五轴钢管切割机线性运算处理系统分析

时间：2020-01-05作者：东莞市震磊利机电科技有限公司浏览：550

五轴钢管切割机线性运算处理系统分析

    目前，在钢管切割机应用领域为满足不同相贯焊割处理需要，对于割炬摆动轴的线性处理模式已由传统的二维面向多维度方式改进，以较为复杂的钢管偏心斜交相贯为例，其切割割炬的摆动需要涉及到钢管径向面、钢管截面两个主要轴；同时辅以钢管自旋转面、钢管轴向平移及割炬高度共五项线性参量。武汉嘉倍徳科技从事国内钢管切割机设备研发、生产及销售服务工作多年，所开发的迅锋G系列钢管切割机产品具备*自主知识产权，可实现六轴联动切割处理。为方便广大用户深入了解不同类型钢管切割机的功能特点，以下我们将主要以五轴钢管切割机为例，简要为大家说明一下其控制系统线性运算处理系统的特点。
    五轴钢管切割机深度计算公式在理想不可压缩流体定常流动条件下侵彻深度计算公式为：L=ut=1Vj/u-1（式中u侵彻速度，m/s）。当射流速度较低时，管壁靶板强度明显起作用了，就不能不考虑靶板的强度。为此提出了射流临界侵彻速度Vk，以表示靶板强度对侵彻的影响，根据实验可有如下关系式：
    Vju=1 Qt/Qj（Vj≥2.6Vk）；
    Vju=k1 Qt/Qj1-（Vk/Vj）2（Vk≤Vj<2.6Vk）；
    对于线性五轴钢管切割机的运算处理过程中所涉及的相关参量，尤其是切割速度及切割夹角，需要注意的是Vj通常小于2.6Vk值。
    故侵彻深度计算公式为：Li=lik（1 Qt/Qj）1-（Vk/Vj）-1（式中Li―射流微元侵彻深度，mm；li―射流微元侵彻前有效长度，mm；Qj、Qt―分别为罩、靶板材料密度，g/cm3；Vj――射流微元平均速度，m/s；Vk―射流的临界速度，m/s,k―由实验决定的系数）。
    五轴钢管切割机在实现偏心斜交切割处理时，割炬侵彻总深度为L=∑Lik值主要与高度/底宽比、罩厚有关，可由实测值Ls建立方程Ls=L，数值求解得出。有了k值后，就可以对同类型不同结构参数、不同钢管靶板材料计算不同的高度/底宽比下的切割深度。
    钢管切割机的割炬切割参数计算由理论与实践知，切割夹角2a在80～90°侵彻深度较佳，为了加工方便一般取90°；G=1.5d时为较佳定位高度，再增加对侵彻深度贡献不大；割炬与H=d时为较佳定位高度；待切割钢管管壁厚度b=0.05～0.08d时，切割效果较好。
    因而可知，在确定b值情况下，侵彻深度L与底宽d是一一对应关系。因此，可按切割器侵彻深度计算方法的逆序来求出设计侵彻深度的切割器参数。根据摸底试验数据利用k值计算程序计算出k值后，经钢管切割机相关参数计算程序计算出了8～20mm侵彻深度Lj的切割器参数（a、b、d、G、H，）。
    以嘉倍徳科技迅锋G系列五轴钢管切割机控制系统为例，其线性机理初探对于G23、G34、G45机型存在延期，从原则上讲，这种延期对于等离子及火焰切割方式的燃烧产物是固体，为无气体延期熔渣，准确地讲，应称为微气体残留，因为除粘合剂在燃烧时产生少量气体外，G45钢管切割机在加工过程的一定温度下也要分解出气态氧。延期反应基本上是气态氧和FeSi作用的过程，所以，发火温度应足以使G45加工分解放出氧，反应方能持续进行。一般说来，发火温度与氧化剂的分解温度有很大关系。
　　G45钢管切割机的分解温度为570℃左右，但硅铁延期的实际温度为455℃左右，这说明切割温度不仅仅由氧化剂决定，还可能与可燃剂的性质、粒度、配比、密度、粘合剂及含量等因素有关。针对FeSi材质钢管，在采用G45钢管切割机实现热切割处理过程中，其反应方程式如下：8FeSi 7Pb3O4455℃4Fe2O3 8SiO2 21Pb当燃烧反应温度没有达到1400℃时，BaCrO4只能吸热而不分解，故不参加反应，在反应中起“热沉”作用，减缓反应速度。当反应温度**过1400℃时，BaCrO4便分解放出氧参与反应。
　　硅铁合金钢管的规格牌号（硅铁比）决定延期的极限燃烧速度。硅铁合金粉的粒度对热切割处理感度（温度）极限燃速和延期精度影响很大。钢管切割机采用的切割方式不同，各组分相互均匀程度差别较大，湿混有助于提高延期精度。粘合剂含量应适当，含量不同，其作用的性质也不同，在某一范围内起阻燃作用，而在另一范围内则起助燃作用。在一定压力范围内，增大压力能够提**。硅铁类低燃速延期药国内研究的较少。

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