Открытие в мире гидроабразивных технологий: гранатовый песок можно заменить!
Подписаться на разделМировое машиностроительное сообщество последнее десятилетие активное занимается внедрением новых материалов, сочетающих в себе максимальное количество специальных свойств: прочность, пластичность, коррозионную стойкость и износостойкость, многослойных листов из углеродистой и коррозионностойкой стали, листов из алюминия и его сплавов и прочие. Детали из подобных материалов используется в крупнейших сферах: судостроение, авиастроение, химическое, транспортное и энергетическое машиностроение, военная и ракетная техника.
Свойства и характеристики присущие абразивному зерну при гидроабразивной резки значительно влияют на скорость подачи сопла относительно материала, тем самым, определяя производительность и качество обработки материала.
Сверхзвуковой поток абразивной смеси вне зависимости от типа абразива, его формы и размера при взаимодействии с поверхностью обрабатываемого материала приводит к его повреждению. Производительность гидроабразивного резания отражает сущность контактного взаимодействия поверхности материала и абразива, величину и схему внешнего силового воздействия, соотношение свойств прочности обрабатываемого материала и абразива. Высоким значениям твердости и прочности абразива соответствует его эффективная способность к внедрению в рабочую поверхность детали и разрушению материала. Если металл более твёрдый и прочный, чем абразив, то в таком случае, разрушится абразив и, следовательно, резание затруднено.
Результаты проведенных исследований ООО «Орловский абразивный завод» и ООО «ФинДжет» свидетельствуют, что значительное повышение (в 3 раза) производительности резания высокопрочных материалов обеспечивает более твердый абразив корунд. Использование корунда для резания других материалов дает прирост производительности примерно на 300%. При этом, такая интенсификация процесса гидроабразивного резания приводит к быстрому износу сопла (до 10-30 ч.) и изменению его внутренней геометрии, что делает невозможным получение точных размеров детали.
В целом, производителями гидрорежущего оборудования рекомендуется при выборе абразива учитывать следующие аспекты:
• абразив должен быть двойного просеивания, что обеспечивает удаление мелкой и крупной фракции, в противном случае сопло может забиться или снизится производительность резания;
• чем грубее абразивное зерно, тем лучше режущая способность гидроабразивной струи и выше производительность;
• чем выше твердость абразивного зерна, тем лучше режущая способность и выше производительность;
• себестоимость резания зависит от стоимости применяемого абразива.
Однако, следует учитывать, что абразив по высокой цене может снизить затраты на стоимость операции за счет повышения производительности обработки. Если планируются использовать максимальные скорости подачи, то следует выбирать более крупный абразив.
Стандартно в качестве абразива используется гранат. Гранат имеет достаточную твердость, которая подходит для резания большинства металлов и причиняет меньший износ соплу по сравнению с электрокорундом и карбидом кремния. Однако, использование граната для гидроабразивного резания связано с финансовыми затратами, так как гранат относительно редкий минерал и процесс его очистки довольно дорогостоящий.
Одним из путей повышения эффективности и снижения себестоимости процесса гидроабразивного резания является подбор оптимальной смеси абразива, позволяющий достигнуть требуемых параметров качества.
ООО «Орловский абразивный завод» совместно с ООО «ФинДжет» разработал методику проектирования абразивных составов для гидроабразивного резания из абразивных частиц со средней, высокой и сверхвысокой твердостью, причем пропорции указанных компонентов выбираются в соответствии с процедурой оптимизации ее состава, включающей следующие этапы:
• расчет объемного уноса обрабатываемого материала единичным абразивным зерном со средней, высокой и сверхвысокой твердостью;
• расчет объемного уноса материала сопла единичным зерном со средней, высокой и сверхвысокой твердостью;
• расчет критического объемного уноса материала сопла;
• расчет максимального количества абразивных частиц проходящих через сопло;
• расчет необходимого объемного уноса обрабатываемого материала в единицу времени;
• оптимизация пропорции абразивной смеси с применением методов математического программирования, в частности, линейной оптимизации.
Разработанные абразивные смеси на ООО «Орловский абразивный завод» обладают уникальными физико-механическими свойствами и имеют следующие преимущества:
• дешевле традиционно используемого гранатового песка в 2 - 3 раза;
• снижают износ сопла за счет введения минимального количества твердых абразивов;
• обеспечивают скорость резания и качество поверхности, которое соответствует при использовании граната;
• обеспечивают бесперебойную подачу абразива в сопло установки и исключают засорение фокусирующей трубки;
• безопасны для здоровья человека.
Технология гидроабразивной резки, использующая в своей работе абразивную смесь нового поколения, решает многие актуальные задачи современной техники металлообработки, горного дела, космических исследований, транспортных средств, ядерной энергетики и пр.
Свойства и характеристики присущие абразивному зерну при гидроабразивной резки значительно влияют на скорость подачи сопла относительно материала, тем самым, определяя производительность и качество обработки материала.
Сверхзвуковой поток абразивной смеси вне зависимости от типа абразива, его формы и размера при взаимодействии с поверхностью обрабатываемого материала приводит к его повреждению. Производительность гидроабразивного резания отражает сущность контактного взаимодействия поверхности материала и абразива, величину и схему внешнего силового воздействия, соотношение свойств прочности обрабатываемого материала и абразива. Высоким значениям твердости и прочности абразива соответствует его эффективная способность к внедрению в рабочую поверхность детали и разрушению материала. Если металл более твёрдый и прочный, чем абразив, то в таком случае, разрушится абразив и, следовательно, резание затруднено.
Результаты проведенных исследований ООО «Орловский абразивный завод» и ООО «ФинДжет» свидетельствуют, что значительное повышение (в 3 раза) производительности резания высокопрочных материалов обеспечивает более твердый абразив корунд. Использование корунда для резания других материалов дает прирост производительности примерно на 300%. При этом, такая интенсификация процесса гидроабразивного резания приводит к быстрому износу сопла (до 10-30 ч.) и изменению его внутренней геометрии, что делает невозможным получение точных размеров детали.
В целом, производителями гидрорежущего оборудования рекомендуется при выборе абразива учитывать следующие аспекты:
• абразив должен быть двойного просеивания, что обеспечивает удаление мелкой и крупной фракции, в противном случае сопло может забиться или снизится производительность резания;
• чем грубее абразивное зерно, тем лучше режущая способность гидроабразивной струи и выше производительность;
• чем выше твердость абразивного зерна, тем лучше режущая способность и выше производительность;
• себестоимость резания зависит от стоимости применяемого абразива.
Однако, следует учитывать, что абразив по высокой цене может снизить затраты на стоимость операции за счет повышения производительности обработки. Если планируются использовать максимальные скорости подачи, то следует выбирать более крупный абразив.
Стандартно в качестве абразива используется гранат. Гранат имеет достаточную твердость, которая подходит для резания большинства металлов и причиняет меньший износ соплу по сравнению с электрокорундом и карбидом кремния. Однако, использование граната для гидроабразивного резания связано с финансовыми затратами, так как гранат относительно редкий минерал и процесс его очистки довольно дорогостоящий.
Одним из путей повышения эффективности и снижения себестоимости процесса гидроабразивного резания является подбор оптимальной смеси абразива, позволяющий достигнуть требуемых параметров качества.
ООО «Орловский абразивный завод» совместно с ООО «ФинДжет» разработал методику проектирования абразивных составов для гидроабразивного резания из абразивных частиц со средней, высокой и сверхвысокой твердостью, причем пропорции указанных компонентов выбираются в соответствии с процедурой оптимизации ее состава, включающей следующие этапы:
• расчет объемного уноса обрабатываемого материала единичным абразивным зерном со средней, высокой и сверхвысокой твердостью;
• расчет объемного уноса материала сопла единичным зерном со средней, высокой и сверхвысокой твердостью;
• расчет критического объемного уноса материала сопла;
• расчет максимального количества абразивных частиц проходящих через сопло;
• расчет необходимого объемного уноса обрабатываемого материала в единицу времени;
• оптимизация пропорции абразивной смеси с применением методов математического программирования, в частности, линейной оптимизации.
Разработанные абразивные смеси на ООО «Орловский абразивный завод» обладают уникальными физико-механическими свойствами и имеют следующие преимущества:
• дешевле традиционно используемого гранатового песка в 2 - 3 раза;
• снижают износ сопла за счет введения минимального количества твердых абразивов;
• обеспечивают скорость резания и качество поверхности, которое соответствует при использовании граната;
• обеспечивают бесперебойную подачу абразива в сопло установки и исключают засорение фокусирующей трубки;
• безопасны для здоровья человека.
Технология гидроабразивной резки, использующая в своей работе абразивную смесь нового поколения, решает многие актуальные задачи современной техники металлообработки, горного дела, космических исследований, транспортных средств, ядерной энергетики и пр.
| Источник: | Собственная информация |
| Учетная запись: | ФинДжет |
| Дата: | 30.06.15 |
