專利名稱：一種用于高壓水刀的復(fù)合高壓缸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型主要涉及一種用于高壓水刀上的多層復(fù)合的，實(shí)用效果較好，工作壽命長的聞壓缸。
背景技術(shù)：
高壓缸是水切割機(jī)(我國俗稱水刀)的心臟元件，目前我國所應(yīng)用的水切割機(jī)的高壓缸壽命一般均為國產(chǎn)機(jī)是500h左右，進(jìn)口機(jī)為IOOOh左右，它的使用費(fèi)用占了用戶使用成本相當(dāng)大一部分，如何提高其壽命，一直困惑著用戶和生產(chǎn)廠家。我們通過對其結(jié)構(gòu)(我國現(xiàn)用水刀的高壓缸均為單層結(jié)構(gòu))及主要失效形式(多為疲勞破裂)的分析和研究，本專利設(shè)計(jì)了三層套裝復(fù)合結(jié)構(gòu)的高壓缸，這種結(jié)構(gòu)形式，其工作壽命均超過1500h以上，效果良好。水刀工作時(shí)為了實(shí)現(xiàn)高效、高質(zhì)地切除材料的功效，其切割壓力均高于250MPa，對于大多數(shù)水刀來講要得到這個(gè)壓力均采用增壓器來增壓，增壓器的高壓缸是產(chǎn)生高壓的源頭，必然要承受如此高壓力了 ；另一方面為了能實(shí)現(xiàn)連續(xù)不斷地供給用作切割的流體介質(zhì)(水)，增壓器為對稱布置雙高壓缸的雙向增壓裝置，即左右高壓缸交替進(jìn)行低壓吸水、超高壓排水的工作循環(huán)。那么作用于高壓缸上的載荷是一種交變載荷，其幅值是隨著在高壓缸內(nèi)的活塞運(yùn)動周期而變化的時(shí)間函數(shù)，交變周期為運(yùn)動活塞從上死點(diǎn)運(yùn)動到下死點(diǎn)，再回到上死點(diǎn)所經(jīng)歷的時(shí)間，一般為I. 5-3s。由此可以看出高壓缸在工作時(shí)承受的是高頻、高幅值的交變載荷，它恰好與其主要失效形式-疲勞破裂相吻合。三層復(fù)合高壓缸的結(jié)構(gòu)如圖I所示，它由內(nèi)、中、外三層套筒以一定過盈量配裝而成。這種結(jié)構(gòu)，一方面克服了當(dāng)使用材料性能一定時(shí)，如果缸體的內(nèi)外徑比i > 5，則再增加缸體壁厚對承載能力提高無任何作用的情況下，要提高其承載能力，只能靠挑選高強(qiáng)度材料來保證的缺點(diǎn)；另一方面通過過盈套裝后，在缸體的內(nèi)壁產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力，可以抵消部分工作載荷引起的拉應(yīng)力，提高缸體承載能力和疲勞壽命。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要提供一種用于高壓水刀上的采用特制比例安裝成的，多層復(fù)合的高壓缸。本實(shí)用新型的主要技術(shù)特點(diǎn)在于由外套、中套、內(nèi)套構(gòu)成，其中套設(shè)置在外套與內(nèi)套之間，其外套與中套的過盈量為O. 25，中套與內(nèi)套的過盈量為O. 22。本實(shí)用新型的有益效果為工作壽命均超過1500h以上，效果良好，克服了當(dāng)使用材料性能一定時(shí)通過過盈套裝后，在缸體的內(nèi)壁產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力，可以抵消部分工作載荷引起的拉應(yīng)力，提聞缸體承載能力和疲勞壽命。

圖I為本實(shí)用新型產(chǎn)品結(jié)構(gòu)示意圖具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明如圖I所示一種用于高壓水刀的復(fù)合高壓缸，其特征在于由外套I、中套2、內(nèi)套3構(gòu)成，其中套2設(shè)置在外套I與內(nèi)套3之間，其外套I與中套2的過盈量為O. 25，中套2與內(nèi)套3的過盈量為O. 22。為了保證其承受高頻、高幅值的交變載荷，一定要進(jìn)行合理地選材和科學(xué)制定毛坯制造規(guī)程；既要考慮材料應(yīng)具有強(qiáng)度高、可鍛性好、淬透性優(yōu)良外，還要考慮材料應(yīng)具有很好的韌性和塑性，一般來講含Cr、Ni、Mo類元素的優(yōu)質(zhì)合金鋼均滿足這兩方面的要求，因?yàn)檫@類鋼的抗拉強(qiáng)度少Ob彡900MPab，延伸率8b> 10%，斷面收縮率Ψ彡40%，為了滿足超高壓元件對材料性能的特殊要求，還應(yīng)嚴(yán)格控制鋼中的硫、磷等元素的含量，最好選用鍛坯鋼錠為鎮(zhèn)靜鋼或采用電渣電熔爐外精煉等方法冶練的圓鋼。我們通過對材料性能和制造成本的綜合評定，圖I中的高壓缸最終選用42CrNiMoA的鎮(zhèn)靜圓鋼錠來做鍛坯材料，套外表的尺寸、形位精度(IT6級)和表面質(zhì)量(Ra ^ O. 4),內(nèi)套承壓小徑深孔的尺寸、形位精度·(IT6級)和表面質(zhì)量(Ra彡O. 2)。
權(quán)利要求1.一種用于高壓水刀的復(fù)合高壓缸，其特征在于由外套(I)、中套(2)、內(nèi)套(3)構(gòu)成，其中套⑵設(shè)置在外套⑴與內(nèi)套⑶之間，其外套⑴與中套⑵的過盈量為0.25，中套⑵與內(nèi)套(3)的過盈量為O. 22。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于高壓水刀的復(fù)合高壓缸，其特征在于由外套(1)、中套(2)、內(nèi)套(3)構(gòu)成，其中套(2)設(shè)置在外套(1)與內(nèi)套(3)之間，其外套(1)與中套(2)的過盈量為0.25，中套(2)與內(nèi)套(3)的過盈量為0.22，本實(shí)用新型的有益效果為使得其工作壽命均超過1500h以上，效果良好。
文檔編號F16J10/04GK202674302SQ20122033581
公開日2013年1月16日 申請日期2012年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月3日
發(fā)明者朱衛(wèi)國, 周家勝, 周家杰, 陳長德, 程超 申請人:合肥科振實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司