位螺母8在条形长孔6中的位置保证其在两侧条形长孔6中的滑动距离相同，进而确保两排喷嘴4改变了相同的角度。最后拧紧定位螺母使整个装置不再发生转动。
[0030]参照图3，喷射臂3通过旋转套筒2转动套在芯轴I的外侧，连接杆5的下端与旋转套筒2的外壁固定连接，芯轴I与旋转套筒2之间设有多层O型密封圈16，0型密封圈16的两侧设有液压密封挡圈17，以确保芯轴I与旋转套筒2之间的密封性。
[0031]进一步的，旋转套筒2与芯轴I之间设有弹性密封装置，弹性密封装置推动旋转套筒2轴向伸缩，在该高压水射流消除材料内部残余应力喷嘴系统工作和非工作两种状态下，O型密封圈16所承受的压力相差非常大，而且芯轴I中的水射流根据不同的材料选择不同的压力，一定时间后O型密封圈16就会产生疲劳，而且压力变化后旋转套筒2和喷射臂3要承受较大的冲击，弹性密封装置可以轴向伸缩，适应压力变化对O型密封圈16以及旋转套筒2和喷射臂3的冲击，有效的提高了使用寿命。具体的，弹性密封装置包括压盖9和密封弹簧10，旋转套筒2后端与喷射臂3固定连接，芯轴I从旋转套筒2前端开口处伸入旋转套筒2内，压盖9固定在旋转套筒2的前端开口处，旋转套筒2外侧的芯轴I直径小于旋转套筒2内侧的芯轴I直径并形成肩部，密封弹簧10轴向设置在压盖9与肩部之间，利用压盖9固定密封弹簧10，结构简单，安装方便，密封弹簧10能够有效的吸收压力变化所产生的冲击，保证系统稳定运行。
[0032]更进一步的，在密封弹簧10与肩部之间设有一推力轴承11，旋转套筒2上开设有给推力轴承11加注润滑油的注油孔12;推力轴承11与O型密封圈16之间的芯轴I上还套设有抗灰尘挡圈15，芯轴I与旋转套筒2之间还设有向心轴承14，向心轴承14位于推力轴承11与抗灰尘挡圈15之间，向心轴承14可以有效的减少芯轴I与旋转套筒2的摩擦，在推力轴承11与向心轴承14之间设有一个挡块13。在芯轴I与向心轴承14之间设置一个轴套，在旋转套筒2与芯轴I发生轴向相对移动时，轴套与芯轴I相对移动，保持向心轴承14的内外圈轴向相对固定。本实施例中的向心轴承14可以采用深沟球轴承。
[0033]参照图4，在本实施例中，喷嘴4的入口处的内径大于出口处的内径，过渡段401为流线型的喇叭状，这种喷嘴4与其他传统形式的喷嘴4相比可以有效地降低射流能量在喷嘴4过渡段401的能量损耗，使得射流具有更大的压力值与速度，提高加工效果。
[0034]一种消除材料内部残余应力的方法，包括以下步骤:
将上述的喷嘴系统设置在工件表面上方，两个喷射臂3设置在焊缝的两侧，芯轴I入水口与高压水栗连接；
喷嘴4与工件的垂直距离为60mm，喷嘴4所喷出的水射流与工件表面呈30-60°角，松开定位螺母8，通过调整定位螺栓7在连接杆5上的位置来调整喷嘴4与焊缝所成的角度(依据不同材料的机械性能以及焊接接头所处的不同位置)，固定定位螺母8;
沿焊缝长度方向，喷嘴系统以0.15m/s的速度移动，运行过程中两排喷嘴4可以交错作用于焊缝位置，以此在焊缝区域形成交变循环载荷。而且多个喷嘴4形成连续的交变循环载荷，不需要喷嘴系统往复行走，沿焊缝行走一次就可以完成消除材料内部残余应力的工作。一个喷射臂3接入压力为250-300MPa的高压水，另一个喷射臂3接入压力为300-350MPa的高压水，两个喷射臂3进一步形成压力差更大的交变循环载荷，效果更好。
[0035]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
【主权项】
1.一种高压水射流消除材料内部残余应力喷嘴系统，其特征在于:包括两个平行设置的喷射臂(3)，每个喷射臂(3)的下侧间隔设有多个喷嘴(4)，两个喷射臂(3)上的喷嘴(4)交错设置，一个喷射臂(3)上的喷嘴(4)向另一喷射臂(3)—侧倾斜设置，喷射臂(3)的一端还连接有用于连接供水管路的芯轴(1)，芯轴(I)与喷射臂(3)转动连接。2.根据权利要求1所述的高压水射流消除材料内部残余应力喷嘴系统，其特征在于:所述两个喷射臂(3)通过角度调整机构连接。3.根据权利要求2所述的高压水射流消除材料内部残余应力喷嘴系统，其特征在于:所述角度调整机构包括连接杆(5)、定位螺栓(7)和定位螺母(8)，两个连接杆(5)的一端分别与喷射臂(3)固定连接，连接杆(5)的另一端开设有条形长孔(6)，定位螺栓(7)穿过两个连接杆(5 )的条形长孔(6 )与定位螺栓(7 )连接。4.根据权利要求1所述的高压水射流消除材料内部残余应力喷嘴系统，其特征在于:所述芯轴(I)的一端套在喷射臂(3)内侧，芯轴(I)与喷射臂(3)之间设有多层O型密封圈(16)，O型密封圈(16)的两侧设有液压密封挡圈(17)。5.根据权利要求4所述的高压水射流消除材料内部残余应力喷嘴系统，其特征在于:所述喷射臂(3)通过旋转套筒(2)转动套在芯轴(I)的外侧，O型密封圈(16)和液压密封挡圈(17)均套在芯轴(I)与旋转套筒(2)之间，旋转套筒(2)与芯轴(I)之间设有弹性密封装置，弹性密封装置推动旋转套筒(2)轴向伸缩。6.根据权利要求5所述的高压水射流消除材料内部残余应力喷嘴系统，其特征在于:所述弹性密封装置包括压盖(9)和密封弹簧(10)，旋转套筒(2)后端与喷射臂(3)固定连接，芯轴(I)从旋转套筒(2)前端开口处伸入旋转套筒(2)内，压盖(9)固定在旋转套筒(2)的前端开口处，旋转套筒(2)外侧的芯轴(I)直径小于旋转套筒(2)内侧的芯轴(I)直径并形成肩部，密封弹簧(10)轴向设置在压盖(9)与肩部之间。7.根据权利要求6所述的高压水射流消除材料内部残余应力喷嘴系统，其特征在于:在所述密封弹簧(10)与肩部之间设有一推力轴承(11)，旋转套筒(2)上开设有给推力轴承(11)加注润滑油的注油孔(12);推力轴承(11)与O型密封圈(16)之间的芯轴(I)上还套设有抗灰尘挡圈(15)。8.根据权利要求1所述的高压水射流消除材料内部残余应力喷嘴系统，其特征在于:所述喷嘴(4)的入口处的内径大于出口处的内径，过渡段(401)为流线型的喇叭状。9.一种消除材料内部残余应力的方法，其特征在于:包括以下步骤: 将权利要求1?8任一项所述的喷嘴系统设置在工件表面上方，两个喷射臂(3)设置在焊缝的两侧； 喷嘴(4)与工件的垂直距离为50-100mm，喷嘴(4)所喷出的水射流与工件表面呈30-60°角； 沿焊缝长度方向，喷嘴系统以0.1-0.3m/s的速度移动，两个喷射臂(3)上交错的喷嘴(4)喷出的水射流在焊缝区域形成交变循环载荷。10.根据权利要求9所述的消除材料内部残余应力的方法，其特征在于:一个喷射臂(3)接入压力为250-300MPa的高压水，另一个喷射臂(3)接入压力为300-350MPa的高压水。
【专利摘要】高压水射流消除材料内部残余应力喷嘴系统及方法，属于焊接技术领域。包括两个平行设置的喷射臂（3），每个喷射臂（3）的下侧间隔设有多个喷嘴（4），两个喷射臂（3）上的喷嘴（4）交错设置，一个喷射臂（3）上的喷嘴（4）向另一喷射臂（3）一侧倾斜设置，喷射臂（3）的一端还连接有用于连接供水管路的芯轴（1），芯轴（1）与喷射臂（3）转动连接。喷射臂工件行走后，两个喷射臂上交错的喷嘴喷出的水射流对材料施加交变拉压循环载荷，可以更好地对工件内部焊接残余应力进行松弛，不需要交替变换水射流的压力，而且多个喷嘴能够施加连续的交变拉压循环载荷，不需要往复行走，显著提高了工作效率。
【IPC分类】C21D7/06, C21D9/50
【公开号】CN105506251
【申请号】CN201510973987
【发明人】蒋文春, 马睿, 罗云, 徐书根, 王振波, 王炳英, 金有海
【申请人】中国石油大学(华东)
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年12月23日