水刀切割常见异常现象原因及排除要求措施.docx

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水刀切割常见异常现象原因及排除要求措施

水刀切割常见异常现象原因及排除措施

1.高压水泵声音异常。

原因：

1.忘了打开给水阀2.各部分紧固螺栓变松。

措施：

1.把进水口全打开2.紧固螺栓。

2.活塞转换声音不规则。

原因：

1.高压水单向阀动作不正常2.增压器密封损伤

措施：

1.整修阀座转换零件2.更换密封

3.增压器温度升高。

原因：

1.高压水单向阀动作不正常。

措施：

1.整修阀座转换零件

4.蓄压器出漏水

原因：

1.增压器密封损伤

措施：

1.更换密封

5.高压水管路处漏水。

原因：

1.高压水管接头变松，2.高压水密封损伤.

措施：

1.重新拧紧，若重新拧紧后仍漏水，修整支座面。

2.更换密封。

6.油压管路处漏水。

原因：

1.接头变松2.密封损伤

措施：

1.重新拧紧，2.更换密封

7.工作油温升高

原因：

1.未向油冷却器供水2.冷却器效率较低.

措施：

1.通水，2.拆解清洗

8.高压水压力升高不上去

原因：

1.射流喷嘴孔径过大2.高压水单向阀动作不正常

措施：

1.换上孔径合适的喷嘴2.整修阀座或更换零件

9.喷嘴前端漏水

原因：

1.启闭阀动作不良

1．高压水射流切割缺陷及防止 

（1）切割质量不良的原因及措施 

在正常切割情况下，高压水射流切割具有良好的切割质量，其所能达到的质量水平见表1。

表1高压水射流切割的质量水平 

措施：

1.整修阀座或更换零件

10.射流形状不对称

原因：

1.喷嘴空连有杂物2.喷嘴损坏

措施：

1.清洗喷嘴2.更换喷嘴

11.切割性能低下

原因：

1.喷嘴空连有杂物2.喷嘴损坏3.高压水压力低4.高压水排出压力低

措施：

1.清洗喷嘴2.更换喷嘴3.检查高压水泵4.更换高压水滤器

 数控水刀使用成本多少?

1.设备折旧

   整机平均购买价格以25万元计算。

正常使用寿命为5年。

每年实际工作日数为300天，每天平均使用（实际工作）时间为5小时，5年累计工作时间为7500小时。

重要部件平均更换周期为2000小时，费用约为1.6万元。

   设备购置成本及重置成本为（250000+16000x7500/2000=）310000元。

   设备折旧每小时约为（310000/7500=）41.5元。

2.耗材成本

项目名称

 使用寿命/消耗量

 单价（元）

 每小时成本（元）

A：

易损件

高压动密封组

 >500hrs

 248元/套

 0.50

单向阀

 >500hrs

 340元/套

 0.68

油密封组

 >1000hrs

 180元/套

 0.18

静密封组

 >500hrs

 76元/套

 0.15

B：

耗材

喷砂管

 >150hrs7505.00 

水喷嘴

 >40hrs200.50 

水

 <150kg/hr

 3.5（以南京价格为基准）

 0.55

电

 <25kw/hr

 1.0（以南京价格为基准）

 25.00

磨料

 <24kg/hr

 0.75（以南京价格为基准）

 18.00

合计：

约50元/小时

*数控水刀有哪些常见故障以及如何排除?

1.增压器常见故障及排除方法

故障现象 

 检查、排除顺序及方法 

高压、低压皆无但换向正常 

 a.检查自来水供水是否断水或水压过低；

b.检查水泵是否正常；

c.检查宝石喷嘴是否正常（水束明显发散）；

d.检查挡钣后窥孔有无漏油、漏水（有漏水，表明高压腔动密封损坏；有漏油，表明油缸档板上动密封损坏。

）；

e.检查进水单向阀是否失效（进水管回水明显）；

f.检查出水单向阀是否失效（单向阀处手感明显发热）；

g.检查高压柱塞杆是否断裂（拆除进、出水管和出水单向阀，往高压缸内插入一根细钢丝，探到柱塞杆，开启电机油泵，观察钢丝是否顶出。

不顶出或移动距离小，则表明柱塞杆已断裂）。

高压、低压皆无且换向时间过长或不换向 

 a.如不换向且油压很高，用手推一下换向阀的任一端电磁阀阀杆；

b.调整霍尔开关位置（将霍尔开关向油缸方向轻微移动）

c.检查换向霍尔开关是否正常；（参照下节相关内容）

d.检查换向阀电气部分是否正常；（参照下节相关内容）

e.确认是否调整过油泵流量（太小）；

f.确认是否调整过溢流阀流量（太大）；

g.检查换向阀阀芯是否堵塞或磨损；（参照下节相关内容）

h.检查油缸中活塞密封是否损坏。

（参照下节相关内容）

压力正常或偏高但射流切割无力 

 a.检查高压管路是否堵塞；

b.检查喷砂管是否堵塞；

c.检查宝石喷嘴是否堵塞或损坏；

d.更换喷砂管，进行对比。

高、低压力波动过大 

 a.检查高压腔一体塞头上出水单向阀连接处有无泄漏（先确认是否接头与单向阀之间的密封面损坏，一般应修理接头的平面；再确认单向阀锥垫与塞头上配合的锥孔之间的密封面损坏，一般应更换锥垫。

简便办法：

整体更换新的出水单向阀。

）；

b.检查挡钣后窥孔有无漏水（漏水一侧高压缸动密封须更换）；

c.检查挡钣后窥孔有无漏油（漏油一侧油缸挡板上的Y型油密封圈须更换）；

d.确定压力下降时换向指示灯亮着的一侧（灯亮时间也相对短些），称为失压端；

e.检查失压端的出水单向阀是否失效（手摸单向阀附近会烫手，则需更换单向阀）；

f.检查另一侧的进水单向阀是否失效（用力捏紧塞头进水口处的水管，在换向指示灯明、灭时都有水流脉动，则修、换单向阀）。

换向时间过短或两个霍尔开关指示灯同时亮

 a.调整开关位置（将霍尔开关向高压缸方向轻微移动）；

b.检查换向触杆是否卡紧（断开总电源，拆开换向顶杆的外铜套，将换向组件一一拿出，换向触杆在最深处，用磁铁能将其吸出。

如不能吸出，表明换向触杆被卡紧。

恢复换向组件时，特别注意磁柱的方向不要错，应将能触发霍尔开关的一端对外。

）。

2.油压系统故障及排除

排查顺序为：

油泵电机组—换向霍尔开关—换向阀—溢流阀—油缸密封

（一）检查油泵电机组 

启动电机油泵，察看柱塞泵的吸油管是否进油

不进油ó1.三相供电相位变了（电机反转）；2.油泵电机组异常

解决方法：

1.将断路器任意两根进线（或出线）互换位置；2.修理或更换油泵电机。

进油ó油泵电机组正常，进行第二步检查。

（二）检查换向霍尔开关 

打开电源，不要启动电机油泵，取出换向霍尔开关，将霍尔开关依次接近磁铁（注意极性，用磁铁的两端分别试），霍尔开关指示灯是否对应地亮/灭。

同时，观察与霍尔开关相连的继电器是否有动作。

不能对应地亮/灭ó霍尔开关损坏

解决方法：

更换新的霍尔开关

继电器无动作ó继电器损坏

解决方法：

更换新的继电器

能对应地亮/灭、继电器动作ó霍尔开关没有损坏/继电器正常，进行下一步检查

（三）检查换向阀 

打开电源，不要启动电机油泵，将霍尔开关依次接近磁铁，同时用手去感应换向阀的电磁阀阀杆是否移动。

可重复多次，以确定其稳定性。

阀杆不移动ó换向阀工作异常

解决方法：

1.清洗阀芯及阀腔；2.更换新阀。

阀杆移动ó换向阀正常，进行下一步检查

（四）检查溢流阀 

打开电源，不要启动电机油泵，按下高压启动按钮，用手去感应溢流阀的电磁阀阀杆是否移动。

可重复多次，以确定其稳定性。

阀杆不移动ó溢流阀工作异常

解决方案：

1.清洗阀芯及阀腔；2.更换新阀。

阀杆移动ó溢流阀正常，进行下一步检查

（五）检查油缸密封 

开启油泵电机（注意：

不要开启高压），将两只换向霍尔开关拿在手上，分别接近磁铁，同时注意听油缸内的动静，并注意察看两块挡板后窥孔有无漏油现象。

两个方向都没有动作或其中一个方向没有动作ó活塞上密封失效

解决方法：

拆开油缸，取出活塞，更换新的密封件。

同时，更换有漏油现象的一端挡板内的油封。

（注意：

拆油活塞时，须特别要保护好与之联结的高压柱塞杆，防止表面划伤或折断。

）

   两个方向都有动作ó活塞密封正常，检查其它原因。

3.数控操作系统故障及排除

故障现象 

 原因/检查步骤 

 解决方法 

无法进入控制软件

 该程序的数据被破坏

 重新安装该程序；确认系统无病毒

其它程序也无法运行

 重新安装WINDOWS系统

仿真运行时提示有错误

 检查G代码文件的错误

 正确分行；改正错误代码

DXF图形文件有错

 修正交叉点；去掉重合线段

X、Y轴某一轴无动作

 驱动器故障

 1.点动该轴按键，同时观察该轴驱动器指示灯是否工作；

2.将该轴接插件与另一正常轴接插件调换后观察该轴是否有动作。

电机故障

接插件未接好

 检查接插件是否牢靠

丢步

 电机缺相

 检查线路

驱动器故障

 更换驱动器

插卡不正确或IO卡故障

 重新插卡或换卡

电机相关参数被修改

 恢复被修改的参数

操作指令无反应

 急停按钮未复位

 复位急停按钮

电气线路上松脱、断点、元件损坏

 重新接牢；更换已损坏元件

病毒影响

 杀毒；重新安装程序

超高压发生器 

参数 

Parameter 

型号Model    最高压力 

Max.pressure 

（Mpa/psi）   最大流量 

Max.flowrare 

（l/min）   最大喷嘴直径 

Orficedia. 

（mm）   最多喷嘴数量 

No.ofNozzles 

（pcs）   功率 

Power 

（Kw/HP） 

YCG-2230   300/40,000   3.1   0.25   1   22/30 

YCG-3038   380/55,000   3.7   0.30   2   30/40 

YCG-3742   400/60,000   3.7   0.33   2   37/50 

电源/powersupply:

三相/3phase:

220/380/415vac.50/60Hz 

水源/watersupply:

>0.2Mpa 

单位   SL-V30增强型 

（标准型）   SL-V50增强型 

（标准型）   SL-V75增强型 

（标准型）    SL-V100增强型 

（标准型） 

额定功率    KW/HP   22/30   37/50   55/76   75/100 

压力    Bar/psi   500—4,136（3,800）/7,250—60,000（55,000） 

流量    L/min   2.1（2.3）   3.6（3.8）   5.4（5.7）   7.2（7.6） 

额定电流    A   43   66   98   124 

断路电流    A   50   80   125   160 

控制电压    VDC   24   24   24   24 

切割平台 

结构形式   悬臂   龙门   龙门   龙门 

台面尺寸    1400x1400   2100x1600   3100x2100   4100x3100 

切割范围    X-轴    1300   2100   3000   4000 

Y-轴    1300   1500   2000   3000 

垂直行程    Z-轴    150   150   150   150 

CNC数控系统    AC伺服    AC伺服    AC伺服    AC伺服 

精度    切割精度    ±0.1mm 

重复精度    ±0.05mm 

运行速度    0～6000mm/min   0～8000mm/min   0～8000mm/min   0～10000mm/min 

电源    240V/380V/400V/460VAC,50Hz/60Hz 

切割参数 

切割参数表 

工作压力/切割速度 

   Models   切割压力：

230MPA， 

切割速度 

（质量较好）    230MPA 

max（最大）    300MPA 

highquality    300MPA 

max    380MPA 

highquality    380MPA 

max    420MPA 

highquality    420MPA 

max 

材料    厚度    mm/min    mm/min    mm/min    mm/min    mm/min    mm/min    mm/min    mm/min 

不锈钢     mm2   600    850    900    1200    1300    1600    1500    1800 

   4    300    420    450    550    650    850    750    950 

   6    200    280    300    400    450    600    500    700 

   10    100    150    160    220    250    320    300    380 

   20    50    75    80    110    120    160    150    200 

   30    20    30    40    60    70    90    85    110 

   40    10    15    20    30    40    60    50    75 

铝板    6    550    780    850    1150    1300    1600    1500    1800 

   20    110    155    160    250    300    400    340    450 

   50    25    35    40    70    100    130    120    150 

玻璃    4    1000    1300    1400    1700    1800    2300    2000    2600 

   6    600    900    900    1100    1200    1500    1400    1700 

   20    150    200    220    300    300    400    350    480 

   50    35    50    60    90    100    130    120    160 

石英玻璃    10    250    350    400    550    600    800    700    950 

   20    120    200    180    230    260    400    300    500 

   30    70    120    120    160    170    250    200    280 

陶瓷    10    1500    2000    1900    2100    2200    2800    2500    3000 

瓷砖    10    800    1000    1100    1400    1500    1900    1700    2100 

大理石    10    400～700    550～900    600～1000    750～1300    750～1300    900～1600    850～1500    1000～1800 

   20    250～400    350～600    350～600    450～750    450～750    600～950    500～900    750～1100 

   30    100～250    150～350    150～350    200～450    200～450    280～550    250～550    330～650 

花岗岩    10    300～600    400～800    400～850    550～1100    600～1200    750～1500    700～1350    850～1700 

   20    150～300    250～500    220～500    300～600    300～650    400～800    400～800    500～1000 

   30    100～200    130～280    130～300    200～350    200～350    250～450    250～450    300～550 

石榴砂的技术参数和物理特性 

矿物特性：

石榴砂是铁铝和黄铁矿石的化合物 

描述：

石榴石是一种矿物砂，不会释放化学品，所有的氧化物和二氧化物的化学成分如下：

化学成分铁和铝离子可部分地被钙，镁，锰替代。

二氧化硅    （SiO2）    41.34% 

氧化铁    （FeO）    9.72% 

三氧化二铁    （Fe2O3）    12.55% 

氧化铝    （Al2O3）    20.36% 

氧化钙    （CaO）    2.97% 

氧化镁    （MgO）    12.35% 

氧化锰    （MnO）    .85% 

        100.14% 

硬度：

    马氏硬度8～9级    强度:

    易碎的至强硬的 

粒子形状：

    尖的，有角的，不规则的    分裂:

    显著的迭片结构和不规则的断裂面 

颜色：

    红至粉红    重力:

    3.9to4.1. 

溶点：

    1,315oC-（2,399oF）.    结晶:

    是等大的菱形十二面体或四角形的 

二十四面体或两者的混合物 

静电属性：

    a）矿物传导力-18,000volts.b）不可逆转.    磁力:

    轻微磁力 

潮气吸收：

    不吸收潮气，惰性的    病毒:

    无 

石英：

    无    反作用力:

    无 

释放有害物质：

    无 

水介质参数 

水质基本要求：

去离子水 

对于高压水射流切割系统用水质的基本要求是水中大于0.5μM的杂质必须除去，因为一般清水中除含有一定量微小固体颗粒外，还有不少溶解于水中的矿物质，如碳酸钙、锰、铁及二氧化硅等，不仅降低喷嘴使用寿命，而且影响射流的凝聚性，从而降低切割效率。

所以一定要将其去除。

具体要求见下表：

杂质及特性    允许浓度 

（mg？

L-1）    杂质及特性    允许浓度 

（mg？

L-1） 

硅Si    1.0    硫酸盐    25.0 

钙Ca    0.5    硝酸盐    25.0 

镁Mg    0.5    碳化物    － 

铁Fe    0.1    所有溶解固体 

（TDS）    50 

锰Mn    0.1    PH值    6.8～7.5 

氯化物    5.0    电导率    50μs/cm 

切割缺陷及解决方法 

什么叫锥度?

   锥度就是指在用切割时材料边缘的倾斜度，这种加工可侵蚀材料，自然的会导致锥度的出现 

   锥度的不同类别 

   V型 

V型就是指上部宽于底部，这是由于在切割时在顶部花费的时间比底部要长。

------>>>这是最常见的 

   相反锥度 

就是底部要宽于顶部，一般出现在切割软材料速度较慢时，因为水射流从沙管出来后会扩大，它在底部材料移动的范围（宽度）比顶部大 

   桶式锥度 

这种锥度是中间宽于顶部或底部。

一般出现在切割厚材料时 

   长斜方形或梯形锥度 

这种事实上是V型锥度的一种，只是被倾斜了，因为沙管是倾斜角度切割的。

   注：

以上的锥度类型其时是被夸大了，典型的锥度是不可能用肉眼看得见的，只能用测微尺测量。

   这些锥度大部分是由材料的厚度和硬度或加工程度影响.尽管有些违反直觉，但是有时薄材料还会遭到更差的锥度，这是因为水射流没有时间在每个部分平均的侵蚀材料。

   怎样减小锥度?

以下介绍一些方法 

１    把薄的材料堆在一起切割，减小锥度 

当你要切割很薄的材料时，你可以把它们叠起来切割，以减少锥度。

２    使用新的沙管和宝石 

良好的沙管和宝石都可以减小锥度 

３    使用质量最好的沙子 

质量不好的沙子，它的粒子尺寸在很大范围上都有所不同，这样会产生边缘的不平和增大锥度 

４    用小尺寸的宝石和沙管 

这是因为水射流的直径也变得很小，对水柱周边的影响力也较少。

５    使用倾斜头 

用五轴可倾斜补偿切割头，几乎可以切底地解决工件切割不垂直问题，它只是使切割下来的另一部分倾斜角度更大，而且切割速度一样快。

６    刀头用较低的定位 

沙管越靠近材料，水射流就会较少的扩散，这样锥度就会减小了 

７    用合适的速度切割 

慢速度切割没有什么V型锥度，电脑控制器可掌握好合适的速度，这样可以在一些路径上调整减小锥度。

切割成本 

按下列步骤计算每小时成本:

１    选择你所用的磨料和泵:

30HP    40HP    50HP 

FlowRate流量    .6lbs/min    .8lbs/min    1.4lbs/min 

HPA（low$0.18/lb）    $0.11/min    $0.14/min    $0.25/min 

HPX（high$0.35/lb）    $0.21/min    $0.28/min    $0.49/min 

2   从表格中找到你所用泵的类型，后决定你一个小时内你计划的实际切割时间，粉红线是用HPX磨料的，黑线是用HPA的，它给你算出每小时消耗的磨料成本:

3   把你得到的每小时用沙成本加到以