本文關(guān)鍵詞：前混合磨料水射流系統(tǒng)壓力特性及其調(diào)控技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：磨料水射流加工技術(shù)是現(xiàn)代加工技術(shù)領(lǐng)域中,發(fā)展最為迅速且極具吸引力的特種加工技術(shù)之一。其中,后混合式磨料水射流技術(shù)因其實(shí)現(xiàn)相對(duì)容易,經(jīng)過(guò)近些年的發(fā)展,在實(shí)際工業(yè)應(yīng)用中已趨于成熟。前混合式磨料水射流技術(shù)是一種固液兩相射流,射流束的發(fā)散程度較弱,且磨料顆粒在加速過(guò)程中可以獲得更多的能量,在相同的壓力和功率條件下,相對(duì)于后混合磨料水射流具有更強(qiáng)的切割加工能力。但由于技術(shù)實(shí)現(xiàn)的難度較大,發(fā)展速度相對(duì)緩慢。本文針對(duì)前混合磨料水射流技術(shù)的基礎(chǔ)理論和應(yīng)用技術(shù)展開(kāi)研究工作,以期在基礎(chǔ)理論問(wèn)題研究的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步探索促使該技術(shù)在應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)展的相關(guān)技術(shù)問(wèn)題。本文研究?jī)?nèi)容是江蘇省科學(xué)技術(shù)廳產(chǎn)學(xué)研前瞻性聯(lián)合研究項(xiàng)目“高速精密前混合磨料水射流切割系統(tǒng)研制”(編號(hào):BY2013019-01)的一部分。本文通過(guò)理論分析的方法,結(jié)合實(shí)驗(yàn)研究和系統(tǒng)仿真研究的手段,針對(duì)前混合磨料水射流系統(tǒng)的壓力參數(shù)展開(kāi)相關(guān)研究工作。在本文中,構(gòu)建起了針對(duì)系統(tǒng)壓力調(diào)節(jié)過(guò)程的數(shù)學(xué)模型,用以描述系統(tǒng)在啟停過(guò)程中壓力調(diào)節(jié)的基本特性,同時(shí)建立了預(yù)測(cè)系統(tǒng)啟動(dòng)升壓過(guò)程耗時(shí)以及系統(tǒng)停止降壓過(guò)程耗時(shí)的預(yù)測(cè)模型,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了相關(guān)數(shù)學(xué)模型的正確性。本文構(gòu)建的前混合磨料水射流實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)的最大工作壓力為80MPa,并基于“理想”形式的PID控制算法實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)壓力的自動(dòng)調(diào)節(jié)。本文系統(tǒng)研究了前混合磨料水射流系統(tǒng)壓力自動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)的相關(guān)參數(shù)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行性質(zhì)的影響。基于此壓力自動(dòng)調(diào)控系統(tǒng),可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)壓力的穩(wěn)定控制和快速調(diào)節(jié),在啟動(dòng)升壓過(guò)程中,可以極大的縮短升壓至穩(wěn)定工作壓力所需的時(shí)間,提高了前混合磨料水射流系統(tǒng)的工作效率。壓力自動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)在前混合磨料水射流系統(tǒng)中的成功應(yīng)用有助于促進(jìn)該技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用。本文在前混合磨料水射流系統(tǒng)壓力的理論研究和自動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)上,基于構(gòu)建的自動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了針對(duì)其系統(tǒng)壓力和高壓泵實(shí)時(shí)流量的在線監(jiān)控。通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析可以得到前混合磨料水射流系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài),為該技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用做了相關(guān)探索性研究。特別地,著重分析了磨料濃度及噴嘴磨損狀態(tài)對(duì)系統(tǒng)壓力和流量的影響,構(gòu)建起了針對(duì)前混合磨料水射流中磨料濃度及噴嘴磨損狀態(tài)的在線監(jiān)測(cè)方法。系統(tǒng)工作壓力是前混合磨料水射流系統(tǒng)最重要的參數(shù),本文著眼于其壓力調(diào)控的基本性質(zhì)和應(yīng)用技術(shù),圍繞系統(tǒng)壓力特性的基本理論、系統(tǒng)壓力自動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)的建立、系統(tǒng)壓力和流量的監(jiān)測(cè)調(diào)控三個(gè)層次展開(kāi)了系統(tǒng)的研究。不僅完整的描述了前混合磨料水射流系統(tǒng)中壓力調(diào)節(jié)變化過(guò)程的基本性質(zhì),并且建立了用于前混合磨料水射流系統(tǒng)的壓力自動(dòng)調(diào)控系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了對(duì)系統(tǒng)工作過(guò)程和狀態(tài)的在線監(jiān)控,為該技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用起到了積極的推進(jìn)作用。
【關(guān)鍵詞】：磨料水射流 前混合磨料射流 系統(tǒng)工作壓力 壓力調(diào)節(jié) PID控制
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TG664
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-7
• Abstract7-9
• Extended Abstract9-22
• 變量注釋表22-23
• 1 緒論23-35
• 1.1 磨料水射流技術(shù)概況23-27
• 1.2 磨料水射流加工技術(shù)的研究進(jìn)展27-31
• 1.3 前混合磨料水射流技術(shù)的研究現(xiàn)狀31-32
• 1.4 研究目的及主要工作內(nèi)容32-35
• 2 前混合磨料水射流系統(tǒng)的壓力特性35-52
• 2.1 前混合磨料水射流系統(tǒng)的構(gòu)建35-36
• 2.2 前混合磨料水射流系統(tǒng)壓力特性實(shí)驗(yàn)36-38
• 2.3 前混合磨料水射流系統(tǒng)壓力模型構(gòu)建與解析38-49
• 2.4 前混合磨料水射流仿真系統(tǒng)搭建與實(shí)驗(yàn)49-51
• 2.5 本章小結(jié)51-52
• 3 基于PID控制的前混合磨料水射流壓力調(diào)控系統(tǒng)52-70
• 3.1 基于PID調(diào)節(jié)的系統(tǒng)壓力控制模型52-56
• 3.2 閉環(huán)控制系統(tǒng)仿真模型56-64
• 3.3 前混合磨料水射流閉環(huán)控制實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)64-68
• 3.4 本章小結(jié)68-70
• 4 前混合磨料水射流壓力調(diào)控系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究70-80
• 4.1 系統(tǒng)升壓過(guò)程調(diào)控實(shí)驗(yàn)70-73
• 4.2 系統(tǒng)壓力的調(diào)節(jié)實(shí)驗(yàn)73-75
• 4.3 磨料閥開(kāi)關(guān)的監(jiān)控75-77
• 4.4 噴嘴阻塞狀態(tài)的調(diào)控77-78
• 4.5 系統(tǒng)泄漏狀況的調(diào)控78-79
• 4.6 本章小結(jié)79-80
• 5 前混合磨料水射流系統(tǒng)磨料濃度及噴嘴磨損的監(jiān)控實(shí)驗(yàn)研究80-96
• 5.1 磨料的基本性質(zhì)80-84
• 5.2 磨料濃度與系統(tǒng)壓力和流量的關(guān)系84-86
• 5.3 磨料濃度調(diào)節(jié)的基本方法86-87
• 5.4 磨料濃度的監(jiān)控實(shí)驗(yàn)87-91
• 5.5 噴嘴磨損狀態(tài)與系統(tǒng)壓力和流量的關(guān)系91-92
• 5.6 噴嘴磨損的監(jiān)控實(shí)驗(yàn)92-95
• 5.7 本章小結(jié)95-96
• 6 總結(jié)與展望96-101
• 6.1 總結(jié)96-98
• 6.2 展望98-101
• 參考文獻(xiàn)101-114
• 附錄114-140
• 作者簡(jiǎn)歷140-142
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集142

  本文關(guān)鍵詞：前混合磨料水射流系統(tǒng)壓力特性及其調(diào)控技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：474766