五軸鋼管（guǎn）切割（gē）機線性運算處理係統分析

    目（mù）前，在鋼管切割機應（yīng）用領域為滿足不同相貫焊割處理需要，對於割炬擺動軸的（de）線性處理模式已由傳統的二維麵向多維度方式改（gǎi）進，以最為複雜的鋼管偏（piān）心斜交相貫為例，其（qí）切割割炬的擺動需要涉及到鋼管徑向麵、鋼管截麵（miàn）兩個主要軸；同時輔以鋼管自旋轉麵、鋼管（guǎn）軸（zhóu）向平移及割炬（jù）高度共五項線性參量。武漢嘉倍徳科技從事國內鋼管切割機設備研發、生產及銷（xiāo）售服務工作多（duō）年，所開發的迅鋒（fēng）G係列（liè）鋼管切割機產品（pǐn）具備完全自主知識產權，可實現六軸聯動切割處理。為方便廣大用戶深入了解不同類型鋼（gāng）管切割機的（de）功能特點，以下我們將主要以五軸鋼管切割機為例，簡（jiǎn）要為大家說明一下其控製係統線性運（yùn）算處理係統的特點。
    五軸鋼管切割機深度計算公式在理想不可壓縮流體定常（cháng）流動條件下侵徹深度計算公式為：L=ut=1Vj/u-1（式中（zhōng）u侵徹速度，m/s）。當射流速度較低時，管壁靶板強度明顯起作用了，就不（bú）能不（bú）考慮靶板的強度。為此提出了射流臨（lín）界侵徹速度Vk，以表示靶板（bǎn）強度（dù）對（duì）侵徹的影響，根據實驗可有如下關係式：
    Vju=1 Qt/Qj（Vj≥2.6Vk）；
    Vju=k1 Qt/Qj1-（Vk/Vj）2（Vk≤Vj<2.6Vk）；
    對於線性五軸鋼管切割機的運算處理過程中所涉及的相關參量，尤其是切割速度及切割夾角，需要注意的是Vj通常小於2.6Vk值。
    故侵徹深度計算公式為：Li=lik（1 Qt/Qj）1-（Vk/Vj）-1（式中（zhōng）Li―射流微元（yuán）侵徹深度，mm；li―射（shè）流微元侵徹前有效長（zhǎng）度，mm；Qj、Qt―分別為罩、靶板材料（liào）密度，g/cm3；Vj――射（shè）流微（wēi）元平均速度，m/s；Vk―射流的臨界（jiè）速度，m/s,k―由（yóu）實驗決定的（de）係數）。
    五軸鋼管切割（gē）機（jī）在實現偏心斜交切割處理時（shí），割炬侵徹總深度為L=∑Lik值主要與高度/底寬比、罩厚有關，可由實測值Ls建立方程Ls=L，數值（zhí）求解得出。有了k值後，就（jiù）可以對同（tóng）類型不同結構參（cān）數、不同鋼管靶板材料計（jì）算不同的高度/底寬比下的切割（gē）深度。
    鋼管切割機的割炬切割（gē）參數計算由理論（lùn）與實踐知，切割（gē）夾角（jiǎo）2a在80～90°侵徹（chè）深度最佳（jiā），為了加工方便一般取90°；G=1.5d時為最佳定位高度，再增加對侵徹深度貢獻不大；割炬與H=d時為最佳定位高度；待切（qiē）割鋼管管壁厚度b=0.05～0.08d時，切割效果最好。
    因而可知，在確定b值情況下，侵徹深度L與底寬d是一一（yī）對應關係。因此，可按切割（gē）器侵徹深（shēn）度計算方法的逆序來求出設計侵（qīn）徹（chè）深度的切割器參數。根據摸底試（shì）驗數據利用k值計算（suàn）程序（xù）計算出k值後（hòu），經鋼管切割機相關參（cān）數計算（suàn）程序計算出了8～20mm侵徹深度Lj的切割器參數（a、b、d、G、H，）。
    以嘉倍徳科技迅鋒G係列五軸鋼管切割機控製係統（tǒng）為例，其線性機理初探對於G23、G34、G45機型存在延期（qī），從原則上講，這種（zhǒng）延期對於等（děng）離子及火焰切割方式的燃燒產物是固體，為無氣體延期熔（róng）渣，準確地（dì）講，應稱為微氣體殘留，因為除粘合劑在燃燒時產生少量氣體（tǐ）外，G45鋼管（guǎn）切割機在加工過程的一定溫度下也要分解出氣態氧（yǎng）。延期反應基本上是氣態氧和FeSi作用的過程（chéng），所以，發火溫度應（yīng）足以使G45加工分解放出氧，反應方能持續進行。一（yī）般說來，發火溫度（dù）與氧化劑（jì）的分解溫度有很大關係。
　　G45鋼管切（qiē）割機的分解溫度為570℃左右，但矽鐵延期的實際溫度為455℃左右，這說明切（qiē）割溫（wēn）度不僅僅由氧化（huà）劑決定（dìng），還可能與可燃劑的性質、粒度（dù）、配比、密度、粘合劑及含量等因素有關。針對（duì）FeSi材質鋼管（guǎn），在采用G45鋼管切割（gē）機實現熱切割處理過程中，其反應（yīng）方程式如下：8FeSi 7Pb3O4455℃4Fe2O3 8SiO2 21Pb當燃燒反應溫度沒有達到1400℃時，BaCrO4隻能吸熱而（ér）不（bú）分解，故不參加反應，在反應中起“熱沉”作用，減緩反應速度。當（dāng）反應溫（wēn）度超過1400℃時（shí），BaCrO4便分解放出氧參與反應。
　　矽鐵合金鋼管的規格牌號（矽鐵比）決定延期的極限燃燒速度。矽鐵合（hé）金粉的粒（lì）度對熱切割（gē）處理感度（溫度（dù））極限燃速和延期精度影響很大。鋼管切割機采用的切割方（fāng）式（shì）不同，各組分相互均勻程度差別較（jiào）大，濕混有助於提高延期精度。粘合劑含量應適當（dāng），含量不同，其作用的性質（zhì）也不同，在某（mǒu）一範圍內起阻燃作用，而在另一範圍內則起助燃作用。在一定壓力範圍（wéi）內，增大壓力能夠提高精度。矽鐵類低燃速延期藥國內（nèi）研究的較少。

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