резаемой толщины. Существуют
эмпирические формулы для определения давления режущего кислорода в
зависимости от разрезаемой толщины. В обычных резаках с
цилиндрическим или ступенчато-цилиндрическим соплом давление режущего
кислорода на входе в резак меняется от 3—4 ати для малых толщин до
8—9 ати для толщины 100 мм, 11 —12 ати для 200 мм,
12—14 ати для 300 мм, 20—25 ати для 400—500
мм. Резка больших толщин становится практически невозможной
отчасти из-за трудности пользования кислородом высокого давления
(необходимость особо прочных бронированных шлангов и т. п.), главным
же образом из-за быстрого расширения струи кислорода по выходе из
сопла и значительного охлаждения кислорода вследствие дросселирующего
эффекта. Расширение струи объясняется несовершенством работы
цилиндрического сопла, поэтому кислород по выходе из сопла имеет давление,
значительно превышающее атмосферное, и продолжает расширяться в струе вне
сопла, что и вызывает увеличение сечения струи. Падение давления
кислорода от входного до атмосферного вызывает значительное его
охлаждение; чем выше входное давление, тем сильнее охлаждение. Расширение
струи и охлаждение кислорода, тормозящее процесс резки, сказывается всё
сильнее по мере повышения входного давления режущего кислорода, т. е.
увеличения толщины металла.
Непрерывно растущая потребность
резки всё больших толщин металла, соответственно общему росту мощности
промышленности, заставляет более внимательно подойти к изучению процесса
кислородной резки. Таким изучением применительно к резке больших
толщин с конца 1948 г. занимались инж. М. М. Борт и автор настоящей
книги, которые пришли к следующим основным выводам. Давление кислорода на
входе в резак определяется главным образом конструкцией резака и не
является характерной величиной для процесса резки. Основными величинами
являются скорость, длина и сечение струи кислорода. Скорость должна быть
сверхзвуковой. Длина струи зависит от её начального сечения, конструкции
сопла и скорости на выходе.
Строение струи и распределение
скоростей в ней схематически показаны на фиг. 234. Струя режущего
кислорода А имеет коническую форму и постепенно сходит на нет.
Струя кислорода увлекает с собой окружающий воздух, образуя
постепенно расширяющуюся наружную зону Б, заполненную смесью
кислорода с воздухом. Газы наружной оболочки Б перемещаются в
осевом направлении, но со значительно меньшей скоростью, быстро
уменьшающейся в радиальном направлении. Примерное распределение
скоростей в сечениях струи /—/, 2—2 и 3—3 показано на
фиг. 234.
По мере удаления от среза
мундштука уменьшаются сечение кислородной струи и скорость движения
кислорода в ней и, наконец, струя становится практически непригодной
для резки. Уменьшение сечения и скорости струи служит основной
причиной так называемого отставания при резке, о котором говорилось
выше.
