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1、高压水射流装备结构设计摘要全套图纸加扣 3346389411或3012250582我国的船舶工业集合了高新技术与大量的劳动力，它是我国的重要支柱工业之一。面对船舶外板的高压水射流装备使用既环保又干净无污染的普通水除锈，通过高压泵的机组获得能量进行除锈，而除锈是船舶工业中必不可少的一道工艺。高压水射流是通过高压水射流的冲击力，将附着在船舶外板上的锈蚀和涂层彻底破坏，能够有效，高质量，高品质的用于船舶维修除锈方面。并且高压水射流还具有许多优点，例如经济效益高，成本低下，去污的效果明显，效率快等等。随着船舶使用时间的增加，船舶外板会多多少少的发生锈蚀或各种水生物，如果要使船舶能够安全的行驶，增长船舶
2、的使用寿命，我们就必须对船舶外板进行表面处理。运用高压水射流装备可以将船舶外板的锈迹或各种垃圾处理干净，保证船舶外板的干净。因为大多数的高压水射流装备使用的是自来水，由于水的价格相对便宜，更重要的水是清洁能源，不会造成环境污染，不会腐蚀原来的零部件或设备，也不会产生化学性质的任何损伤，如果我们遇到一些特别难以处理的污渍等还可以合理的添加一些溶剂。本文针对面向船舶外板的高压水射流装备进行了研究，提高高压水射流的工作效率，可以加长船舶的使用寿命，对推动船舶行业的发展具有十分重要的意义。关键字：高压水射流；喷嘴；装置设计IAbstractChinas shipbuilding industry is
3、 a high-tech intensive area and a heavy physical strength intensive area. It is one of the important pillar industries in China. The high-pressure water jet equipment facing the outer plate of the ship uses common water which is not only environment-friendly but also clean and pollution-free. The hi
4、gh-pressure pump unit obtains energy for derusting, and derusting is an indispensable process in the ship industry. The high-pressure water jet completely destroys the rust and coating adhered to the outer plate of the ship through the impact force of the high-pressure water jet, and can be effectiv
5、ely, high-quality and high-quality used in ship maintenance and derusting. And high pressure water jet also has many advantages, such as high economic benefit, low cost, obvious decontamination effect, fast efficiency, etc.With the increase of the service time of the ship, the outer plate of the shi
6、p will be more or less corroded or various aquatic organisms. If we want to make the ship run safely and prolong the service life of the ship, we must carry out surface treatment on the outer plate of the ship. High-pressure water jet equipment can be used to clean the rust or all kinds of garbage o
7、n the ships outer plate to ensure the cleanness of the ships outer plate.Because the cleaning medium used by high-pressure water jet equipment is water, because the price of water is relatively cheap, more importantly, it will not cause environmental pollution, will not corrode the original parts or
8、 equipment, and will not cause any damage to chemical properties. If we encounter some stains that are especially difficult to handle, we can reasonably add some solvents.In this paper, the high-pressure water jet equipment for the outer plate of the ship is studied. Improving the working efficiency
9、 of the high-pressure water jet can prolong the service life of the ship, which is very important to promote the development of the ship industry.Key words: high pressure water jet; nozzle; device design目 录第一章 绪论1 课题背景及意义1 国内外研究现状及发展趋势1 国内外研究现状1 高压水射流的发展趋势4 本课题的研究内容5 本章小结5第二章 高压水射流设备相关理论的分析6 水射流的机理6
10、 流体力学的基本方程7 射流基本参数8 射流反冲力10 射流打击力10 清洗效果影响因素11 本章小结12第三章 高压水射流设备的总体方案设计13 执行机构的设计13 喷嘴技术参数的确定13 执行器的设计15 履带小车控制系统的设计16 高压水射流系统的设计17 系统的组成17 系统的工作原理18 主要部件的选型19 高压泵的选择19 电机的选择21III 其他部件的选择23 成本估算23 本章小结24第四章 高压水射流装备中喷嘴的仿真分析254.1 软件介绍254.2 三维模型的网格化及参数设置264.3 仿真分析274.4 本章小结28总结29致谢30参考文献31IV第一章 绪论3.3 课
11、题背景及意义在船舶涂装施工的过程中首先进行的就是船舶除锈，我们必须先仔细的处理好船舶外板，这样才能使涂层达到良好的预期保护效果。确保涂层保护性能的关键就是控制船舶表面处理的质量问题。我们目的是想要延长船舶的使用寿命，前提就是要让涂料的抗腐蚀能力充分发挥出来，此时就必须要对船舶外板除锈，让其表面干净，清洁，让涂料与外板之间的附着力增大。如果想要中国的船舶业保持稳定上升，条件之一就是加大其配套设施投资的力度，而除锈环节就是造船和修船的重要组成部分。因此随着船舶业中的造船和修船业的迅速发展，船舶除锈必然也会跟紧快速发展，并且要求也会越来越严格。在过去很长的一段时间里，我国化学清洗占清洗行业的百分之八
12、十左右，随着时代的变化，资源变得越来越少，环境也会遭遇到严重的破坏。如今工业与科技的进步， 全新的清洗方法不断出现，新的清洗方法物理清洗越来越受众人的重视，现在世界上清洗技术的主攻方向就是由原来的的化学方法转化为更加环保，更加高效的物理方 法。其中还要数高压水射流技术最为发展迅速并且应用领域更加广泛。因为高压水射流的成本更低，速度更快，效率极高，还不损伤被被清洗的目标等特点。在未来由于人们逐渐认识和了解到这个领域后，就会有越来越多的竞争者加入这个领域，高压水射流的市场就会越来越大，价格会越来越低廉，技术层面会有着更高的发展程度。在工业清洗中的领域会变得更加宽，规范也会变得严格。3.4 国内外研
13、究现状及发展趋势3.4.2 国内外研究现状高压水射流装备所涉及的学科相当广泛，它以高压水射流为核心，包括机械设计， 机械自动化，材料学，流体力学，阀门控制和泵等方面知识1。目前在化学清洗副作用大的时候，主流的清洗方式就是使用高压水射流进行清洗。在上世纪八十年代，世界各国逐渐开始对水射流的理论方面及其应用开始渐入佳境，这段时间，开始出现了射流中加入磨料技术，还有纯水射流，空化和自激振射流等2。而高压水射流也不仅局限于清洗领域，切割领域也逐渐加入。9我国的高压水射流技术发展流程没有国外那么久远，国外逐渐趋于成熟时，我国才开始加快研究流程。具体成就包括：在九十年代，我国意识到水射流的重要性，开始投入
14、大量人力物力加快研发进度，终于在九三年自主造出了一套压力可调整范围较大，可达到接近 400 兆帕的一整套高压水射流的切割装备3。在二十一世纪初，国内还没有自动化的装备，抚顺的石化公司在李学者的指挥下弥补了这一空白领域，他们设计了一套自动清洗井架车，特色是能够自动化进行表面清洗等工作。之后五年内， 国家又颁布了一套新的标准超高压水射流切割机，意味着我国的高压水射流技术又向前迈出了一步4。虽然高压水射流技术在我国才经历过几十年的发展研究，但目前已经有很多研究所将之投入研究，并且有了新的突破，例如河南理工大学研究所， 北京航空工艺研究所，北京科技大学高压水射流研究所和南京理工大学等等。这代表我国已经
15、逐渐意识到这种新型技术的优点，另外，对高压水射流系统的研究，国内也小有成就，例如位于南京著名的文具大企业晨光，对清洗车的控制系统进行了升级设计，让清洗车增多了改变湿度，降尘和灌溉等多个用途，这样就可以实现清洗车的一车多用5。最近，江大与南京某公司的陈学者等人联合对清洗质量的影响因素进行了实验探究，对考虑到的多个因素进行了实验探究，分析探索出了参数的最优值。长安大学在水射流增压器方面也有着深入的研究，他们探索出了稳定性更高，压力受干扰最小的增压系统6。在国内，国内的学者对水射流的理论研究处于主要研究方向，包括水射流本身的机理，执行设备红喷嘴的设计研究和其他设计等7。在喷嘴的研究方面，对比各种喷头，圆柱形喷嘴在高压清洗中占有举足轻重的地位，圆形喷嘴的优点最适合水射流， 由它射出的高压水射流具有打击力最大，在击中目标是其能量转化最优。其他喷嘴包括扇形喷嘴，由于喷嘴的形状是扇型，所以由它射出来的射流是扁平状且平坦均匀的， 虽然其扩散角较大，所以水射流出来横扫面积也就变大，但是由于扩散角太大的原因， 水射流的动压就会变小，能量转化率太低，所以并不适用于高压水射流。还有一类特殊喷嘴，只会在一些特殊的场合中使用到，它就是异形喷嘴，它的外形特殊，
