закрытую крышкой 6, на которой установлен штуцер 7, служащий Для подачи активного газа (воздуха). На крышке 6 установлены запорные устройства 8 активных сопел 3. Для уменьшения износа выходной части смесительные сопла 10 снабжены керамическими вставками 11.
Струйный аппарат работает следующим образом. Воздух через штуцер 7 подается в распределительную камеру 5, откуда попадает в активные сопла 9, где разгоняется до звуковой скорости. Одновременно суспензия через штуцер 2 поступает к смесительным соплам 10, где происходит ее подмешивание к потоку воздуха. Гидроабразивные струи 12, выходящие из смесительных сопел, имеют угол распыла β и пересекаются в плоскости X—X, за которой образуется сплошной гидроабразивный поток. В результате наложения и взаимодействии отдельных гидроабразивных струй происходит выравнивание поля скоростей внутри сплошного потока. На некотором расстоянии L от смесительных сопел, которое зависит от угла распыла струи, выходного диаметра смесительных сопел и расстояния между их осями, скорости внутри потока выравниваются настолько, что обеспечивают равномерный съем материала с обрабатываемой поверхности.
Для обработки поверхностей различных размеров без изменения положения струйного аппарата активные сопла имеют запорные устройства 8. Перекрывая доступ воздуха к части активных сопел, можно регулировать размеры зоны обработки, что расширяет технологические возможности струйного аппарата.
В большинстве случаев плоские гидроабразивные струи формируются струйными аппаратами, в которых смесительное сопло выполнено в виде щели. На рис. 4.33 приведены конструкции щелевых смесительных сопел. Сопло (рис. 4.33, а) с размерами выходного отверстия 5X16 мм состоит из двух половин, соединенных винтами. На внутреннюю поверхность сопла нанесено износостойкое покрытие на основе карбида вольфрама. Разъемная конструкция позволяет по мере износа покрытия наносить новое, что значительно увеличивает срок службы сопла. На рис. 4.33, б показано щелевое сопло с размерами выходного отверстия 4X16 мм. Сопла данной конструкции изготавливаются путем спекании абразивного порошка черного карбида кремния и имеют срок службы более 100 часов.
На рис. 4.34 приведена конструкция струйного аппарата со щелевым соплом, предназначенного для обработки фасонных поверхностей (пресс-форм) . Аппарат работает следующим образом. Гидроабразивная суспензия через пульпопровод 2 поступает в корпус 1, который заканчивается насадкой прямоугольного сечения. Сюда же через трубопровод 4 поступает сжатый воздух. Смешиваясь с воздухом, суспензия разгоняется в камере смешивания и с большой скоростью выходит из щели под заданным углом, который регулируется с помощью подвески 3, на обрабатываемую деталь 5.
Для обработки лопаток ГТД используется струйный аппарат, показанный на рис. 4.35. Конструкция струйного аппарата позволяет устанавливать щелевые смесительные сопла с шириной выходного отверстия до 50 мм. Аппарат состоит из смесительного сопла 1, двух корпусов 2 и 10, соединенных винтами 4, активного сопла 3, закрепленного с помощью винтов 12 на переходнике 5, крышки в со штуцером 9 для подачи сжатого воздуха, крышки 7 со штуцером 15 для подачи суспензии, клина 14, приваренного к крышке 6 и служащего для разделения потока суспензии, кронштейна 11 для крепления струйного аппарата, штифтов 13 для центрирования относительно друг друга смесительного и активного сопел. Регулировка расстояния между выходным торцем активного сопла и входным горнем смесительного сопла осуществляется гайками 8. Смесительное сопло струйного аппарата по аналогии с соплом, показанным на рис. 4.33а состоит из двух половин, на внутреннюю поверхность которых нанесено износостойкое покрытие. При ширине выходного отверстия более 20 мм на внутренней поверхности сопла с равномерным шагом выполняются радиусные канавки, диаметры DR которых выбирают равными 1,2...1,5, а шаг Hk 1,0—2,2 высоты hc щелевою отверстии При этом активное сопло выполняется в виде ряда круглых отверстий, расположенных соосно с радиусными канавками. Данная конструкция смесительного и активного сопел обеспечивает равномерное распределение абразивных частиц по сечению гидроабразивной струи, что приводит к повышению производительности обработки при более равномерном съеме материала.
Было отмечено, что при прочих равных условиях (отношение площадей сечений, расходов и давлений подачи воздуха и суспензии и т. д.) струйные аппараты со щелевыми соплами обеспечивают более высокую производительность обработки, чем аппараты с круглыми соплами. Иллюстрацией этому служат графики на рис. 4.36.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
