位螺母8在條形長孔6中的位置保證其在兩側(cè)條形長孔6中的滑動距離相同，進(jìn)而確保兩排噴嘴4改變了相同的角度。最后擰緊定位螺母使整個裝置不再發(fā)生轉(zhuǎn)動。
[0030]參照圖3，噴射臂3通過旋轉(zhuǎn)套筒2轉(zhuǎn)動套在芯軸I的外側(cè)，連接桿5的下端與旋轉(zhuǎn)套筒2的外壁固定連接，芯軸I與旋轉(zhuǎn)套筒2之間設(shè)有多層O型密封圈16，0型密封圈16的兩側(cè)設(shè)有液壓密封擋圈17，以確保芯軸I與旋轉(zhuǎn)套筒2之間的密封性。
[0031]進(jìn)一步的，旋轉(zhuǎn)套筒2與芯軸I之間設(shè)有彈性密封裝置，彈性密封裝置推動旋轉(zhuǎn)套筒2軸向伸縮，在該高壓水射流消除材料內(nèi)部殘余應(yīng)力噴嘴系統(tǒng)工作和非工作兩種狀態(tài)下，O型密封圈16所承受的壓力相差非常大，而且芯軸I中的水射流根據(jù)不同的材料選擇不同的壓力，一定時間后O型密封圈16就會產(chǎn)生疲勞，而且壓力變化后旋轉(zhuǎn)套筒2和噴射臂3要承受較大的沖擊，彈性密封裝置可以軸向伸縮，適應(yīng)壓力變化對O型密封圈16以及旋轉(zhuǎn)套筒2和噴射臂3的沖擊，有效的提高了使用壽命。具體的，彈性密封裝置包括壓蓋9和密封彈簧10，旋轉(zhuǎn)套筒2后端與噴射臂3固定連接，芯軸I從旋轉(zhuǎn)套筒2前端開口處伸入旋轉(zhuǎn)套筒2內(nèi)，壓蓋9固定在旋轉(zhuǎn)套筒2的前端開口處，旋轉(zhuǎn)套筒2外側(cè)的芯軸I直徑小于旋轉(zhuǎn)套筒2內(nèi)側(cè)的芯軸I直徑并形成肩部，密封彈簧10軸向設(shè)置在壓蓋9與肩部之間，利用壓蓋9固定密封彈簧10，結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，密封彈簧10能夠有效的吸收壓力變化所產(chǎn)生的沖擊，保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。
[0032]更進(jìn)一步的，在密封彈簧10與肩部之間設(shè)有一推力軸承11，旋轉(zhuǎn)套筒2上開設(shè)有給推力軸承11加注潤滑油的注油孔12;推力軸承11與O型密封圈16之間的芯軸I上還套設(shè)有抗灰塵擋圈15，芯軸I與旋轉(zhuǎn)套筒2之間還設(shè)有向心軸承14，向心軸承14位于推力軸承11與抗灰塵擋圈15之間，向心軸承14可以有效的減少芯軸I與旋轉(zhuǎn)套筒2的摩擦，在推力軸承11與向心軸承14之間設(shè)有一個擋塊13。在芯軸I與向心軸承14之間設(shè)置一個軸套，在旋轉(zhuǎn)套筒2與芯軸I發(fā)生軸向相對移動時，軸套與芯軸I相對移動，保持向心軸承14的內(nèi)外圈軸向相對固定。本實施例中的向心軸承14可以采用深溝球軸承。
[0033]參照圖4，在本實施例中，噴嘴4的入口處的內(nèi)徑大于出口處的內(nèi)徑，過渡段401為流線型的喇叭狀，這種噴嘴4與其他傳統(tǒng)形式的噴嘴4相比可以有效地降低射流能量在噴嘴4過渡段401的能量損耗，使得射流具有更大的壓力值與速度，提高加工效果。
[0034]一種消除材料內(nèi)部殘余應(yīng)力的方法，包括以下步驟:
將上述的噴嘴系統(tǒng)設(shè)置在工件表面上方，兩個噴射臂3設(shè)置在焊縫的兩側(cè)，芯軸I入水口與高壓水栗連接；
噴嘴4與工件的垂直距離為60mm，噴嘴4所噴出的水射流與工件表面呈30-60°角，松開定位螺母8，通過調(diào)整定位螺栓7在連接桿5上的位置來調(diào)整噴嘴4與焊縫所成的角度(依據(jù)不同材料的機(jī)械性能以及焊接接頭所處的不同位置)，固定定位螺母8;
沿焊縫長度方向，噴嘴系統(tǒng)以0.15m/s的速度移動，運(yùn)行過程中兩排噴嘴4可以交錯作用于焊縫位置，以此在焊縫區(qū)域形成交變循環(huán)載荷。而且多個噴嘴4形成連續(xù)的交變循環(huán)載荷，不需要噴嘴系統(tǒng)往復(fù)行走，沿焊縫行走一次就可以完成消除材料內(nèi)部殘余應(yīng)力的工作。一個噴射臂3接入壓力為250-300MPa的高壓水，另一個噴射臂3接入壓力為300-350MPa的高壓水，兩個噴射臂3進(jìn)一步形成壓力差更大的交變循環(huán)載荷，效果更好。
[0035]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非是對本發(fā)明作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實施例。但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種高壓水射流消除材料內(nèi)部殘余應(yīng)力噴嘴系統(tǒng)，其特征在于:包括兩個平行設(shè)置的噴射臂(3)，每個噴射臂(3)的下側(cè)間隔設(shè)有多個噴嘴(4)，兩個噴射臂(3)上的噴嘴(4)交錯設(shè)置，一個噴射臂(3)上的噴嘴(4)向另一噴射臂(3)—側(cè)傾斜設(shè)置，噴射臂(3)的一端還連接有用于連接供水管路的芯軸(1)，芯軸(I)與噴射臂(3)轉(zhuǎn)動連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓水射流消除材料內(nèi)部殘余應(yīng)力噴嘴系統(tǒng)，其特征在于:所述兩個噴射臂(3)通過角度調(diào)整機(jī)構(gòu)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高壓水射流消除材料內(nèi)部殘余應(yīng)力噴嘴系統(tǒng)，其特征在于:所述角度調(diào)整機(jī)構(gòu)包括連接桿(5)、定位螺栓(7)和定位螺母(8)，兩個連接桿(5)的一端分別與噴射臂(3)固定連接，連接桿(5)的另一端開設(shè)有條形長孔(6)，定位螺栓(7)穿過兩個連接桿(5 )的條形長孔(6 )與定位螺栓(7 )連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓水射流消除材料內(nèi)部殘余應(yīng)力噴嘴系統(tǒng)，其特征在于:所述芯軸(I)的一端套在噴射臂(3)內(nèi)側(cè)，芯軸(I)與噴射臂(3)之間設(shè)有多層O型密封圈(16)，O型密封圈(16)的兩側(cè)設(shè)有液壓密封擋圈(17)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高壓水射流消除材料內(nèi)部殘余應(yīng)力噴嘴系統(tǒng)，其特征在于:所述噴射臂(3)通過旋轉(zhuǎn)套筒(2)轉(zhuǎn)動套在芯軸(I)的外側(cè)，O型密封圈(16)和液壓密封擋圈(17)均套在芯軸(I)與旋轉(zhuǎn)套筒(2)之間，旋轉(zhuǎn)套筒(2)與芯軸(I)之間設(shè)有彈性密封裝置，彈性密封裝置推動旋轉(zhuǎn)套筒(2)軸向伸縮。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高壓水射流消除材料內(nèi)部殘余應(yīng)力噴嘴系統(tǒng)，其特征在于:所述彈性密封裝置包括壓蓋(9)和密封彈簧(10)，旋轉(zhuǎn)套筒(2)后端與噴射臂(3)固定連接，芯軸(I)從旋轉(zhuǎn)套筒(2)前端開口處伸入旋轉(zhuǎn)套筒(2)內(nèi)，壓蓋(9)固定在旋轉(zhuǎn)套筒(2)的前端開口處，旋轉(zhuǎn)套筒(2)外側(cè)的芯軸(I)直徑小于旋轉(zhuǎn)套筒(2)內(nèi)側(cè)的芯軸(I)直徑并形成肩部，密封彈簧(10)軸向設(shè)置在壓蓋(9)與肩部之間。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高壓水射流消除材料內(nèi)部殘余應(yīng)力噴嘴系統(tǒng)，其特征在于:在所述密封彈簧(10)與肩部之間設(shè)有一推力軸承(11)，旋轉(zhuǎn)套筒(2)上開設(shè)有給推力軸承(11)加注潤滑油的注油孔(12);推力軸承(11)與O型密封圈(16)之間的芯軸(I)上還套設(shè)有抗灰塵擋圈(15)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓水射流消除材料內(nèi)部殘余應(yīng)力噴嘴系統(tǒng)，其特征在于:所述噴嘴(4)的入口處的內(nèi)徑大于出口處的內(nèi)徑，過渡段(401)為流線型的喇叭狀。9.一種消除材料內(nèi)部殘余應(yīng)力的方法，其特征在于:包括以下步驟: 將權(quán)利要求1?8任一項所述的噴嘴系統(tǒng)設(shè)置在工件表面上方，兩個噴射臂(3)設(shè)置在焊縫的兩側(cè)； 噴嘴(4)與工件的垂直距離為50-100mm，噴嘴(4)所噴出的水射流與工件表面呈30-60°角； 沿焊縫長度方向，噴嘴系統(tǒng)以0.1-0.3m/s的速度移動，兩個噴射臂(3)上交錯的噴嘴(4)噴出的水射流在焊縫區(qū)域形成交變循環(huán)載荷。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的消除材料內(nèi)部殘余應(yīng)力的方法，其特征在于:一個噴射臂(3)接入壓力為250-300MPa的高壓水，另一個噴射臂(3)接入壓力為300-350MPa的高壓水。
【專利摘要】高壓水射流消除材料內(nèi)部殘余應(yīng)力噴嘴系統(tǒng)及方法，屬于焊接技術(shù)領(lǐng)域。包括兩個平行設(shè)置的噴射臂（3），每個噴射臂（3）的下側(cè)間隔設(shè)有多個噴嘴（4），兩個噴射臂（3）上的噴嘴（4）交錯設(shè)置，一個噴射臂（3）上的噴嘴（4）向另一噴射臂（3）一側(cè)傾斜設(shè)置，噴射臂（3）的一端還連接有用于連接供水管路的芯軸（1），芯軸（1）與噴射臂（3）轉(zhuǎn)動連接。噴射臂工件行走后，兩個噴射臂上交錯的噴嘴噴出的水射流對材料施加交變拉壓循環(huán)載荷，可以更好地對工件內(nèi)部焊接殘余應(yīng)力進(jìn)行松弛，不需要交替變換水射流的壓力，而且多個噴嘴能夠施加連續(xù)的交變拉壓循環(huán)載荷，不需要往復(fù)行走，顯著提高了工作效率。
【IPC分類】C21D7/06, C21D9/50
【公開號】CN105506251
【申請?zhí)枴緾N201510973987
【發(fā)明人】蔣文春, 馬睿, 羅云, 徐書根, 王振波, 王炳英, 金有海
【申請人】中國石油大學(xué)(華東)
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年12月23日