Nghiên cứu công nghệ cắt bằng tia nước áp suất cao có trộn hạt mài

TRẦN THANH HOÀNG BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI - TRẦN THANH HOÀNG CƠ ĐIỆN TỬ NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ CẮT BẰNG TIA NƯỚC ÁP SUẤT CAO CÓ TRỘN HẠT MÀI LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC CƠ ĐIỆN TỬ KHOÁ 2009 Hà Nội – 2012 1    LỜI NÓI ĐẦU   Ngày công nghệ tia nước áp suất cao quen thuộc với chúng ta, công nghệ đặc biệt phát triển mạnh ứng dụng nhiều ngành công nghiệp nước phát triển Mỹ, Đức, Nhật, Canada… toàn giới Công nghệ cắt TNASC có hạt mài bước phát triển quan trọng đầy triển vọng, việc tham gia hạt mài vào tia nước tăng đáng kể khả cắt độ xác chất lượng gia công, làm giảm đáng kể chi phí gia công, điều khắc phục nhược điểm công nghệ cắt TNASC Với tham gia hạt mài vào tia nước tạo khả bóc tách vật liệu lớn, mở khả ứng dụng hoàn toàn so với TNASC khiết Trong luận văn này, học viên sâu vào phân tích công nghệ cắt TNASC có trộn hạt mài giới thiệu cấu trúc thiết bị với mục đích có nhìn đầy đủ thiết bị công nghệ cắt Học viên xin chân thành cảm ơn TS Nguyễn Văn Huyến tận tình giúp đỡ mặt chuyên môn, xin chân thành cảm ơn lãnh đạo Viện IMI tạo điều kiện giúp đỡ tài liệu thiết bị để thực thí nghiệm, xin chân thành cảm ơn bạn đồng nghiệp giúp hoàn thành luận văn Tuy có nhiều cố gắng, thời gian trình độ có hạn, luận văn nhiều thiếu xót cần bổ sung thêm Rất mong đóng góp ý kiến bổ xung đồng nghiệp Tác giả Trần Thanh Hoàng 2    DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CÁC TỪ VIẾT TẮT   Ký hiệu/ Chữ viết tắt v1 v2 p1 p2 g t n Ý nghĩa Đơn vị Vận tốc dòng tia nước trước đầu phun Vận tốc dòng tia nước sau đầu phun Áp suất trước khỏi đầu phun Áp suất sau khỏi đầu phun Gia tốc trọng trường Thời gian tác động Số lần dịch chuyển Tốc độ dịch chuyển m/s m/s Pa Pa m/s2 s m/s Vận tốc tia nước m/s Vận tốc hạt mài m/s Lưu lượng hạt mài kg/s Lưu lượng nước kg/s Tốc độ âm môi trường nước m/s h Chiều sâu cắt mm dp Đường kính đầu phun mm Đường kính ống dẫn hội tụ mm Chiều dài ống dẫn hội tụ mm Đường kính hạt mài mm q Lưu lượng kg/s p Áp suất bơm bar s Khoảng cách cắt mm Ra Độ nhám bề mặt m kg/m3 vdc vhm qhm qn cn dF lF dhm  Tỷ trọng nước α Góc tới tia nước với mặt vật liệu o β Góc mở tia o γ Góc tới giọt o  TNASC Hệ số vận tốc - Tia nước áp suất cao - 3                                    AWJ Abrasive Water Jet - AWIJ Abrasive Water Injection Jet - AWSJ Abrasive Water Suspension Jet - 4    DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ   Số hình 1.1 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 2.10 2.11 2.12 2.13 2.14 2.15 2.16 2.17 2.18 2.19 2.20 2.21 3.1 3.2 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 Nội dung hình vẽ, đồ thi Trang Một số sản phẩm gia công bằn công nghệ tia nước áp suất cao Sơ đồ phân loại công nghệ tia nước áp suất cao Sơ đồ nguyên lý tia nước áp suất cao khiết Sơ đồ nguyên lý tia nước áp suất cao trộn hạt mài Các nguyên lý tạo tia nước áp suất cao trộn hạt mài có áp So sánh tính chất chung hai phương pháp trộn hạt mài Những trường hợp tác động áp suất lên bề mặt vật liệu Sự phân bố áp suất giọt va đập bề mặt vật liệu Khả bóc tách vật liệu phụ thuộc vào khoảng cách đầu phun Sơ đồ lực tác động tia nước Tia nước có hạt mài sau đầu phun Dạng bóc tách vật liệu hạt chất rắn Sơ đồ yếu tố ảnh hưởng đến công nghệ cắt tia nước áp suất cao Ảnh hưởng áp suất bơm lên chiều sâu rãnh cắt Ảnh hưởng đường kính vòi phun đến chiều sâu rãnh cắt Kích thước vòi phun Kích thước hạt mài Ảnh hưởng lưu lượng hạt mài đến chiều sâu rãnh cắt Ảnh hưởng vận tốc cắt đến chiều sâu rãnh cắt Ảnh hưởng vận tốc cắt đến suất cắt Ảnh hưởng khoảng cách cắt đến chiều sâu rãnh cắt Ảnh hưởng góc cắt Hình ảnh 3D loại hạt mài thường gặp Sự phân bố hình dạng hạt mài Sơ đồ bố trí thiết bị cắt tia nước áp suất cao Sơ đồ cấu tạo bơm piston Sơ đồ nguyên lý thiết bị tạo áp hãng BÖHLER Sơ đồ áp suất khuếch đại áp Sơ đồ cấu tạo cụm cắt Đầu cắt hãng BÖHLER Bình cấp hạt mài trung gian Van định lượng Mô tả hình dạng kích thước phôi vị trí đường cắt 18 20 21 24 25 28 30 31 32 35 38 40 42 44 45 45 46 47 47 48 49 49 58 59 64 65 66 67 67 68 69 72 5    4.9 4.10 4.11                                         thí nghiệm Phương pháp đo chiều sâu mạch cắt Quan hệ chiều sâu mạch cắt áp suất cắt – tốc độ dịch chuyển Quan hệ chiều sâu mạch cắt lưu lượng hạt mài – tốc độ dịch chuyển 73 76 78 6    DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU   Số bảng 2.1 2.2 2.3 3.1 3.2 3.3 3.4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6a 4.6b 4.7 4.8a 4.8a             Nội dung bảng biêu Trang Ứng dụng công nghệ làm bóc tách tia nước Ứng dụng tia nước áp suất cao khiết cắt vật liệu Hệ số vật liệu Một số tiêu chuẩn kích thước hạt mài Tính chất loại hạt mài Các loại hạt mài dùng công nghệ cắt tia nước áp suất cao Các thông số kỹ thuật hạt mài Garnet Thông số kỹ thuật bơm cao áp DYNATRONIC 403 Thông số kỹ thuật bàn cắt KWS 2010 Thông số kỹ thuật đầu cắt Bảng đặc tính lý thép inox mác SUS 304 Thông số thí nghiệm cố định Kết đo chiều sâu mạch cắt với v = 25mm/ph Kết đo chiều sâu mạch cắt với v = 100mm/ph Thông số thí nghiệm cố định Kết đo chiều sâu mạch cắt với v = 25mm/ph Kết đo chiều sâu mạch cắt với v = 100mm/ph 22 23 50 57 59 60 61 70 71 71 72 74 75 75 76 76 78 7    MỤC LỤC   LỜI NÓI ĐẦU DANH MỤC KÝ HIỆU VÀ CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU MỤC LỤC MỞ ĐẦU 11 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CẮT BẰNG TIA NƯỚC ÁP SUẤT CAO 13 1.1 Lịch sử phát triển công nghệ tia nước áp suất cao 13 1.2 Ưu, nhược điểm phương pháp cắt tia nước áp suất cao 15 1.2.1 Ưu điểm 15 1.2.2 Nhược điểm 15 1.2.3 So sánh với số phương pháp gia công khác 16 a So sánh với gia công truyền thống 16 b So sánh với gia công tia lửa điện 16 c So sánh với gia công tia laser 16 1.2.4 Một số sản phẩm gia công cắt công nghệ tia nước áp suất cao 18 CHƯƠNG LÝ THUYẾT CƠ SỞ VỀ TIA NƯỚC ÁP SUẤT CAO 19 2.1 Định nghĩa phân loại công nghệ tia nước áp suất cao 19 2.1.1 Định nghĩa tia nước áp suất cao 19 2.1.2 Phân loại công nghệ tia nước áp suất cao 19 2.1.3 Tia nước áp suất cao khiết 21 2.1.4 Tia nước áp suất cao có trộn hạt mài 23 a Tia nước trộn hạt không áp dạng “Injection” 24 b Tia nước trộn hạt mài có áp dạng “Suspension” 25 8    2.1.5 So sánh tính hai phương pháp trộn hạt mài 26 2.2 Cơ chế tác động bóc tách (quá trình tạo phoi) vật liệu tia nước áp suất cao 29 2.2.1 Tia nước áp suất cao khiết 29 a Lý thuyết sở tác động tia nước lên bề mặt vật liệu 29 b Áp suất phá hủy, đại lượng đặc trưng cho vật liệu 33 c Bóc tách vật liệu dòn 33 d Bóc tách vật liệu dẻo 36 2.2.2 Tia nước áp suất cao có hạt mài 37 a Lý thuyết sở tia nước áp suất cao có hạt mài 37 b Quá trình tạo phoi (bóc tách vật liệu) công nghệ cắt tia nước áp suất cao có hạt mài………………………….………………………… ………38 2.3 Các thông số công nghệ phương pháp cắt tia nước áp suất cao 41 2.3.1 Các thông số ảnh hưởng đến trình tạo tia nước áp suất cao 41 a Áp suất 43 b Đường kính vòi phun 44 c Kích thươc vòi phun 45 d Hạt mài 46 e Lưu lượng hạt mài 46 2.3.2 Các thông số ảnh hưởng đến trình cắt tia nước áp suất cao……………………………………………………………………………… 47 a Tốc độ dịch chuyển 47 b Khoảng cách cắt 48 c Góc cắt 49 e Vật liệu cắt, chất lượng vật liệu 50 2.4 Công nghệ cắt tia nước áp suất cao nước 50 2.5 Kết luận chương 52 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ CÁC LOẠI HẠT MÀI 53 9    3.1 Nhóm hạt mài tự nhiên 53 3.1.1 Nhóm phân tử 53 3.1.2 Nhóm Carbides (SiC) 54 3.1.3 Nhóm Oxides 54 3.1.4 Nhóm khoáng chất (Spinel Group) 55 3.1.5 Nhóm Silicate (SiO4) 55 3.1.6 Nhóm Phosphates 56 3.2 Nhóm hạt mài nhân tạo 56 3.3 Xác định đặc điểm chung hạt mài sử dụng công nghệ cắt TNASC ………………………………………………….56 3.3.1 Sự phân bố kích cỡ hạt mài 57 3.3.2 Hình dáng hình học hạt mài 58 3.3.3 Hạt mài công nghệ cắt tia nước áp suất cao 59 3.3.4 Lựa chọn loại hạt mài dùng thí nghiệm 61 3.4 Kết luận chương 62 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM 64 4.1 Cấu tạo chung thiết bị cắt tia nước áp suất cao 64 4.1.1 Cụm tạo áp 65 4.1.2 Cụm cắt 67 4.1.3 Cụm cấp hạt mài 68 4.2 Thiết kế thí nghiệm 70 4.2.1 Chuẩn bị máy 70 a Thiết bị tạo áp 70 b Cụm cắt cụm điều khiển 71 c Cụm cấp hạt mài 71 4.2.2 Lựa chọn phôi 72 4.2.3 Giới hạn mục tiêu nghiên cứu thực nghiệm 73 4.2.4 Phương pháp đo đánh giá kết 73 71    b Cụm cắt cụm điều khiển Cụm cắt cụm điều khiển đồng hãng KLETT (Đức) với thông số kỹ thuật Thông số Đơn vị Giá trị Kiểu máy KWS 2010 Trục X mm 2000 Trục Y mm 1000 Trục Z mm 200 Kích thước (WxDxH) mm 2600x1530x1600 Khối lượng bàn cắt kg/m2 800 Độ xác vị trí mm/m ±0,1 Độ xác lặp lại mm/m ±0,05 Tốc độ cắt lớn mm/ph 9200 Truyền động động servo Điều khiển trục XY Phần mềm Soft Servo S-140M Bảng 4.2 Thông số kỹ thuật bàn cắt KWS 2010 Đầu cắt sử dụng thí nghiệm hãng BÖHLER có thông số kỹ thuật Thông số Đơn vị Đường kính đầu phun (do) mm 0.25 Đường kính ống dẫn hội tụ (dF) mm 0,8 Chiều dài ống dẫn hội tụ (lF) mm 70 Bảng 4.3 Thông số kỹ thuật đầu cắt Giá trị c Cụm cấp hạt mài Cụm cấp hạt mài hãng Mitsubishi- Nhật Bản Hạt mài sử dụng thí nghiệm cát tự nhiên lấy Mũi Né, Phan Thiết Cát tự nhiên sau sấy khô, sàng loại sàng, sàng 40 (có 40 nốt inch, kích thước lỗ 0,5mm) sàng 60 (có 60 nốt inch, kích thước lỗ 0,35) theo qui trình: Cát khô  Sàng 40 (Loại bỏ hạt to)  Sàng 60  Hạt lại mặt sàng 60 (Loại bỏ hạt nhỏ) Hạt mài thu có kích thước khoảng 0,35  0,5 mm, đạt yêu cầu sử dụng cắt TNASC có hạt mài 72    4.2 2.2 Lựa ch họn phôi Các thí ng ghiệm thực t vật liệuu thép khônng gỉ, mác SUS 304 ccó thành phầần hóa học sau: - C: 0,08% Si: 1,00% Mn: 2,00% P: 0,045% S: 0,03% Cr: 18,00- 20,0 00% 5% Ni: 8,00- 10,05 Tính chất c lý: Đặ ặc tính Đơn vvị Giá trị Độ ộ cứng HB B 150÷170 Độ ộ bền kéo N/m mm2 700 Tín nh gia công Tốt Tín nh chống mài m mòn Tốt Ứn ng suất bền MP Pa 515 Giớ ới hạn chảy y MP Pa 205 Kh giãn n dài 40% Bảng 4.4 Bảng B đặc tíính lý củủa thép inoxx mác SUS 304 Hình H 4.8 Mô M tả hình ạng kích thư ước phôi vàà vị trí đđường cắt ttrong thí ngghiệm 73    4.2 2.3 Giới hạ ạn mục tiêu u nghiên ứu thực ngghiệm Trong chư ương học viên nêu u sơ đồ tổng yếu tố ảảnh hưởng đđến nh cắt gọt (n suất cắt, c chất lượ ợng mạch ccắt) cũngg đề cập đến vàài thông trìn số công nghệ ảnh hưởng lớn cácc nghiên ứu ccông bố ng TN NASC có trrộn hạt màài, áp suất ccắt tốc độ dịch Đối với viiệc gia côn uyển ảnh hư ưởng lớ ớn đến chiều u sâu rãnh cắt Do vậyy việc nghiiên cứu ảnhh hưởng chu củaa đến kếtt cắt có ó ý ngh hĩa lớn trrong thực tếế sản xuất Trong luận n văn này, học h viên ch họn hướng nnghiên cứu ảnh hưởngg áp suấất cắt huyển lên chiều c sâu mạch m cắt vớ ới vật lliệu cụ thể,, môii trường tốcc độ dịch ch nướ ớc độ sâu 10 cm Để đo o chiều sâuu mạch cắtt nên phôi sử dụng trrong thí ngh hiệm loạii phôi dày để đ xác định chínhh xác chiều sâu mạch ccắt 4.2 2.4 Phươn ng pháp đo đánh giiá kết Do mạch cắt c tia nước n tươn ng đối nhỏ sau, ngooài biên ddạng đáy củủa mạch p nhô lớ ớn, nên khô ông thể thựcc bằngg phương phháp đo quanng học cắtt có độ nhấp Hình h 4.9 Phươn ng pháp đoo chiều sâu m mạch cắt Để kết quảả đo có độ xác v tin cậy ccao, ta sử ddụng loại mẫu M Một loại có đầu vuông để đo chiềều sâu đỉnh loạại có đầu trròn để đo chhiều sâu đááy (hình 9) Các gá gá trượ ợt để đảm bbảo độ vuônng góc với rrãnh cắt, sauu lấy 4.9 dấu u đo kết thư ước cặp số 74    Giá trị chiều sâu mạch cắt xác định giá trị trung bình chiều sâu đến đỉnh đáy mạch cắt: h ∑ (4.1) Rút kết luận ảnh hưởng áp suất cắt – tốc độ dịch chuyển lưu lượng hạt mài – tốc độ dịch chuyển lên chiều sâu mạch cắt vật liệu cụ thể thép inox SUS 304 Rút kết luận cụ thể, đặt tiền đề cho nghiên cứu thực nghiệm sau 4.3 Nghiên cứu ảnh hưởng áp suất cắt – tốc độ dịch chuyển đến chiều sâu mạch cắt Thông số thí nghiệm cố định cho bảng 4.5: Thông số Đơn vị Độ sâu nước cắt m Khoảng cách cắt (s) mm Đường kính đầu phun (d0) mm mm Đường kính ống dẫn hội tụ (dF) Chiều dài ống dẫn hội tụ (dF) mm Loại hạt mài Độ lớn hạt mài mm Lưu lượng hạt mài (q) g/s Vật liệu thí nghiệm Bảng 4.5 Thông số thí nghiệm cố định Giá trị 0,1 0,25 0,8 70 cát tự nhiên 0,35÷0,5 SUS 304 Thực thí nghiệm với tốc độ dịch chuyển v = 25mm/ph áp suất bơm cắt P1 = 200 MPa; P2 = 240 MPa; P3 = 260 MPa; P4 = 280 MPa; P5 = 320 MPa Thực thí nghiệm với tốc độ dịch chuyển v = 100mm/ph áp suất bơm cắt P1 = 200 MPa; P2 = 240 MPa; P3 = 260 MPa; P4 = 280 MPa; P5 = 320 MPa Tiến hành đo chiều sâu mạch cắt thước Kết đo chiều sâu ghi bảng 4.6a, b 75    TT Chiều sâu mạch cắt h [mm] v = 25 mm/ph A/suất cắt P[Mpa] 200 240 260 280 320 h1 max 21 28.2 31.3 39 45.1 h2 20.8 27.5 30.1 37.2 40.2 max 21.9 30.1 35.1 38.3 49 h3 21.5 28.8 33.5 37.4 47.5 max 24.4 29.2 33.7 37.9 45 21.4 26.6 32.4 36.3 44.1 h 21.8 28.4 32.7 37.7 45.2 Bảng 4.6a Kết đo chiều sâu mạch cắt với v = 25mm/ph TT A/suất cắt P[Mpa] 200 240 260 280 320 Chiều sâu mạch cắt h [mm] v = 100 mm/ph h1 h2 h3 max max max 6.2 6.4 6.4 8.1 7.6 6.5 6.8 6.5 9.1 8.2 7.2 7.5 7.1 9.8 8.8 9.4 8.9 8.6 12 11.1 11 10.1 10.8 9.8 h 6.2 7.1 7.9 9.1 11 Bảng 4.6b Kết đo chiều sâu cắt với v = 100mm/ph 4.4 Biện luận kết Từ bảng 4.6a, b ta xây dựng đồ thị hình 4.10 mô tả mối quan hệ chiều sâu mạch cắt áp suất cắt – tốc độ dịch chuyển 76    âu mạch cắắt áp suấất cắt – tốc độ dịch chuuyển Hình 4.10 Quan hệ chiều sâ y tốc độ ộ dịch chuyểển không đđổi chiềuu sâu mạch cắt tỉ lệ Hình 4.10 cho ta thấy uận với áp suất s cắt, ngh hĩa áp p suất cắt tăăng chiềều sâu m mạch cắt cũũng tăng thu lên n Điều giảii thích o áp suuất cắt tăng,, động năngg cung cấp cho hạt màài lớn n, mạạch cắt đượcc tạo sâuu Bên cạnh đ ta thấy mộtt áp suất cắt tốc độ dịcch chuyển ccàng thấp thhì chiều u mạch cắt c cao Điều Đ có ó thể giải thhích tốốc độ dịch chuyển tănng lên sâu làm m cho số lư ượng hạt màài tham gia vào trìình cắt gọt đđơn vị diện tích cắt giảả đi, dẫn đến n chiều sâu u mạch cắt giảm g xuốngg, ngượcc lại làm chho độ nhám m bề mặt tăn ng lên Việcc giảm chấất lượng bềề mặt ttăng tốc độộ dịch chuyyển giống với phư ương pháp gia g công tru uyền thống 4.5 Nghiên n cứu ảnh hưởng h lưu lượng hạt mài – tốc độ dịch h chuyển đ đến chiiều sâu mạch cắt Thông số thí t nghiệm cố định đượ ợc cho trongg bảng 4.7:: 77    Thông số Đơn vị Độ sâu nước cắt m Khoảng cách cắt (s) mm Đường kính đầu phun (d0) mm Đường kính ống dẫn hội tụ (dF) mm Chiều dài ống dẫn hội tụ (lF) mm Loại hạt mài Độ lớn hạt mài mm Áp suất cắt MPa Vật liệu thí nghiệm Bảng 4.7 Thông số thí nghiệm cố định Giá trị 0,1 0,25 0,8 70 cát tự nhiên 0,35÷0,5 260 SUS 304 Thực thí nghiệm với tốc độ dịch chuyển v = 25 mm/ph lưu lượng hạt mài l1 = g/s; l2 = g/s; l3 = g/s; l4 = 11 g/s; l5 = 13 g/s Thực thí nghiệm với tốc độ dịch chuyển v = 100 mm/ph lưu lượng hạt mài l1 = g/s; l2 = g/s; l3 = g/s; l4 = 11 g/s; l5 = 13 g/s Tiến hành đo chiều sâu mạch cắt thước Kết đo chiều sâu ghi bảng 4.8a, b TT Lưu lượng hạt mài q (g/s) 11 13 Chiều sâu mạch cắt [mm] 25 mm/ph h1 max 12.5 32.4 43.2 47 47 h2 11 30 42.5 46.5 44 max 12.5 32.6 34.5 45.5 45 h3 12 28.9 42.7 42 43.5 max 11.5 31 41 42 42 11 29.4 40.5 41.5 41.5 Bảng 4.8a Kết đo chiều sâu mạch cắt với v = 25mm/ph h 11.8 30.7 40.7 44.1 43.8 78    TT 100 mm/pph Lưu lượn ng hạt mài q (g/s) max maax max 11 13 9.5 11.5 11.8 12 11 11 11.8 1.99 9.44 122 11.5 11.5 1.9 8.8 11 11.2 10.8 2.1 8.8 10.8 12 11.5 100.5 11 11 h1 h2 h3 h 8.8 11.1 11.4 11.4 Bảng 4.8 8b Kết đo chiều sââu cắt với v = 100mm/p /ph 4.6 Biện lu uận kết ả Từ bảng 4.8a, b ta xây x dựng đồ thị hình 44.11 mô tảả mối quan hệ chhiều sâu ưu lượng hạạt mài – tốc độ dịch chhuyển mạạch cắt lư Hìn nh 4.11 Quan hệ chiều sâu mạch m cắt vàà lưu lượngg hạt mài – ttốc độ dịch chuyển 79    Hình 4.11 khẳng định cho ta kết thí nghiệm trước, điều kiện lưu lượng hạt mài, áp suất cắt tốc độ dịch chuyển thấp chiều sâu mạch cắt lớn Bên cạnh cho ta thấy mối quan hệt chiều sâu mạch cắt lưu lượng hạt mài, lưu lượng hạt mài tăng chiều sâu mạch cắt tăng theo Điều lý giải điều kiện áp suất cắt, việc tăng lưu lượng hạt mài làm tăng số lượng hạt mài tham gia vào trình cắt, khả cắt gọt vật liệu tăng lên Tuy nhiên lưu lượng hạt mài tăng đến giá trị tới hạn dù có tiếp tục tăng lưu lượng hạt mài, chiều sâu mạch cắt không tăng lên có xu hướng giảm đi, nguyên nhân lưu lượng hạt mài lớn, mật độ hạt mài dày không gian không đổi ống dẫn hội tụ làm cho hạt mài chèn ép nhau, cản trở gây ma sát lên thành ống, kết làm giảm vận tốc hạt mài dẫn đến chiều sâu mạch cắt giảm Qua đồ thị 4.11 ta rút kết luận điều kiện sử dụng vòi phun d0 x dF x lF= 0,25 x 0,8 x 70 mm, áp suất cắt 260MPa, khoảng cách cắt 2mm, độ sâu mặt nước 0,1m lưu lượng hạt mài tối ưu 10g/s vật liệu inox SUS 304 4.7 Kết luận chương Trong chương học viên giải được: - Trình bày cấu trúc hoàn chỉnh hệ thống cắt TNASC trộn hạt mài - Xây dụng thí nghiệm lựa chọn phôi, hạt mài - Triển khai thí nghiệm mang tính thăm dò - Đo đạc lấy số liệu thí nghiệm - Xác định mức độ ảnh hưởng áp suất cắt, vận tốc dịch chuyển, lưu lượng hạt mài đến chiều sâu mạch cắt - Đối chiếu, so sánh kết với công trình nghiên cứu công bố 80    CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Kết luận Cắt vật liệu TNASC có trộn hạt mài phương pháp gia công tiên tiến, thực phát triển vài chục năm lại đay Phương pháp phát triển mạnh tương lai khả côn nghệ đặc biệt nó, đặc biệt tính thân thiện với môi trường Việc phát triển ứng dụng công nghệ cắt TNASC thách thức đội ngũ kỹ thuạt nhà khoa học công nghệ lẫn kinh tế Việc nghiên cứu năm bắt công nghệ phù hợp với xu tắt đón đầu chiến lược phát triển khoa học công nghệ nước ta Trong nội dung luận văn này, học viên trình giới thiệu cấu trúc thiết bị cắt TNASC có trộn hạt mài không áp sau đầu phun, trình bày cách ngắn gọn tính chất dòng tia, chế bóc tách, phá hủy vật liệu TNASC khiết TNASC có trộn hạt mài Trên sở hệ thống thiết bị cắt TNASC có trộn hạt mài có viện IMI gồm : thiết bị tạo áp hãng BÖHLER, hệ thống bàn cắt hãng KLETT, thiết bị cấp hạt mài hãng Mitsubishi Học viên thiết kế thí nghiệm cắt TNASC có trộn hạt mài nước vật liệu thép không gỉ SUS 304 Xác định ảnh hưởng tốc độ dịch chuyển, áp suất cắt, lưu lượng hạt mài lên chiều sâu mạch cắt Các kết luận rút từ kết thí nghiệm thăm dò học viên đối chiếu, so sánh với kết nghiên cứu tác giả nước công bố Các kết nghiên cứu thực nghiệm ứng dụng vào sản xuất àm tư liệu nghiên cứu mở rộng sau 5.2 Kiến nghị - Mở rộng nghiên cứu khả công nghệ loại vật liệu khác nhau, đặc biệt vật liệu khó gia công - Mô hình hóa trình cắt TNASC có trộn hạt mài 81    - Mở rộng nghiên cứu tối ưu hóa thông số công nghệ ảnh hưởng đên trinhg cắt vật liệu TNASC trộn hạt mài, đặc biệt cắt TNASC trộn hạt mài nước 82    DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Hoàng Văn Quý Thủy khí động lực NXB Khoa học kỹ thuật 1997 Phạm Văn Vĩnh Cơ học chất lỏng ứng dụng NXB Giáo dục 2001 Trần Văn Địch Công nghệ Chế tạo máy NXB Khoa học kỹ thuật 2003 Trần Anh Quân “Nghiên cứu công nghệ tia nước áp suất cao làm công nghiệp” Luận án tiến sỹ kỹ thuật 2003 Viện Máy Dụng cụ công nghiệp Trần Văn Địch; Ngô Trí Phúc Sổ tay sử dụng thép giới NXB Khoa học Kỹ thuật 2003 Nguyễn Đức Minh “Nghiên cứu công nghệ cắt tia nước (Áp suất đến 4000 bar)” Luận án tiến sỹ kỹ thuật 2004 Viện Máy Dụng cụ công nghiệp Trần Ngọc Hưng “Nghiên cứu công nghệ cắt tia nước áp suất cao nước” Luận án tiến sỹ kỹ thuật 2004 Viện Máy Dụng cụ công nghiệp Trần Ngọc Hưng “Ứng dụng công nghệ cắt tia nước áp suất cao nước” Tạp chí Cơ khí Việt Nam số 74 2003 Trang 16-17 Trần Ngọc Hưng “Giới thiệu phương pháp trộn hạt mài có áp (Suspension) công nghệ cắt tia nước áp suất cao nước” Tạp chí Cơ khí Việt Nam số 85+86 2004 Trang 56-58 10 Trương Hữu Chí; Trần Ngọc Hưng “Nghiên cứu cấu trúc tia nước áp suất cao lòng nước ảnh hưởng” Tạp chí Khoa học Công nghệ số 5/2004Vol.42 Trang 86-91 Tiếng nước 11 Erdmann-Jesnitzer, F.; Louis, H.; Wiedermeier, J “The action of high speed water jets on materials Measurement methods and their practical application, a critical review” Proceedings of the 5th International Symposium on Jet Cutting Technology Hannover 02-04.06.1985 Paper B3, page 75-86 12 Erdmann-Jesnitzer, F.; Louis, H.; Schikorr, W “Cleaning, drilling and cutting by interrupted jets” Proceedings of the 5th International Symposium on Jet Cutting Technology Hannover 02-04.06.1985 Paper B1, page 45-55 13 Erdmann-Jesnitzer, F.; Louis, H.; Wiedermeier, J “Material behaviour, material stressing, principal aspects in the application of high speed water jets” 83    Proceedings of the 4th International Symposium on Jet Cutting Technology Canterbury 12-14.04.1978 Paper E3, page 29-44 14 Rochester, G.; Brunton, I.H “High speed impact of liquid jets on solid” Proceedings of the 1st International Symposium on Jet Cutting Technology Coventry 05-07.06.1972 Paper A3, page 12-18 15 Heymann, F “A survey of clues to the relationship between erosion rate and impactparameters” Proceedings of the 2nd Conference on Rain Erosion and Allied Phenomana Marsburg 16-18.08.1967, page 683-740 16 Rehbinder, G “Slot cutting in rock with a high speed water jet” Proceedings of the International Jet Rock Mechanics Mining Sci & Geomech Abstr Great Britain Page 229-234 17 Crow, S.C.; Pade, F V.; Kurlburt, G.H “The mechanics of hydraulic rock cutting” Proceedings of the 2nd International Symposium on Jet Cutting Technology Cambridge 02-04.04.1974 Paper B1, page 1-14 18 Crow, S.C “A theory of hydraulic rock cutting” Proceedings of the International Jet Rock Mechanics Mining 10.1973 Page 567-584 19 Rehbinder, G “A theory about cutting rock with a water jet” Rock Mechanics 12 1980 Page 247-251 20 Rehbinder, G “Some aspects on the mechanism of erosion rock with a high speed.water jet” Proceedings of the 3rd International Symposium on Jet Cutting Technology Chicago 11-13.05.1976 Paper E1, page 1-20 21 Fairhurt, R M.; Horon, R A.; Saunders, D R “Diajet – A new abrasive water jet cutting technique” Proceedings of the 8th International Symposium on Jet Cutting Technology Durham 09-11.09.1986 Paper 40, page 395-402 22 Hashish, M “Aspects of abrasive-waterjet performance optimization” Proceedings of the 8th International Symposium on Jet Cutting Technology Durham 09-11.09.1986 Paper 30, page 297-308 23 Hashish, M “On the modeling of abrasive-waterjet cutting” Proceedings of the 7th International Symposium on Jet Cutting Technology Ottawa 26-28.06.1984 Paper P1, page 249-265 24 Makayo, M; Kitagawa, L.; Satake, S “Concrete cutting with abrasive waterjet” Proceedings of the 7th International Symposium on Jet Cutting Technology Ottawa 26-28.06.1984 Paper P1, page 281-292 84    25 Yie, G.G “Cutting hard metarial with abrasive entrained waterjet” Proceedings of the 7th International Symposium on Jet Cutting Technology Ottawa 2628.06.1984 Paper P1, page 281-292 26 Hutchings, I M “Mechanisms of the Erosion of metals by Solid Particles” Erosion: Prevention and Useful Applications Philadelphia, USA American Society for Testing and Metarials.1979 Page 59-76 27 Bild 28474020, LWH Standard – TU Hannover 28 Baar, R “Untersuchungen zu Beschleunigungsvorgaengen von Partikeln in Duesen und Strahlen Dissertation” Universitaet Hannover 29 Guo, C., D Cheng and L Liu “Mathematical modeling of the acceleration process of particles in DIA-jet” Proc 7th America Water jet Conference St Louis, USA:WJTA 1993, P.287/293 30 Yazici, S and D.A Summers “The investigation of DIAJET cutting of granite” Proc 5th America Water jet Conference St Louis, USA:WJTA 1989, P.343/356 31 Bild 28474017, LWH Standard - TU Hannover 32 Summers, D.A, J.Yao and W -Z Wu “Afurther investigation of DIAJET cutting” Jet Cutting Technology Essex, UK: Elsevier Science Publishers Ltd 1991, P.181/192 33 Walters,C.L and D.H Saunders “DIAJET cutting for nuclear decommissioning” Jet Cutting Technology Essex, UK: Elsevier Science Publishers Ltd 1991, P.427/440 34 Wright, D.E and D A Summers “Performance enhancement of diadrill operations” Proc 7th America Water jet Conference St Louis, USA:WJTA 1993, P.549/559 35 Bild 28474735, LWH Standard - TU Hannover 36 Liu, B L.; Q Yang; B Jia; D Zhang “Submerged cutting experiments with the premixed abrasive jet” Jet cutting Technology Applications and Opportunities London MEP Ltd 1994 Page 701-709 37 Hanish M “Cutting with high- pressure abrasive suspension jets” Proc 6th America Water jet Conference St Louis, USA: WJTA 1991, P.439/455 38 Bild 28474716, LWH Standard - TU Hannover 39 Summers, D A “Water jet Cutting of rock, concrete and steel-trends for the future” Proc International Conference Geomechanic 91 Rotterdam, NL A A Balkema 1992, P.223/231 85    40 SS28474717 LWH Standard – TU Hannover 41 Walters,C.L and D.H Saunders “DIAJET cutting for nuclear decommissioning” Jet Cutting Technology Essex, UK: Elsevier Science Publishers Ltd 1991, P.427/440 42 Shimizu, S.; Z L Wu “Erosion due to premixed abrasive water jet” Jet Cutting Technology – Applications and Opportunities London Elsevier Science Publishers Ltd 1991 Page 235-251 43 Christoph von Rad: “ Leistungsteigerung von Wasserabrasivstrahlen durch Plymerzusatz” Dissertation 2002 University Hannover 44 N N “A Guide to the Specification and Selection of DIAJET” Equipment, Cranfield, UK: BHR Group Ltd 1995 45 Albert, D G., M Hashish and R C Lilley “Experimental studies on deepocean cutting with abrasive jet systems” Jet cutting technology- Applications and Opportunities London, UK: MEP Ltd 1994, P.711-722 46 Albert, D G., M Hashish “Observation of submerged abrasive- suspension jet cutting for deep ocean applications” Proc 8th America Water jet Conference St Louis, USA:WJTA 1995, P.735-749     ... phần tia phương pháp tạo thành tia 20    CÔNG NGHỆ TIA NƯỚC ÁP SUẤT CAO   Tia nước khiết (WJ) Tia nước trộn hạt mài (AWJ)       Tia nước trộn hạt mài có áp (AWSJ)   Tia nước trộn hạt mài không áp. .. phẩm gia công bằn công nghệ tia nước áp suất cao Sơ đồ phân loại công nghệ tia nước áp suất cao Sơ đồ nguyên lý tia nước áp suất cao khiết Sơ đồ nguyên lý tia nước áp suất cao trộn hạt mài Các... 2.2.2 Tia nước áp suất cao có hạt mài 37 a Lý thuyết sở tia nước áp suất cao có hạt mài 37 b Quá trình tạo phoi (bóc tách vật liệu) công nghệ cắt tia nước áp suất cao có hạt mài ……………………….…………………………