目前，水射流切割已經(jīng)成為一種成熟的切割技術(shù)方法，這也得益于可靠的高壓泵技術(shù)。現(xiàn)在的高壓泵的最高壓力可以達(dá)到620MPa，而新一代高壓泵則因其合理的增壓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而能夠更加快捷、簡(jiǎn)單的維護(hù)保養(yǎng)。
水射流切割技術(shù)——無論是純水切割還是水射流磨蝕切割都已經(jīng)在許多工業(yè)分支中使用若干年了。今天，人們對(duì)這種水射流切割技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)也已經(jīng)非常清楚。這一冷切割工藝技術(shù)越來越多的成為傳統(tǒng)的熱切割技術(shù)，即等離子或激光切割技術(shù)的補(bǔ)充替代解決方案。之所以如此，其原因是多方面的：從很高的使用靈活性，到可切割的材料和這些材料的強(qiáng)度，以及切割后材料的變形和表面硬化，直至很高的切割質(zhì)量，通常情況下無需再修整等。
在水射流切割技術(shù)中，很長(zhǎng)時(shí)間以來400MPa的水壓是標(biāo)準(zhǔn)的水射流壓力，但技術(shù)的進(jìn)步也促使水射流技術(shù)的腳步不會(huì)停止下來。近幾年水射流切割技術(shù)的壓力也在不斷的提高，在歐洲中部Bad Nauheim市的水射流切割設(shè)備、高壓泵和水射流噴頭供應(yīng)商KMT水射流系統(tǒng)公司通過不斷的技術(shù)改進(jìn)開發(fā)出了壓力高達(dá)620MPa的高壓泵，這一改進(jìn)把水射流切割的工作壓力提高了約50%，在高效利用現(xiàn)有資源的征途中邁出的重要一步。
圖1 利用高性能、最高壓力達(dá)620MPa的高壓泵能夠明顯提高切割工件水流的動(dòng)能
水流流速高達(dá)2.5馬赫
水射流切割設(shè)備可以在相同功率的情況下、在620MPa壓力范圍內(nèi)使用更高壓力的切割水刀。在如此高的壓力作用下，從噴嘴噴射出來的水流流速可加速到2.5馬赫(1馬赫=340m/s)。按照這種新技術(shù)，作用在被切割工件上的動(dòng)能明顯的提高了（圖1）。同樣，在很高的壓力下吸入的磨粒流也提高了，切割射流的能量密度也大幅提高了，明顯提高的高壓泵工作壓力以及磨粒流量能夠在一定工況下把水射流切割的效率提高50%或者更高。結(jié)合所有的優(yōu)點(diǎn)，使得新一代水射流切割設(shè)備更有吸引力，同時(shí)，它也能夠降低切割加工的成本，減少每一工件切割時(shí)的磨料消耗和能源消耗。
在高壓力下工作的水射流切割設(shè)備當(dāng)然也需要配合使用適合于高壓工況下的零部件，只有這樣才能保證水射流切割設(shè)備的正常工作，保證水射流設(shè)備有著較長(zhǎng)的使用壽命。而這類設(shè)備的核心部件就是超高壓水泵。在選擇超高壓水泵時(shí)，許多系統(tǒng)供應(yīng)商和設(shè)備制造商都非常信任KMT水射流系統(tǒng)公司研發(fā)生產(chǎn)的Streamline-Pro系列超高壓水泵。
圖2 新一代的超高壓水泵以其快捷而簡(jiǎn)單的維護(hù)保養(yǎng)而著稱
兩個(gè)射流水增壓器保證不中斷切割生產(chǎn)
高壓泵有兩種功率規(guī)格：45kW和93kW，這兩種類型的高壓泵都可以提供最高620MPa的壓力，但流量各為2.7L/min和5.8L/min。這樣，用戶在使用時(shí)就可以選擇單切割頭或多切割頭的工作方式了。
45kW的Pro 60型高壓泵有一個(gè)射流水增壓器和容積1.6L的壓力存儲(chǔ)器，但這種工業(yè)用泵可以配備兩個(gè)射流水增壓器，這樣，當(dāng)一個(gè)射流水增壓器拆下來維修時(shí)，另一個(gè)射流水增壓器能夠保證水射流切割設(shè)備按照正常的工作班次工作。在93kW的Pro 125型高壓泵中，兩個(gè)射流水增壓器可以產(chǎn)生高達(dá)620MPa的切割壓力，也帶有一個(gè)容積1.6L的壓力存儲(chǔ)器。
在成功的開發(fā)出Pro技術(shù)之后，KMT公司隨之將這一技術(shù)投放到市場(chǎng)中。這一產(chǎn)品型號(hào)為Streamline Pro-2的超高壓水泵與原來的型號(hào)和其他高壓泵相比較，具有快速且簡(jiǎn)便的維護(hù)保養(yǎng)的優(yōu)勢(shì)（圖2）。該泵需要維護(hù)保養(yǎng)的零部件經(jīng)過了重新設(shè)計(jì)，大大的提高了使用的性能和壽命。這種快速調(diào)整射流水增壓器就是重新設(shè)計(jì)的結(jié)果：其密封件和噴嘴密封頭的更換、維護(hù)只需簡(jiǎn)單拆卸幾個(gè)零件就能完成。
圖3 增壓機(jī)構(gòu)的核心部件——噴嘴密封頭也可以快捷的安裝和拆卸
提高切割效率降低維護(hù)保養(yǎng)費(fèi)用
為了方便的取下需要維護(hù)保養(yǎng)的零部件，機(jī)床設(shè)備生產(chǎn)廠家需要在“老式”的水射流切割機(jī)中費(fèi)時(shí)費(fèi)力的、在液壓夾具的幫助下取下柱塞機(jī)構(gòu)，因?yàn)檫@一柱塞機(jī)構(gòu)的拆卸和安裝需要很高的扭矩。與此相反，在Streamline Pro-2系列的設(shè)備中，只需把噴頭螺母松開就可以了，而噴頭螺母的預(yù)緊力則由8個(gè)頂出螺釘輕松的克服了。每一個(gè)頂出螺釘拆卸和安裝時(shí)所需擰緊力矩只有95N.m，僅相當(dāng)于M10螺釘（12.9級(jí)）的擰緊力矩。
由于圓柱形的噴頭螺母采用了性能可靠的硬密封后蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，因此常規(guī)噴頭必須使用的密封蓋被純金屬的密封件代替了。這一簡(jiǎn)單的技術(shù)改進(jìn)減少了易磨損的零件數(shù)量，降低了水射流切割設(shè)備的運(yùn)行費(fèi)用，同時(shí)也延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命。射流水增壓器中也有類似的技術(shù)改進(jìn)：統(tǒng)一的密封筒代替了原來的6個(gè)密封件，起到了更好的液壓密封作用，這一技術(shù)改進(jìn)使得密封件更換時(shí)無需打開高壓的液壓系統(tǒng)了。
水射流增壓器的核心部件噴嘴密封頭也可以快速、簡(jiǎn)捷的拆卸和更換（圖3）。這一系統(tǒng)不僅僅有低壓閥，也有高壓閥，因此整個(gè)系統(tǒng)可以在5～10min的時(shí)間內(nèi)完成更換。申請(qǐng)了專利技術(shù)保護(hù)的柱塞桿快換接頭也明顯的提高了設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)性能（圖4）。更換陶瓷材料的柱塞桿時(shí)需要使用生產(chǎn)廠家自己研發(fā)設(shè)計(jì)的專用工具，陶瓷柱塞桿是由一個(gè)可以伸縮運(yùn)動(dòng)的定位銷與液壓柱塞連接成一體的，只需簡(jiǎn)單的把專用工具旋轉(zhuǎn)一下就可以使這一定位銷退回，將陶瓷柱塞桿取出來。在這一過程中，同樣也無需拆開液壓系統(tǒng)，受過培訓(xùn)的設(shè)備操作者可以在20min內(nèi)完成所有密封件的更換任務(wù)。
圖4 申請(qǐng)了專利保護(hù)的柱塞快換接頭也在快捷的系統(tǒng)維護(hù)保養(yǎng)中發(fā)揮了重要作用
成功的產(chǎn)品開發(fā)降低用戶生產(chǎn)成本
KMT公司在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中不斷的對(duì)現(xiàn)有產(chǎn)品進(jìn)行技術(shù)改進(jìn)和開發(fā)，像Streamline Pro-2系列的高壓泵這一成功的產(chǎn)品一樣，KMT公司在其他許多產(chǎn)品中，例如密封組件、高壓缸、高壓計(jì)數(shù)器等產(chǎn)品中也實(shí)現(xiàn)了新的技術(shù)進(jìn)步，為用戶降低了生產(chǎn)成本。例如，易磨損零件所節(jié)約的使用運(yùn)行費(fèi)用就可達(dá)整個(gè)生產(chǎn)成本20%左右。KMT公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的620MPa高壓水射流切割機(jī)更加易于維護(hù)保養(yǎng)，用戶也更加滿意。而高壓水射流切割設(shè)備在切割特殊厚度的鈑材或高硬度的材料時(shí)，在獲得整潔的割縫方面有著非常重要的意義和作用。當(dāng)用戶需要生產(chǎn)能力較強(qiáng)且生產(chǎn)場(chǎng)地面積有限時(shí)，選擇620MPa的高壓水射流切割機(jī)將是最佳的選擇。
