水刀的结构的原理

人类自古就利用水流的冲击力，制成水车、水磨等水力机械。如果水流从高压水q中喷出，其冲击力就更大。前苏联用于采煤工业，名曰水力采煤。高速喷出的水流受阻于煤层，速度骤然下降，顷刻间会产生足够大的冲击力，使煤层出现脆性断裂，完成采煤作业。受此启发，前苏联科学家开发出高压水喷流切割技术，而美国公司取得了此项技术的专利权，使之商品化。

普通水经过一个超高压加压器，将水加压至4,000 bar (60,000psi)，然后通过一个细小的喷嘴(其直径为0.004英寸至0.016英寸)，可产生一道每秒达915公尺(约音速的三倍)的水箭，此道水箭可做各种表面处理及切割各种非金属物质如纸类、纸尿裤、玻璃、纤维、海绵等。

而针对要切割金属及较硬的材质如各种石材、玻璃、陶瓷、磁砖等材质时，福禄另开发出具专利及更完善的设计，就是将砂料与水箭混流以增强其切割能力，此种高速度的加砂水刀几乎可切割任何材质。

要做到这点，对水、管道、喷口都有比较高的需求。如管道，水刀是用高压工具把水加压后射出来的，必须拥有极高的压力才能把坚硬的切割材料切开，所以管道必须能承受极高的压力，这个压力远远大于700兆帕，因为薄钢板（被切割材料）本身就能承受700兆帕的压力。

其次，水刀用的水完全没有杂质是不对的。因为水压远远大于700兆帕，那么对于管道等密封设备而言，无论密封性能多么好，纯水总会使它们磨损而渗漏。为了解决这个问题，水刀用水就要加入5%的可溶性乳化油，提高密封效果。对于高压泵，也要加入一些油液提高其密封性能。

上面说过了，水刀的喷嘴是用硬质合金、蓝宝石等材料做成的，喷口直径仅0.05毫米，而且孔内壁光滑平整，能承受1700兆帕的压力，所以喷出来的高压水能像刀一样切割材料。有些水还加入了一些长链聚合物，如聚乙烯氧化物，增加水的“黏度”，使喷出的水犹如一条“细线”。

它的加工精度高，切割宽度只有0.1—0.8毫米，可以加工型面复杂的零部件。加工后的零部件切口光滑整齐，无须修整。尤其对易热变形材料的加工，“水刀”更具独特优越性。

它不像刀具那样存在磨损问题，掺入水喷流中的磨料和废水可回收使用，设备又较为简单，加工成本低廉。加工过程中引起的振动和噪声都很小，切屑量仅是机械加工的15%—20%，并且碎屑随水流走，不会飞扬伤及 *** 作者。

“水刀”，正因为它不是刀，才开拓了广阔的用武之地。对复合材料的切割是加工中的棘手问题。如采用传统的加工方法，会出现分层和撕扯现象，而“水刀”正是解决这个问题的理想工具。用“水刀”来清除部件的陶资涂层，效果优于机械方法和化学方法。“水刀”可用于冲孔，粉碎材料。船体及螺旋桨表面的附着物，化工管道中的积垢，用“水刀”来清洗也很方便。

“水刀”还可以用于外科手术。〔东京大学医学院用压强0.7兆帕的“水刀”在家兔身上做试验，表明它可用于肝、肾等脏器的手术，不会损伤周围组织，也不易引起感染。〕

增压配件是水刀的核心，通过增压器形成超高压力，通过水喷嘴进行切割。增压配件需要承受增压器内部高压，因此好的高压配件也是水刀稳定的主要部件之一，那么水刀增压部分配件有哪些呢？1、增压器 增压器是水刀增压较为完整的一个配件，通过油泵的增压在增压器内形成高压，再由止回阀单向形成高压水。增压器是水刀配件中非常重要的一个部位，影响了整个水刀配件水刀的质量以及效率，是水刀的核心。2、高压缸 高压缸是增压器重要的一个部位，物理压缩形成超高水压，同时高压缸也先承受压力，如果长期工作金属疲劳也是容易导致高压缸的损坏。建议使用进口高压缸，国外锻造标准使得高压缸可以承受更高的压力，不容易爆缸。3、陶瓷高压杆陶瓷质的高压杆对比金属材质具有更高的硬度且不容易变形，使得工作更加稳定。陶瓷杆一般国产和进口之分，进口陶瓷杆更加坚硬光滑，更加平稳耐用。水刀配件4、活塞 活塞两端固定的是活塞杆，通过两边的高压将活塞杆将水挤压形成高压。活塞处于压力的中央，因此需要高硬度和厚度才能避免挤压变形。5、止回阀 止回阀是单向阀，使高压水无法逆流，一头连接高压缸以及高压管，自然水进入高压缸形成高压水后通过止回阀进入高压管且无法回流。止回阀建议用进口件，进口止回阀具有高质量的特点，可以保证超长使用寿命。6、高压密封组 高压密封组填补了高压配件之间的间隙，让连接之间阻绝形成高压，同时高压组件也承受着很高的压力，运动中容易损坏，使得效率大大降低，通常一段时间就需要更换，优质的高压密封组才能长期稳定工作。

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