超声波切割论文（精选7篇）
超声波切割论文 第1篇
关键词：接触式超声切割止血刀,工作原理,临床应用
1 超声手术刀的工作原理与基本结构
目前, 国际上有两种形式的超声手术刀。一种是抽吸式超声手术刀, 在手术中, 通过导管把冲洗液射向手术切口冲洗, 同时在抽吸泵的作用下, 通过中空的声头把冲洗液连同被打碎的组织碎屑一并抽吸排除, 以随时保持手术切口的清洁, 常用于白内障剔除手术;另—种是接触式超声手术刀, 它主要利用超声振动产生的强大瞬时加速度和声微流的作用直接切割生物组织。超声刀的工作原理是通过超声频率发生器使金属刀头以超声频率进行机械振荡, 刀头振动与组织蛋白接触, 对组织施加机械能, 使组织产生高频率的震动, 其内部细胞相互摩擦产生热量, 从而使组织内的水分子汽化, 蛋白氢键断裂和蛋白结构重组, 细胞崩解、组织被切开, 同时蛋白凝固闭合小管腔, 蛋白受振动产生2级热量, 深度凝固闭合较大的官腔。接触式超声手术刀的切割速度快、其刀头温升会促进凝血反应机制, 有明显的止血作用。超声手术刀装置由超声发生器和换能振动系统两部分组成, 而换能振动系统又由换能器、聚能器和刀具2部分组成。超声发生器将工频电流转变成超声频的振荡电流, 通过换能器将电磁能转变为具有相同频率的弹性振动能, 由聚能器放大振幅以耦合负载, 最后经波导手术器械将能量集中在刀具部位, 从而可进行各种外科手术治疗。
2 超声刀的优点及应用
2.1 精确切割、无生理电刺激
在使用时, 超声刀刀头的机械振动, 工作时间向侧方的凝固带<1mm, 因此对邻近组织的热损伤小, 切割精确, 可安全使用于重要组织的处理。并且无电火花, 对机体无电生理干扰。尤其是切割肌肉时不引起肌肉收缩, 无传导性组织损伤。
2.2 凝血作用
超声于术刀在切割软组织时产生的较低热效应, 使被切割的生物组织产生局部温升, 提高了该组织中凝血酶的活性, 激活了凝血因子, 加速了凝血反应过程;另外, 在切割组织过程中所产生的大量空化泡堵塞于血管的断端, 从而保证了术中不出血或少出血, 使手术视野清晰, 缩短了手术时间。
2.3 可牢靠封闭大血管
超声刀依靠压力和对组织施加最大的能量来连结血管, 血管会在与刀头接触面不出血的情况下封闭。使用电刀时, 由于接触面的不断增加导致电密度的下降, 从而使血管通常不能明显连结。血管中的血液具有很大的热量, 这使血管一侧先于另一侧凝固, 并且导致与电刀接触过的地方, 血管壁的口子中有血会渗出。因此当凝固血管侧壁时, 超声刀比电刀更有优势。在使用时, 超声刀刀头的温度低于80℃, 极少产生烟雾、焦痂, 无电火花, 手术视野十分清晰。并且对切割的组织损伤轻, 利于伤口愈合。最小的侧面热损伤, 可在重要脏器附近进行操作。
3 超声刀目前在国内的应用情况
超声波切割论文 第2篇
本研究选用根管峡部发生率较高的单根上颌前磨牙[1,2]为研究对象,通过显微成像和数据分析系统分别对样本牙预备前、后根切面进行相关参数测量,比较研究3种超声倒预备尖镍钛尖RE2、金刚砂尖Berutti和25#K锉对哑铃型牙根根管峡部预备成型后峡部的牙体组织切割量的差异,为临床应用提供参考依据。
1 材料和方法
1. 1样本收集
样本为2008-01 ~ 2013-03在广西医科大学附属口腔医院门诊就诊、患者年龄18 ~ 45岁、因正畸或牙周病而拔除、根尖发育完全、具有完好哑铃型牙根的上颌前磨牙150颗,浸泡于10% 甲醛溶液中备用。
1. 2 主要材料与设备
超声波机( EMS PIEZON MASTER 400 AX-01146,SWISS) 、金刚砂尖Berutti与镍钛尖RE2 ( PIEZONMASTER 400,SWISS ) ,25 # 不锈钢K锉 ( Maillefier,SWISS) ; 体视显微镜( OLYMPUS,JAPAN) ,正置显微镜及数据分析系统( DMR + Q550LEICA,GERMANY) 。
1. 3 方法
1. 3. 1根管预备与充填用高速金刚砂钻,喷水充分冷却的条件下对样本牙揭全髓室顶后,用8#K锉通畅根管,同时确定工作长度。工作长度定为可见8#K锉到达根尖孔后后退0. 5 mm的长度。用手用不锈钢K锉,采用逐步后退法清理和成形,主尖锉均为25#,预备过程中用足量的3% 次氯酸钠溶液冲洗。纸捻干燥根管,牙胶尖加AH plus封闭剂侧向加压充填,髓腔及窝洞口用氧化锌充填。将完成根管充填的样本存放在含0. 2% 迭氮钠生理盐水充分浸湿的纱布中48 h。
1. 3. 2根尖切除用高速金刚砂钻,喷水充分冷却的条件下垂直于牙长轴切除根尖3 mm。用体视显微镜放大观察,筛选出根切面没有任何缺损的、由一个峡部连接2个主根管的哑铃型离体上颌前磨牙样本120颗,随机均分成3组,每组40颗样本牙,并对样本编号。分别对每个样本牙的根切横截面美兰染色绘出2个主根管之间的缩窄区即为根管峡部。在体视显微镜2×10倍下分别对每个样本牙的根切横截面摄像,通过正置显微镜及数据分析系统获取图像,并测量预备前根切横截面根管峡部面积S ( 图1) 。
1. 3. 3根尖倒预备3组样本在等功率超声下,配不同的倒预备尖镍钛尖RE2、金刚砂尖Berutti和25#K锉分别对样本牙根管峡部进行倒预备。完成根尖倒预备后,对每个样本牙的根切横截面再次进行摄像( 方法同预备前根切横截面摄像) ,并测量预备后参数: S2:预备后的根管峡部面积,L3: 预备后根管壁最薄处的管壁厚度。
1. 4 参数处理
根据预备前、后获得的参数S、S2、L3,分别计算并比较3组样本预备前根管峡部面积S、预备后根管峡部面积S2、预备后根管峡部新增面积( S2- S) 、及预备后根管壁最薄处的管壁厚度L3的差异。
1. 5 统计学分析
用SPSS 13. 0软件包分析,符合计量资料的正态分布,采用多组数据的完全随机设计F检验( 检验水准P = 0. 05) 。
2 结 果
3组样本预备前根管峡部面积S均无统计学差异( P > 0. 05) ,预备后根管峡部面积S2、预备后根管峡部新增面积( S2- S) 、及预备后根管壁最薄处的管壁厚度L3RE2组的值最小( P < 0. 05) ( 表1) 。
3 讨 论
根管峡部来源于胚胎时期的上皮根鞘,是同一牙根内2根管间含有牙髓或者牙髓生成组织的一种窄形、带状结构[3],是牙根内连接颊舌2根管的狭窄通道。峡部内通常存在坏死的牙髓组织、细菌及代谢产物。根尖切除后,用美兰对根尖断面染色,美兰在软组织和裂隙处沉积染色,在显微镜下可以清楚看出整个根尖断面的外形和存在的根管峡的范围,如果能配合使用合适的超声器械彻底地清理根管峡部的牙髓组织并制备出理想的窝洞,有利于根管峡部的发现和处理,可明显提高根尖手术的成功率。
超声波倒预备仪器因其预备尖角度和尖端的独特设计,有效地解决了传统方法无法解决的问题,同时超声冲洗能获得更清洁的窝洞[4,5],提高了根尖手术治疗的成功率[6,7,8]。但有相关研究报道超声波倒预备技术有可能导致根管壁微裂的形成[9,10],尤其是在根管峡部。有学者研究发现,95% 的微裂往往发生在窝洞壁的最薄处,超声倒预备时,75% 薄于1 mm的洞壁出现微裂。有学者对单根管前牙超声波倒预备研究后,建议窝洞周围至少应有2 mm厚的牙体组织,否则预备后管壁可能出现微裂或侧穿[11]。因此,在倒预备过程中,尽可能保留根管峡部的健康牙体组织,保持牙体强度,显得尤为重要。
(± s) ( ± s)
注: 1 Berutti 组、25#K 锉组均与 RE2 组比较,均 P < 0. 05
目前超声倒预备尖主要有金刚砂、镍钛和不锈钢等材质。其中金刚砂尖Berutti的尖端2 mm是金刚砂层,金刚砂层能使其在超声波低功率下亦能有效地去除牙体组织。镍钛尖RE2表层的镍钛可以减少器械磨损,且有良好的柔韧性和成型能力,能较好地保持根管原来的形态,它比金刚砂尖Berutti细小,弹性是不锈钢的2 ~ 3倍。为减少根管壁微裂的形成,寻找较合适的预备根管峡部的超声倒预备尖,本研究结果显示预备前,3组根切横截面根管峡部面积S没有统计学差异,为( 0. 444±0. 029) mm2到( 0. 454±0. 026)mm2之间。预备后,3组根切横截面根管峡部面积S2有统计学差异,镍钛尖RE2组明显少于其余2组,其中最大面积为金刚砂尖Berutti组的( 2. 009±0. 367)mm2; 最小面积为镍钛尖RE2组的( 1. 455±0. 680)mm2; 25#K锉组为( 1. 998±0. 939) mm2居于这两者之间。预备后根管峡部新增面积( S2- S) ,3组之间有统计学差异,镍钛尖RE2组明显少于金刚砂尖Berutti组和25#K锉组,为( 1. 001±0. 833) mm2。同时,镍钛尖RE2组预备后最薄的根管壁厚度( 0. 535±0. 046)mm明显厚于金刚砂尖Berutti组( 0. 153±0. 035) mm和25#K锉组( 0. 333±0. 050) mm。
因此,虽然已有研究证实使用超声器械进行根尖倒预备较传统慢速手机更能有效的保护牙根硬组织,保持牙根的强度[12,13],但本研究结果显示,不同材质的超声波倒预备尖在根管预备方面还是存在差异,镍钛尖RE2预备根管峡部的窝洞较保守,比金刚砂尖Berutti和25 #K锉更适用于预备根管峡部,能更有效地保护根尖硬组织,对哑铃型牙根峡部能较好地预备和成形( 图2) 。
由于研究的样本为离体牙,失去了牙周组织对超声冲击的吸收作用,牙体硬组织失去了来自牙髓的营养和修复功能,牙本质脱水,失去弹性变脆。同时牙体的完整性受到破坏,其抗折能力也将随破坏范围的大小受到不同程度的影响,缺乏实体条件的限制。后续,我们将选用活体牙或者原位牙作为研究对象,更好地来验证本研究结果的真实性。
摘要：目的:比较研究3种超声倒预备尖对哑铃型牙根根管峡部牙体切割量的差异。方法:120颗由一个峡部连接2个主根管的哑铃型离体上颌前磨牙,随机均分成3组(n=40),分别用超声波配3种倒预备尖对根管峡部进行倒预备:镍钛尖RE2、金刚砂尖Berutti、25#K锉。显微成像系统和数据分析系统分别测量预备前、后根切面的相关参数并进行计算分析,定量比较3种超声倒预备尖对哑铃型牙根根管峡部牙体切割量的差异。结果:超声波配镍钛尖RE2组对根管峡部牙体切割量明显少于金刚砂尖Berutti组和25#K锉组(P<0.05)。结论:超声波倒预备尖RE2能更有效地保护根管峡部牙体硬组织。
超声波切割论文 第3篇
1. 资料和方法
1.1 一般资料
在2014年2月~2016年2月选择我院收治的患有增生性糖尿病视网膜病变的患者84例,按照实际治疗方法的不同分为对照组和治疗组,每组42例。对照组患者糖尿病史1~17年,平均病史(5.3±0.8)年;男性患者25例,女性患者17例;视网膜病变发病时间1~13个月,平均发病时间(4.9±1.3)个月;患者体重42~79kg,平均体重(54.6±8.2)kg;患者年龄48~85岁,平均年龄(63.1±7.4)岁;左眼疾病患者19例,右眼疾病患者23例;治疗组患者糖尿病史1~19年,平均病史(5.1±0.4)年;男性患者24例,女性患者18例;视网膜病变发病时间1~16个月,平均发病时间(4.2±1.5)个月;患者体重41~75kg,平均体重(54.1±8.4)kg;患者年龄48~85岁,平均年龄(63.5±7.9)岁;左眼疾病患者19例,右眼疾病患者23例。治疗组与对照组患者上述相关指标比较无明显统计学差异(P>0.05),具可比性。
1.2 方法
按照实际治疗方法的不同分为对照组和治疗组,采用玻璃体切割联合晶状体切除术治疗者作为对照组;采用玻璃体切割联合白内障超声乳化术治疗者作为治疗组,具体操作步骤为:在对患者实施局部麻醉之后,在距离颞下方角巩缘4mm左右的位置进水针实施固定处理,在角巩膜缘的位置作一个隧道切口,实施常规超声乳化手术,将发生病变的晶体核及皮质完全吸出,再对后囊及囊袋实施抛光处理,在前房及囊袋内部注入一定量的黏弹剂,在角巩缘切口位置采用规格为10-0尼龙线进行缝合。建立标准三通道之后,再开始实施玻璃体切除术操作,玻璃体视网膜手术各项操作均完成之后,可以使将上述角巩缘尼龙缝线完全拆除,在囊袋的内部植入相应的人工晶状体[3]。
1.3 观察指标
选择两组增生性糖尿病视网膜病变的手术治疗效果、在视网膜病变的围手术期阶段出现的不良反应等三项内容作为观察指标。
1.4 治疗效果评价方法
显效:视网膜病变症状和体征在术后完全或基本消失,患者视力水平恢复正常或患病前状态;有效:视网膜病变症状和体征在术后明显减轻,患者视力水平与术前比较已经有显著改善;无效:视网膜病变症状没有减轻,患者视力水平仍然存在明显异常,或病情加重[4]。
1.5 数据处理方法
统计学分析均经SPSS18.0软件进行处理,当P<0.05的时候认为差异有显著统计学意义。计量资料用(±s)表示,并实施t检验,计数资料则实施X2检验。
2. 结果
2.1 增生性糖尿病视网膜病变的手术治疗效果
对照组患者采用玻璃体切割联合晶状体切除术治疗后增生性糖尿病视网膜病变控制总有效率为69.1%;治疗组患者采用玻璃体切割联合白内障超声乳化术治疗后增生性糖尿病视网膜病变控制总有效率为90.5%。组间比较差异显著(P<0.05)。详见表1。
2.2 在视网膜病变的围手术期阶段出现的不良反应
在视网膜病变的围手术期,对照组中有7例患者出现不良反应,治疗组仅有1例,组间差异显著(P<0.05)。
3. 讨论
临床对增生性糖尿病视网膜病变实施治疗必须通过手术方式将玻璃体联合晶状体切除,白内障同时也是玻璃体切割术后最常见的一种并发症,使已经存在白内障病情程度进一步加重[5]。在临床实际工作中,对增生性糖尿病视网膜病变患者在实施玻璃体切割治疗后,进行白内障超声乳化摘除,使全视网膜的光凝程度能够变得更加充分,可以对新生血管的形成产生有效的抑制效果,使已有的新生血管的消退速度明显加快[6]。在实际临床工作中,对于一些白内障病情程度相对相对较轻,病情表现较为稳定的患者,通常情况下建议采用玻璃体切割联合白内障超声乳化术方式进行治疗,可以尽量减小手术操作对患者机体所造成的损伤,提高治疗效果和患者满意度。
参考文献
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超声波切割论文 第4篇
资料与方法
2012年1月-2014年12月因既往孔源性视网膜脱离行玻璃体切割联合硅油填充术后并发白内障行超声乳化人工晶体植入联合硅油取出患者52例 (52只眼) , 其中男30例, 女22例;年龄21~75岁, 平均 (52±5.6) 岁。硅油填充时间3~26个月, 平均 (7.4±4.5) 个月, 术前视力:28例光感<0.04, 12例0.05~0.09, 10例0.1~0.3, 2例≥0.3。所有患眼角膜透明, 无变性, 13眼前房有不同程度乳化硅油滴, 3眼合并继发性青光眼, 眼压分别为30、34、40 mm Hg。Emery白内障核分级:Ⅳ~Ⅴ级核12眼, Ⅲ级核31眼, Ⅱ级核9眼, 均合并后囊下混浊。
术前检查:所有患者均完术前常规检查, 如血液、心电图、胸片等, 给予IOL-Master测量人工晶体度数, 给予B超、眼压、角膜内皮细胞计数, 行裂隙灯显微镜、散瞳眼底检查, 术前均未发现视网膜脱离。
手术方法:所有患者均由同一经验丰富医师使用博士伦Stellaris PC玻璃体切割系统进行治疗。术眼充分散瞳后常规消毒、球后麻醉, 颞下方角膜缘后3.5mm处睫状体平坦部经结膜错位移行后, 植入25G套管并连接灌注针头, 颞上或鼻上方植入23G套管并封闭管口;上方做2.8 mm透明角膜切口, 行常规白内障超声乳化吸出, 皮质吸出完全后前房及囊袋内注入黏弹剂, 囊袋内植入折叠人工晶状体, 吸除黏弹剂后检查角膜切口水密性, 必要时用10-0缝线间断缝合。用玻璃体切割系统自带23G硅油抽吸装置抽吸硅油, 硅油完全吸出后, 检查眼底网膜情况。术毕拔除套管, 棉签或顶压器反复按摩切口, 若切口仍不能完全密闭, 用8-0缝线行结膜、巩膜缝合。术毕, 给予妥布霉素地塞米松眼膏涂眼。
结果
所有患者均顺利完成白内障超声乳化吸出人工晶体植入、硅油取出术。术中发生晶状体皮质残留、后囊膜破裂、视网膜脱离、悬韧带断离。
术后3个月, 52例患眼视力均有不同程度提高。最佳矫正视力:4眼<0.05 (7.69%) , 17眼0.05~0.09 (32.69%) , 24眼0.1~0.3 (46.15%) , 7眼≥0.3 (13.46%) 。术眼人工晶状体位于囊袋内, 居中, 无残留硅油黏附;术眼角膜透明, 未出现角膜内皮失代偿, 术前、术后角膜内皮细胞密度差异无统计学意义;术后平均眼压 (16.4±4.2) mm Hg, 术前合并继发性青光眼患者眼压均<20 mm Hg。1例患者术后视网膜再次脱离导致视力下降, 再次予以硅油填充, 2例患者出现后发性白内障导致视力下降, 经YAG激光切开后视力恢复。
讨论
硅油显著提高了复杂性玻璃体视网膜病变的手术成功率, 在临床广泛应用。硅油填充于玻璃体腔后与晶状体后表面, 影响了晶状体的营养代谢, 促使晶状体发生不可逆的混浊形成白内障[3]。硅油在眼内存留2年, 白内障发生率可达100%。短时间硅油填充术后白内障的发展也不可避免, 时间越长, 白内障越重。单纯硅油取出并不能阻止硅油填充眼并发性白内障的发生和发展。即使硅油取出时晶状体混浊较轻, 60%的患者2年后也会形成明显的白内障[2]。如果将取硅油和白内障摘除分两次手术完成, 增加患者经济、身心负担。硅油取出后玻璃体腔液体填充, 对晶状体的支撑力弱, 多次手术后晶状体悬韧带及囊膜脆弱, 容易出现悬韧带断裂、后囊破裂, 增加白内障手术难度和风险。因此, 情况允许的前提下, 可在硅油取出的同时行白内障摘除联合人工晶状体植入术。
目前联合手术硅油取出方式主要用常规20G经睫状体平坦部巩膜切口或前房经瞳孔取出[4,5]。传统20G手术耗时较长, 手术创伤大, 术前需做球结膜瓣、巩膜穿刺, 这些眼睛均有玻璃体手术史, 结膜疤痕明显, 易造成球结膜分离、缝合困难, 巩膜切口渗漏。经瞳孔硅油取出存在角膜内皮损伤、硅油残留、眼底检查和后节操作困难的缺点。25G和23G玻璃体切割系统分别于2002年、2005年开始应用于玻璃体手术, 临床应用越来越广泛, 有逐渐取代传统20G玻璃体手术系统的趋势[6,7]。二者手术的切口采用隧道切口, 可以自行愈合, 节省了缝合的步骤和手术时间。25G系统能有效取出黏度为1000cst的硅油[8], 但对目前临床常用的5000cst高黏度硅油取出效率低下, 容易导致管道阻塞。23G系统硅油取出则比25G更加高效[9], 但术后低眼压发生率较高, 手术穿刺口密闭性不如25G, 通常需要行结膜巩膜缝合。因此, 联合23G、25G套管系统进行硅油取出能更好地减少手术损伤, 降低手术风险和并发症。
硅油填充眼白内障人工晶状体度数的测定, 我们首选人工晶状体光学生物测量仪 (IOL-Master) 直接测量, 利用SRK-T公式计算人工晶状体的度数, 精准度相对较高。对于白内障浑浊严重, 无法使用IOL-Master测量的患者, 我们利用超声检查设备中硅油模式测出眼轴, 但此法测得的人工晶状体度数误差相对较大。根据双眼玻璃体手术前屈光状态参考健眼眼轴加以适当调整, 减少误差。也可采用磁共振的方式测量硅油眼的眼轴[10]。
硅油填充眼并发白内障以核性及后囊膜混浊为主, 前囊膜韧性较大, 悬韧带松弛, 甚至部分离断。术中需注意撕囊口直径不能太小, 彻底水分离和水分层, 可采用拦截劈裂的技术手法进行超声乳化晶状体核, 避免术中对晶状体悬韧带过多干扰。由于玻璃体内硅油的顶压, 术中前房深度变化较大, 灌注液的流量和压力应根据前房深度变化进行调整;超声乳化动作应尽量轻柔, 核块较少时吸力应适当减小, 以防被硅油顶起的后囊吸入超乳探头;抽吸皮质时, 硅油对后囊的顶压作用更明显, 前房波动加大, 可适当增加灌注液的压力, 利用水压撑开囊袋, 便于吸取皮质。术中发现后囊浑浊或钙化, 应视情况尽量减小范围, 但该类后囊膜混浊常难以完全抛光, 只要不影响硅油取出术中观察和眼底检查, 可暂不处理, 术后行YAG激光后囊膜切开同样能取得较好的效果。
本手术为前后联合手术, 手术难度大, 医师在术前充分评估病情、做好预案, 术后密切观察前房及眼底情况。该手术方式对术者的要求较高, 需要掌握扎实的眼前、后节手术技术。也可在前节医师和后节医师配合下完成。对孔源性视网膜脱离玻璃体切割术后硅油填充眼并发白内障患者行超声乳化人工晶体植入联合23G/25G微创硅油取出缩短了治疗时间, 提高了手术效率, 减少了手术次数和医源性损伤, 降低患者经济负担, 术后反应轻, 并发症少, 提高了患者治疗的舒适性, 是一种安全、有效的手术方式。
参考文献
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超声波切割论文 第5篇
当前,谷物联合收获机已经成为最重要的收获机械,在我国已经得到了广泛的使用。 但是国内谷物联合收获机往复式切割器的切割速度与机器前进速度在不同工作条件下的合理搭配问题一直处于参考国外样机参数或半理论半经验选择状态,很多场合如高速收获状态下还难以达到理想工作状态。因此,对谷物联合收获机往复式切割器切割过程进行理论研究和分析很有必要。
1 切割器及工作参数的选定
1.1 切割器
标Ⅱ型切割器简图如图1所示。
1.2 工作参数选择范围
割刀曲柄转速n/r·min-1:300～1 500机器工作速度V/km·h-1:4～8
割刀进距H/mm:41.67～111.11
2 切割过程分析
往复式切割器工作时,其动刀片往复运动的方程式为
X=r(1-coswt)
标Ⅱ型切割器切割图如图2 所示。根据运动方程式可作出割刀相对地面运动的轨迹,即切割图。切割图是对于实际切割过程的简化表示,通过切割图的分析可以看到切割过程影响要素及其变化规律。
在图2中,在定刀片轨迹线内(IV区)的作物被护刃器及定刀片推向两侧。在相邻两定刀片间的作物,由于所处位置的不同,有3 种不同的情况: ① 一次切割区(I区) 中的作物,在刀刃第1次在该区域运动时即被切割; ② 重割区 (II 区) 中的作物,在割断后其割茬被另一刃口重复触;③ 漏割区(III 区) 中的作物,在刀刃向右运动时未曾触及,在割刀回程运动中被切断。
在某一条件下,重割区和漏割区希望达到最小,这样就要平衡重割区和漏割区的面积,不能只顾其一。在实际生产中,漏割区影响谷物的切割效果,如谷物的损失情况、割茬的高度差等,重割区则主要影响割刀的切割功率。即是,随漏割区的增大,谷物的损失会增大,割茬的不平整度增大,严重时禾秆会出现撕裂;随重割区的增大,谷物的损失情况会降低,割茬不平整度会减小,但是功率损耗却在增大。
3 由切割图分析速度配比
3.1 机具前进速度不变、改变割刀曲柄转速
图3所示为机具前进速度不变,改变割刀曲柄转速时的切割图组。其中,切割图下标为机具前进速度和割刀曲柄转速,如“8 700”,即是前进速度8km/h、转速700r/min时的切割图(本文中类似图示均如此,不另加说明)。
按照实际生产要求,现在的谷物联合收获机一般前进速度为4～8km/h。由图3可以很清楚地看到,当机具前进速度不变时,随着割刀曲柄转速的增大,切割图中的重割区在不断增大,同时漏割区在减小,一次切割区的面积也在不断减小。这种情况下,对于一个行程,切割区面积减小,其中包含的谷物株数减少,割刀的功耗、震动均在减小,切割效果渐佳;而对于整个区域,株数一定,则需增加行程次数,整体功耗增大,不利于节能。
将切割图中的各区域的面积做出一系列各区域面积变化趋势图,如图4所示。
为使漏割区及重割区面积最小,漏割区要尽量小,且使一次切割区的面积偏小,则由图4可得:当前进速度为8km/h时,割刀曲柄转速为1 200～1 300r/min比较符合条件,此时漏割区和重割区均比较小,而且漏割区小于重割区保证切割质量;同样可知,7km/h时取1 070～1 150r/min,6km/h时取900～1 000r/min,5km/h时取750～850r/min,4km/h时取600～650r/min,这些数据均符合要求。由于实际联合收获机的切割器有唯一的割刀曲柄转速,应兼顾各种速度下的切割状况,实际中一般要求高效快速。由此可知:当机具前进速度为4～6km/h时,800～850r/min比较符合切割要求;6～8km/h时,1 100～1 200r/min比较符合条件。
3.2 割刀曲柄转速不变、机具前进速度改变
割刀曲柄转速不变,机具前进速度改变的切刀图如图5所示。由图5可知,当割刀曲柄转速不变时、机具前进速度增大,切割进距变大,重割区减小,漏割区增大,一次切割区增大。对于单个行程,切割区面积增大,即是一次切割的株数增多,切割负荷增大,同时割茬的高度差异增大;对于整个区域,行程减少,有利于节能。现今我国的收获机械都是割刀曲柄转速一定,因此这种情况的分析有很重要的现实意义。为了清晰直观,我们做出切割图各区域面积变化图,如图6所示。
由图6可以清晰地看出,随着前进速度的增大,切割图中各区域面积的变化趋势以及变化幅度:600r/min时,符合切割要求的速度低于5km/h;700r/min时,在4～6km/h的切割效果较好;800r/min时,也是4～6km/h的效果好些;900r/min时,5～7km/h内的切割效果较好;1 000r/min时,6～8km/h的切割效果好。鉴于以上分析,由图6得出,900～1 000r/min时,对于机器前进速度变化时(在4～8km/h之间),适应性较好,各个区域的面积也比较符合切割要求。同时应该看到,图像的变化较大,难以找到一个合适的转速值,使得机具前进速度在4～8km/h一直保持良好的切割效果,因此对于实际情况应分为不同时间段:当机具前进速度为4～6km/h时,割刀曲柄转速700～800r/min可基本满足要求;6～8km/h时,割刀曲柄为1 000～1 100r/min时,基本满足要求。对于割刀曲柄转速一定的机器,这些值可以基本满足收获要求。
3.3 模拟实际切割分析切割过程
在实际切割过程中,刀片不止一个,以下以相邻两个刀片为例,模拟实际切割过程。以割刀曲柄转速500r/min为例分析,如图7所示。第2个刀片会在行程末扫过临刀的切割区域。假设当割刀扫过谷物是可以完成谷物的切割,则可以看出,切割图中出现了很大面积的重割区(相邻两刀重割区),而且此类重割区刚好扫过临刀第1行程的漏割区,即使得漏割区大幅减少。此时,相当于一个刀的分析,在满足切割要求的前提下,割刀进距增大。通过分析和试验,在前进速度4km/h、转速500r/min、 H=66.67mm时最为符合要求,此时漏割区及重割区面积都比较小。
图8中的各个不同区域表示切割过程中不同切割状态(假设切割区域的谷物行距10mm,株距10mm,切割器离地面高度为150mm)。在此切割图中,相邻两刀片的切割会出现重叠区域,从而使切割图发生改变。切割开始后,切割器经过区域如图8中网格所示,在单个刀片的切割区域有左右两个漏割区。在推动禾秆的区域,将左部漏割区内的禾秆推至下一行程的切割区。在一次切割区中的禾秆由动刀扫过切割,在第2行程动刀又扫过一片区域。其中,会出现重割区,在一个刀片时也会出现漏割区,而相邻动刀片会扫过定刀下的禾秆、右部漏割区以及一部分切割区的禾秆。如果假设动刀扫过禾秆即能切割,按照以上分析,这种情况下禾秆割茬会很平整。但是,实际情况中割茬均有一定的不平整,也就是说,动刀扫过时,并不一定就切割,但是当禾秆推到定刀处时,由于定刀片的支撑,完成切割。在此情况下,以图9中的黑框区域分析计算割茬高度,画出割茬高度分布图。如图9所示,由于切割器离地高度为150mm,实际割茬应该在150～250mm。由图9可以看出割茬分布在150～175mm之间,符合实际要求。
4 结论
通过对谷物联合收割机往复式收割器切割图对切割过程的分析,详细研究了切割过程中的具体情况,可知当机具前进速度为4～6km/h时,在800r/min时比较符合切割要求;6～8km/h时,1 100r/min比较符合条件。本课题为往复式切割器工作性能和作业效果的改善提供了理论依据和工作参数设计参考。但是,随着工作环境的不同,切割效果会有所不同,相关的研究还需进一步深入。
摘要：为了获得谷物联合收获机的理想工作状态,通过切割图分析,对联合收割机往复式切割器切割过程的一次切割区、重割区以及漏割区面积在不同切割情况下的变化特性进行了理论分析,得出了相应的速度匹配参数。在割刀切割速度与机器前进速度配比等方面为谷物联合收获机往复式切割器工作性能和作业效果的改善提供了理论依据和工作参数设计参考。
关键词：谷物,联合收获机,往复式切割器,切割图,速度匹配
参考文献
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相贯线切割机切割轨迹误差调整 第6篇
美国PMP5型相贯线切割机是五轴切割机 (图1) 。Y轴带着垂直拖架沿管件方向运动;垂直轴控制机头的上下运动;C轴控制割具的倾斜角;Z轴安装在C轴上, 使割具在垂直方向上下移动。Z轴起着基准控制的作用, 并给割嘴和管件之间提供一个间隙。A轴维持着割具倾斜角度垂直于运动的方向。割具两边有两个传感器, 传感器能够提供割嘴到管件的距离。割具旋转中心是机床的定位基准。
二、故障现象
经切管机切割出的杆件应该与单件图完全吻合, 但目前切管机切割出的杆件相对于单件图误差较大 (图2) 。误差值不固定, 一般在10～25mm之间。
三、误差原因分析
机床切割轨迹误差原因较多, 一般可分为三类:加工前存在的误差;加工中存在的误差;加工后存在的误差。
加工中存在的误差是指切割机在在加工工程中受到外力的作用下, 会产生相应的变形, 从而破坏了割炬和工件之间的正确的相对位置, 使工件的加工轨迹偏离加工后存在的误差。加工后存在的误差是指切割过程中工件受热变形引起的轨迹误差。由于加工过程中未收到其他外力, 受热状况与往常切割过程一样, 因此可以排除这两种原因。
加工前存在的误差包括加工原理误差、机床调整误差、装夹误差、工艺系统几何误差。加工原理误差是指机床设计原理误差, 工艺系统几何误差是指机床的制作误差, 装夹误差是指工件在装夹过程中产生的误差, 机床调整误差是指使割炬与定位基准之间的误差。经检查加工原理误差, 装夹误差, 工艺系统几何误差都可以排除。对机床的调整误差检查后发现割机旋转中心下移将近20mm (图3) 。至此可以断定切割轨迹误差由割炬与定位基准之间的误差产生。
四、误差调整
消除割具与定位基准之间误差的唯一办法是调整机床, 即使割具的旋转中心与定位基准保持正确位置过程。调整步骤如下:
1. 在机床上放置一根直管, 并置于割嘴和传感器的下面。升高Z轴直到正好到它的上限。打开左边传感器。
2. 输入一段程序, 计算并按下CYCLE START按钮一次。这一过程将激活传感器并且降低垂直拖架直到进入管切割范围。
3. 向一面旋转割具到45～55°, 小心以防割具嘴碰到管壁。如有必要, 使用Z轴偏移并升高割具嘴。
4. 旋转割具到另一边, 并注意相比第一边是近还是远。如图4和5所示。
a) 如果没有区别, 直接进入步骤5。
b) 直上或直下旋转割具。移动割具柄右边或左边以使割具移离最近的一边。
c) 重复步骤3和4直到两边不再存在差别。割具旋转角度应该逐渐增加直到55～65°。
5. 先在割具嘴上放置一个指示针, 割具从一边旋转到另一边并观测指示针的位置。
(1) 如果可以放置指示针以使其几乎接触到管壁并且始终指向管的一个单点 (图6) , 说明调节正确。
(2) 如果当割具从左边旋转到右边, 割具嘴留下一条从左边移动到右边的直线, 那么基准点太低。 (如图7所示) 。向下缓慢调节传感器 (这样将缓慢升高割具, 也可以用Z轴偏移降低割具到管) 。再次从步骤3重新开始。
(3) 如果当割具从左边旋转到右边, 割具嘴留下一条从右边移动到左边的直线, 那么基准点太高。 (如图8所示) 。在调节传感器之前, 用Z轴偏移缓慢升高割具。接着缓慢升高传感器, 这样使割具返回到管壁。
(4) 重复步骤5直到当割具前后旋转时割具始终指向管上的一个单点。
6. 当重复几次步骤5后, 有可能需要重复步骤3和4进行精密校准。
7. 当调节完成后一定能够调整好主传感器。升高Z轴以使割具远离管壁并打开右传感器。如果垂直拖架移动, 辅助传感器需要调节。简单调节直到当旋转主传感器和辅助传感器时, 垂直拖架不再移动为止。
8. 切断传感器并按下ABORT键退出程序。调整后的基准点如图6所示。
五、结语
经过机床调整, PMP5型相贯线切割机达到了机床原有的切割精度。经过多次实践, 机床出现切割轨迹或切割坡口误差均由于基准误差导致。因此建议此种设备需要定时检查基准精度。
摘要：针对美国PMP5型相贯线切割机切割轨迹误差故障现象, 阐述PMP5型相贯线切割机轨迹误差形成的原因, 说明消除误差的方法。
超声波切割论文 第7篇
关键词：水刀(水射流),红宝石喷嘴,水切割设备组成,智能便携水刀切割设备,产品优势与主要技术指标,水切割应用诠释
一、水切割简介
水切割,又称水刀,即高压水射流切割技术,它是将普通的水经过多级增压后所产生的高能量水流,再通过一个极细的红宝石喷嘴(Φ0.1mm~0.35mm),以每秒近千米的速度喷射切割,水切割设备是一种利用高压水流切割的机器,在电脑的控制下能任意雕琢工件,而且受材料质地影响小,因为其成本低,易操作,良品率又高,水切割正成为工业切割技术方面的主流切割方式。
二、水切割设备组成
(一)设备主要部件
工作台、增压式高压泵,电控系统,万向摆动头,切割头,供砂系统,冷却系统,水位升降系统,补水泵,过滤系统,单手夹具,电子水平仪,集线器,机床垫铁,导轨润滑油
(二)目前也有无水位升降系统工作台面的国外设备
BELOTTI(意大利倍珞蒂)公司生产的设备,在切割时可直接把喷出来的水与切割下来的粉尘吸走,只有一少部分的水与粉尘会掉落到地面上。
三、用途
水切割机床是一种多用途、性能完善的切割设备,它最大特点是非热源的高能量射流束加工,切割中无热过程,故可切割所有金属和非金属材料,特别是各种热切割方法难以胜任或不能加工的材料。具有:切口快、切口平整、无尘埃、无热变形、无污染、减少材料浪费等特点。可切割:钛合金、铜板、钢板、铝板、铸铁、花岗岩、大理石、瓷砖、化纤、木材、布匹、纸张、皮革、塑料等材料。已应用到航空、军工、汽车复合材料零件、石材、建筑、装潢等精加工企业。目前水切割比较知名的供应商国内的上海狮迈、奥拓福,国外的美国傲马、意大利倍珞蒂等。
四、小型智能便携式水切割
目前用途最广的是小型智能便携式水切割,通常水切割设备都是很大,一般为机床式,小型水切割指重量小于200kg的水切割设备。
(一)产品应用
公安排爆;废旧弹药销毁;武警破障;石油工业、天燃气管道的排险;油罐的清理工作;隧道施工和救援等领域;化工行业。同时,水切割设备的快速、无损、作业精细、一次成型的特点,也可广泛应用于建筑、设备加工、石材切割、管件切割等方面。
(二)同类对比
市场上现有的水切割设备均属大型数控水切割设备,其主要应用于航空工业、汽车复合材料、金属行业、石材行业、玻璃行业、陶瓷行业等材料的切割及工艺品的加工制造。但因其体积大,只能固定位置进行工作和生产,而智能水切割系统有效的克服了传统水切割设备整体体积过大的缺点,使整机重量减少到90kg~110kg,大大增强了其工作的灵活性,运输方便,操作简单安全,单人即可灵活操作整套设备系统,减少了人力的付出,提高工作效率和工作质量。另一方面,积极进行设备改革,采用燃油机作为驱动,可广泛应用于公安系统对野外安全破障、救援等工作,克服了断电对其设备工作效率的影响,保证了公安系统对特殊情况的安全快速解决,维护人民群众的生命及财产安全。
(三)产品优势与主要技术指标
小型——设备较传统设备系统体积小,运输方便;轻便——产品独特的设计减小了设备的重量,整机重量90kg左右;操作简单——单人即可操作,节省人力;断电操作——产品使用燃油机作为驱动动力,避免了传统电机断电不能操作的弊端;不受使用地点的限制——可有效应用于野外作业,不受电源问题的影响;切割时无热量发生——可对雷管、炸药直接切割安全;切割速度快——不小于150mm/min(5mm厚37高炮弹40s);横切面平整——水切割系统的切割面较传统机械切割断口处光滑平整。碳钢最大切割深度:≥20mm;切缝宽度:0.3mm~2mm。
五、水切割应用诠释
相比于其他切割方法,水切割有着无可比拟的优势。水切割是万能切割,当您感到激光和等离子所能切割的厚度太薄,所产生的毛刺太大,所产生的热影响区不利时,您可以考虑选用水切割;当您感到火焰切割的毛刺太大、粗糙度太差、热影响区太大时,您可以考虑选用水切割;当您感到线切割的速度太慢,并且不能切割非导电材料时,您可以考虑选用水切割;当您感到铣削的方法产生了许多废屑,造成了很大的浪费时,您也可以考虑选用水切割,因为水切割不会产生废屑,而是整片切割,水切割加工分开的材料大多是可利用的;当您感到使用圆锯和带锯太慢,而又不能进行非直线切割时,您照样可以考虑选用水切割;当您切割易燃易爆材料或在易燃易爆的环境下切割时,更必须考虑选用水切割;当您切割时不想产生毒副气体、不需二次加工、不想产生热效应或变形或微裂缝、又想产生良好的切边品质并能同时切割细小的孔时,您更要考虑选用水切割机;当你在航空、汽车行业切割复合材料时你更要想到用水切割。
结论
概括起来说水切割机的用途主要有三个,一是切割非可燃性材料,如航空航天汽车业复合材料、大理石、磁砖、玻璃、水泥制品等材料,这是热切割无法加工的材料;二是切割可燃性材料与钢板,如塑料、布料、聚氨酯、木材、皮革、橡胶等,以往的热切割也可以加工这些材料,但容易产生燃烧区和毛刺,但水切割加工不会产生燃烧区和毛刺,被切割材料的物理、机械性能不发生改变,这也是水切割的一大优点;三是切割易燃易爆材料,这是其它加工方法无法取代的。另外航空航天汽车业等复合材料碳纤维、玻璃纤维零部件的加工也最好优先选用水切割。
参考文献
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