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加工大理石大板框架锯机的结构及技术特点

放大字体  缩小字体 发布日期:2024-05-13  浏览次数:679

 

目前国内外加工大理石大板的主要设备是框架锯机(以下简称排锯),本文将分析介绍目前国内外常用排锯的结构特点、技术性能和用途。
1排锯的种类
加工大理石大板的工艺方法和涉及到的加工设备多种多样,目前主要采用金刚石锯条往复直线运动锯切原理的排锯加工。自安装金刚石锯条的大理石排锯问世以来,曾使用过的结构和运动方式有,荒料固定、锯框往复水平直线运动、同时下降进给切割的传统平移式排锯;锯框固定往复水平直线运动,荒料升降进给切割的现代平移式排锯;锯条垂直往复直线运动、荒料水平移动进给的垂直式排锯;还有锯机框架固定往复直线运动、锯条沿框架立柱升降进给运动、荒料固定等结构的排锯;早期个别排锯还采用过一种锯框和主动力系统同时升降的切割进给运动方式,因机构复杂等问题,最后这种结构的排锯已经被淘汰。
按照安装金刚石锯条的多少,可将排锯分成安装锯条数量少于等于10根的小型排锯,安装锯条数量在10~40根之间的中型排锯,安装锯条数量超过40根的大型排锯。
2排锯的结构
大理石排锯一般由主动力系统,锯框机构(包括锯框平移及液压张紧机构),锯切进给机构(荒料车升降式排锯的料车平台升降机构、或锯框升降式排锯的锯框升降机构),主机框架,荒料车和摆渡车,电控系统,冷却水喷淋机构,防护系统和基础等部分组成。
2.1主动力系统
排锯的主动力系统用于驱动锯框往复直线运动,包括主电机,传动系统,主飞轮和主轴支承系统,曲柄连杆机构等部件,全部固定在专用基础上。
2.1.1主电机
主电机功率的大小与所安装锯条的数量、类型、运动方式、被加工的石材的硬度、磨耗等因素有关。小型排锯的主电机功率一般为30~37kw,中型排锯主电机功率55~75KW,装有80根锯条的大型排锯,其主电机的功率达到110~132KW或更大。
2.1.2主飞轮
主飞轮的性能决定了锯框的运动性能,其直径的大小取决于锯条的运动方式、安装锯条数量的多少,一般大型排锯主飞轮的直径为2.5~3.5m。主飞轮选用优质铸铁或球墨铸铁分成两个剖分半圆分别铸造、合并加工制成。要求其具有良好的动平衡性能,以使其转动角速度均匀,一般要求旋转质量的不均匀性不得超过5%;足够的转动惯量可使锯框的运动平稳,供电电流波动小,电能消耗小。
 
2.1.3主传动系统
主电机的动力是通过主传动系统传递给主飞轮。主电机与主飞轮之间一般为一级(图2-1)或二级皮带传动形式,用平胶带和三角带传递动力。两级传动结构中,从主电机至中间传动轴一般都采用三角带传动;中间传动轴到主飞轮使用平胶带,也有两级传动全部使用三角带的结构。在一级传动中,主电机与主飞轮之间既有采用平胶带,也有使用三角带传动的(图2-1)。如果在一级传动的主电机轴上安装一个液力偶合器(图2-2),可使锯框的启动更平稳和容易,减少动力损失,并起到过载保护作用。也有在二级传动的系统中使用液力耦合器的结构。
 
2.1.4主轴和支承系统
主轴是安装主飞轮、曲柄、曲柄(偏心)轴、支承轴承等零部件的主体。主飞轮两侧各有一个轴承座,内装一个大直径的双列向心球面滚子轴承。主轴既要带动重达10吨左右的主飞轮旋转,还要承受来自连杆的交变冲击力,因此要求主轴具有足够的强度、刚度和抗疲劳性能。一些大型排锯主轴的直径达到或超过280mm、长度2150mm;即使安装40根锯条的中型排锯,其主轴直径有时也达到270mm。主轴一般都采用合金钢材料锻造、经热处理后机械加工制成。
  主轴的轴承支座都采用分型式结构,便于维修和调整。主轴组件所承受的力,通过轴承座传递给基础。轴承座一般采用高强度铸铁制造,为了提高其强度,目前也有用铸钢制造的。
主轴上的双列向心球面滚子轴承或可调滚柱轴承都采取油浴润滑方式。
2.1.5曲柄连杆机构
曲柄连杆机构包括曲柄、连杆、相关的连接机构等。曲柄长度的两倍等于锯框的往复行程。目前使用的各种大型排锯,锯框的往复行程一般为800mm,最大达到1000mm。小型排锯锯条往复行程一般是420~500mm;中型排锯的锯条往复行程是500~600mm。图2-3是山东华兴公司生产的现代大型排锯的曲柄、连杆及相关连接机构。
 
目前各种规格荒料升降式现代排锯,都采用双连杆式结构,确保锯框的运动精度,不会产生任何误差,平衡功率的传递,改善主飞轮受力状态,并缩短锯机的总长度,但锯机的结构将会变的复杂。总之,连杆与锯框端部连接的双连杆结构,是目前国际上最先进的排锯结构之一。
早期排锯多采用单连杆结构,只能用于荒料固定、锯框升降式进给运动方式。机架往复运动的中小型排锯也都采用双连杆驱动系统,以保证机架整体运动的平稳性。
排锯的连杆体为型钢,与曲柄轴和锯框连接的部分采用铸钢件焊接而成,成对点焊成一个整体件加工,以保证两条连杆的相对位置精度。木制和层压板制成的连杆在早期传统排锯中使用,现代排锯已不再使用。由于使用金刚石锯条锯切石材,不论哪种进给运动方式的排锯,锯切过程中,连杆长度都不需要调整。
2.2锯框机构
由锯框、锯框平移机构、锯条、锯条张紧机构等部件组成的锯框是支承、安装锯条的基本构件。
2.2.1锯框
锯框一般由两根纵梁、前后各一个横架螺栓联接组成。横架由上下两块钢板焊接而成,矩形或圆形截面的侧梁与横架通过螺栓连接成为一个整体矩形框架;也有用铸铁制造的纵梁,横架为锻造件结构。要求锯框具有足够承载液压张紧系统的能力和刚度,确保最多可安装100根锯条的能力。
单连杆排锯的锯框与连杆在锯框端部中心部位连接;双连杆排锯,连杆都在锯框的端部与其连接;也曾出现过每根连杆与锯框的侧面中心部位铰接结构的双连杆排锯。
2.2.2锯条张紧机构
  锯条张紧机构是保持锯条处于良好工作状态的关键机构。目前常用的锯条张紧方式有楔块张紧式、螺栓张紧式和液压张紧式三种,现代新型排锯中使用最多的是液压张紧方式。
排锯的液压式张紧机构由液压泵站和张紧机构两部分组成,用液压胶管将他们连接起来。其优点是可使全部锯条均匀张紧,自动调节、补充每根锯条的张紧力,工作时的张紧力自始至终均匀一致,工作可靠,所加工的板材表面光滑,平整度高,降低磨抛成本,提高生产效率。
2.2.3锯框往复运动机构
平移式排锯的锯切运动原理是,在连杆的带动下,锯框带着锯条沿着滑座上的滑动导向机构往复直线运动,实施对荒料的切割。金刚石锯条只能适合往复直线运动切割,所以这也是目前现代大中小型排锯普遍采用的锯切运动方式。排锯的的运动机构,在荒料升降进给式平移排锯中,飞轮、曲柄、连杆和锯框可简化成一个对心曲柄滑块机构;在锯框升降进给式平移排锯中,可简化为一个偏心曲柄滑块机构;两种结构的滑块体就是锯框。
目前排锯使用的锯框直线运动导引机构分成流体静压润滑直线导引机构,铰链式直线导引机构,导轨滚轮式等机构。
2.2.3.1体静压润滑直线导引机构
流体静压润滑式直线导引机构依和靠锯框固定在一起的圆筒型滑动套与固定在机架上的滑动圆柱体之间、在高压油液的作用下,形成油膜间隙作为滑动介质,实现锯框高速往复运动。运动过程中滑动柱体与滑动套之间理论上无接触,以保证该结构具有很长的免维护使用寿命。在一套带有保压回路、压力自动补偿、自动控制报警、停机回路组成的液压系统驱动下,确保该流体静压润滑系统安全、可靠长期工作。图2-4是意大利SIMEC公司SFERA现代排锯使用流体静压润滑式直线导引机构的结构原理图。就机械结构的运动原理而言,流体静压润滑式直线导引机构是目前国际上最先进、具有一流技术水平的排锯锯框直线导引机构,是采用最先进机械结构与排锯设计相结合的典范。
 
2.2.3.2铰链式直线导引机构
铰链式直线导引机构是由三根连杆、两个固定铰链、三个移动铰链组成的平面三连杆机构。其中机构两端两根垂直连杆轴固定在机架上,中间水平连杆中心安装一个回转轴,该回转轴与锯框固定,承担锯框往复直线运动的支承,其运动原理见图2-5。该机构通过对每根连杆长度的准确运动计算,使连杆机构在其往复运动行程之内,保持与中心轴连接的锯框始终处于水平直线运动轨迹。该机构的全部运动只是铰链轴的低速回转运动,每根铰链轴都由轴承支承(见图2-27),所以基本可视为无磨损或低磨损运动,不必像传统滑动导轨和滚轮式机构那样需要定期更换磨损后的部件。
铰链式直线导引机构除了用于安装70根以上锯条排锯外,还用于一些中小型排锯的机架往复直线运动导引机构,这时的中心轴用于固定支承机架往复直线运动。
 
2.2.3.3导轨滚轮式直线导引机构
矩形导轨滚轮式机构是最常用的导轨滚轮是直线导引机构之一,由固定导轨支承、定位滚轮等零部件组成,见图2-6。该机构的矩形导轨固定在机架上,导轨上下左右四个方向安装有四个限位滚轮,锯框通过滚轮在矩形导轨的支承下往复直线运动。调整每个机构四个滚轮的相对位置,可调整摩擦运动副的间隙,也可对四根导轨平面度进行调整,还可补偿因导轨或滚轮磨损出现过大的运动副间隙。
矩形导轨滚轮式机构除了用于大型排锯的锯框往复直线运动支承外,还用于中小型排锯机架往复直线运动的支承,(图2-7)。
 
 
2.2.3.4其它直线导引机构
圆形导轨滚轮式直线导引机构实际是矩形导轨滚轮式直线导引机构中的一个特例,二者不同之处是支承导轨的截面形状由矩形改为圆柱,其工作原理和用途相同。
也有采用一边使用V型导轨配V型垂直滚轮,另一边使用平导轨配平滚轮的直线运动导引机构的排锯,通过V型导轨和滚轮限制锯框的水平、垂直窜动。
采用滚动摩擦的直线导引机构的特点是运动零件之间的摩擦阻力小,能量消耗低,缺点是支承刚性较低、滚动副容易磨损。滚动平移机构的下滚轮还应装有减振和间隙调节装置,以保证导轨或滚轮磨损后,经过调整可恢复原有的运动间隙。
使用滑动方式的平移机构,运动零件之间均为滑动摩擦。其特点是提高了锯框的运动刚性和平稳性,并克服了滚动平移机构中,滚轮过早出现点蚀损坏的缺陷。滑动平移机构的相对滑动件之间镶有专用减磨复合材料,以减小摩擦阻力,便于更换磨损零件。但滑动平移机构的运动摩擦力大,运动能量消耗大,相对运动件易发热。
2.2.3.5 直线导引机构的润滑
对于有接触、低角速度回转运动的铰链式直线导引机构,采用油脂润滑可以满足要求。早期生产的传统排锯,一般都采用自动滴油润滑方式对接触式滚动或滑动机构进行润滑。采用接触式直线导引机构的现代排锯,多采用油浴润滑方式,由位于油槽中的下垂直滚轮将润滑油带入摩擦副。
2.3锯切进给系统
    锯切进给系统包括锯切进给机构,进给传动机构两大部分。
2.3.1锯切进给方式
锯条的进给方式与锯框的运动方式有关,按照目前排锯的结构,将锯条进给分为:,用于现代双连杆大型排锯的荒料车升降、锯框固定往复直线运动的进给方式(图2-8);用于传统单连杆排锯的荒料固定,锯框带锯条往复直线运动、同时沿立柱升降的进给方式(图2-9);于中小型排锯的荒料固定,机架往复直线运动,锯框沿机架立柱升降的进给方式(图2-10);荒料在工作台上水平进给运动,锯框沿近似垂直方向往复直线运动的垂直式运动排锯,是目前用于人造石荒料锯切排锯采用的结构形式,见图2-11。
 
 
 
 
2.3.1.1荒料升降式排锯的锯切进给机构
这类排锯的锯切进给运动是由安装荒料车的升降平台的升降实现的。锯切进给机构包括荒料车升降平台、升降传动机构、荒料车定位机构等部分组成。其特点是固定位置往复运动的锯条稳定性好,采用近似或对心曲柄滑块机构运动原理的曲柄连杆和锯框组成的运动系统具有很好的动力学特性,运动平稳无有害振动,有利于保证锯切板材的尺寸和形位精度,提高金刚石锯条的寿命和运动部分的机械寿命。荒料升降式排锯进给机构是目前具有国际一流技术水平的排锯机构,多用于现代大型排锯。
料车升降平台位于四根立柱之间,其升降限位和导引由固定在四根立柱上的一对菱形和平面导轨完成。与其它单齿V型定位机构相比,采用多齿啮合方式用于荒料车在升降平台上的定位机构,具有定位稳定、可靠等优点,在意大利SIMEC等公司生产的具有国际先进水平的排锯上都有使用。
大型排锯料车升降平台由直径90mm,螺距12mm的梯形螺旋丝杆组件提升,以保持超过40吨重量的整个升降运动载荷的刚度和稳定性。全部机构都有护罩保护,装在立柱结构顶部的圆锥齿轮传动部分,可避免锯机的水、粉尘及石屑对它们的侵蚀、磨损。
2.3.1.2锯框升降式排锯的锯切进给机构
锯框升降式排锯进给机构是通过安装在沿立柱升降锯框上的金刚石锯条,完成对固定在料车上的荒料锯切进给的。它包括四个由安装在四根立柱内的螺旋(丝杆)传动副带动、沿着立柱导轨升降运动的滑座和传动等部分组成。
采用锯框升降方式后,由飞轮、曲柄、连杆和锯框等组成的运动系统为非对心曲柄滑块运动,而且相当于滑块的锯框与飞轮轴的位置时刻在改变,其动力学特性较锯框固定式结构差,升降运动中的锯框多了一个沿着立柱左右方向的摆动振动,从而降低了锯框的稳定性,对延长金刚石锯条寿命,提高板材加工精度不利。所以锯框升降式进给方式,多用于早期单连杆排锯结构,现代排锯已经很少采用。
2.3.1.3机架往复运动排锯的锯切进给机构
机架往复直线运动、锯框沿机架立柱升降实现锯条进给锯切的运动方式,多用于安装锯条数量小于40根的中小型排锯。锯框实际上只有前后两个端板组件,每个端板上装有一对沿安装在机架立柱导轨升降的滚轮组,安装固定的锯条,提供锯条张紧支承的支架和液压张紧器。端板、锯条支架和锯条,以及滚轮组件构成了实际意义上的锯框。
2.3.1.4锯切进给系统的其他要求
为了防止螺旋传动副中丝母磨损后脱落造成荒料升降平台或锯框等部件坠落,不论是哪种进给结构的排锯,在每根丝杆上都配置一个附加的安全丝母。
制造滑座的材料有铸铁、球墨铸铁和铸钢。无论是哪种进给方式,升降滑座的长度和宽度尺寸应与采用的立柱、导轨截面尺寸,支承运动方式相匹配。
锯条行程为800mm的现代大型排锯,其锯切效率比锯条往复行程为500mm传统排锯提高大约25%。锯条往复行程1000mm的排锯,虽然锯框往复运动次数从90次/min下降到80次/min,可改善排锯承受冲击运动的特性,但锯切效率比往复行程800mm的排锯只提高大约6%,而锯机结构尺寸和制造难度都有所加大。所以目前只有少数排锯采用了锯条行程1000mm的设计方案。
2.3.2锯切进给驱动系统
    荒料固定、锯框升降进给的排锯,锯切进给驱动系统的作用是驱动锯框及锯条以可调节的速度下降运动,完成对荒料的锯切进给;同时还需要具备快速升起锯框的功能,以便迅速移去载有成品毛板的荒料车,安放新的待锯荒料,进入下一个锯切循环。
对于锯框固定、荒料顶升式排锯来说,锯切进给驱动系统的升降对象是载有荒料车的升降平台。通过提升该平台获得对荒料的锯切进给运动,同样要求有快速升降功能。可采用快慢两台电机驱动的传动系统,也可采用变频调速电机,通过一套驱动电机传动系统,实现快速和慢速升降要求。
锯切进给驱动系统通常由驱动电机、传动轴系等部分组成。传动系统安装在锯机顶部或侧面靠近顶部位置,除了便于机构设计时的零部件布置外,主要是为了获得良好的防水和保护。
料车平面的水平度是由一套编码器连续控制,如果料车出现任何倾料或发现危及丝杆、丝母的异常情况,锯机会自动停机。包括传动轴、连接铰链及传动链在内的所有零、部件都由护罩封闭,机械升降运动部件也由外部的防护装置保护,料车的上升及快速下降由转换开关控制。
  因为升降传动机构在锯切进给时,传动轴的转速较低;快速升降工作的时间很短,而且是在荒料锯切结束时才工作,所以,除蜗轮蜗杆减速器或圆锥齿轮减速器需要油浴润滑外,其它传动副或轴承采用脂润滑即可满足使用要求。
2.4排锯的主机框架机构
排锯的框架通常由四根立柱及四根顶梁连接构成一个长方体构件,顶梁将四根立柱的上部通过螺栓连接成为整体构件,立柱的下端与基础内的地脚螺栓连接。要求锯机框架必须有足够的强度、刚度和尺寸、位置精度,除承受锯框组件往复运动时产生的巨大惯性冲击力外,还要为其它机构的安装、装配、运行提供精确的安装基准。
型钢焊接的结构件立柱具有生产灵活、美观漂亮等优点,但制造成本高、刚度、强度低于铸件,多用于中、小型排锯和一些现代排锯。大型排锯有采用半钢半混凝土立柱,从立柱强度、刚度和节约成本考虑,“半截”型立柱结构具有一定优点。但从美观和便于安装方面考虑,整体结构的立柱更合理。也有个别型号的大型排锯采用全混凝土立柱结构,这种结构的立柱具有刚性更高、成本更低的优点。因为排锯立柱与其基础成为一个整体,使得基础施工要求更高,整体混凝土立柱不太美观。
铸铁立柱具有强度高、刚度好、抗共振能力大、坚固稳定、制造成本低、加工容易等特点,适合批量大的排锯。
由于全金属立柱具有更突出的优点,意大利SIMEC、BRETON、GASPARI等公司生产的国际一流水平的排锯都采用全金属结构的立柱。
2.5排锯的其他机构
排锯的其他机构和部件包括荒料车、摆渡车,电控系统,冷却水喷淋机构,防护系统和基础等部分。
2.5.1排锯冷却水喷淋机构
与砂锯的砂浆喷淋机构相比,排锯的冷却水喷淋机构更简单,只需连续不断地按照一定的流量向锯缝中加入冷却水即可。对排锯冷却水喷淋机构的要求是水量充足,流量可调节,喷洒均匀,喷淋器容易清洗。锯框升降式排锯的喷淋器一般固定在排锯框架最顶部;荒料升降式排锯的喷淋器高于锯机框架,以保证荒料升至最高位置,喷淋器不会与荒料干涉;锯机框架移动的中小型排锯,其喷淋器固定安装在移动机架的上方,不随机架往复运动。为了降低水处理成本,排锯用冷却水的纯净度要求可适当低于连续磨抛机,但杂质过多的冷却水会增加金刚石刀齿的损耗。
2.5.2排锯的荒料车和摆渡车
排锯荒料车的主要功能是放置和运送荒料,大型排锯安装荒料的最大体积大约是12~15 m3 ,重量可达40吨。摆渡车用于排锯与荒料堆场龙门吊车作业范围之内荒料车的转运。荒料车和摆渡车都属于特殊的重载运输车辆。
2.5.2.1荒料车的结构
除支承荒料自身的重量外,荒料车还要承受锯条对荒料的锯切进给压力。荒料车体一般都用钢轨,型钢和钢板焊接而成,排锯用荒料车一般安装四个车轮。牵引式荒料车只在老式传统排锯中使用,现代排锯都采用自带驱动系统的自行式运动方式。多数大型排锯都采用荒料车从锯机端部进入方式,也有从侧面进入荒料的结构形式;中小型排锯的荒料车都从锯机的侧面进入。
荒料车两个侧面安装防护架,用于锯切后荒料边皮侧向倾翻时的支承。荒料升降式排锯,最稳定可靠的定位方式是在荒料车与摆渡车之间采用多齿啮合方式固定。锯框升降进给方式的排锯,荒料车直接进入排锯锯框下方,使用导轨机械定位块卡紧荒料车即可满足要求。早期使用木屑卡紧荒料车的固定方式,荒料车固定效果比较差,只在一些简易排锯中使用。
2.5.2.2摆渡车的结构
与砂锯摆渡车不同的是,排锯摆渡车一般不带卷扬机,其结构与荒料车基本相同,只是在车体表面安装两根导轨用于导引荒料车的进出,运动方向与荒料车呈90度直角。摆渡车台面导轨的尺寸、轨距与荒料车的行走导轨和车轮参数相匹配。
2.5.3排锯的常规电控系统
  排锯电控系统的控制对象是锯机中的所有电机,有主电机、快速升降电机、进给电机、水泵电机、液压张紧系统泵站电机、润滑油泵电机、荒料车和摆渡车驱动电机,以及自动工作循环系统控制。通常可分成主机电控系统、中心控制系统、料车控制系统和液压张紧控制系统。
  中心控制是一套完整的锯切自动控制和安全保障系统,通常采用PLC可编程序控制器作为主控制系统的主体。  
2.5.4排锯最新电控系统
大理石框架锯机通常使用PLC可编程序控制系统。意大利BM公司开发出一种使用计算机管理控制的排锯控制系统,经过在BM80/800BM40等荒料升降、锯条平移式大理石排锯上使用,取得了理想的效果。
该系统包括计算机系统、排锯专用程序、彩色显示屏幕和触摸输入键盘等部分。具有加工参数选择、输入、修订、显示,自动控制进给速度,故障检测、显示,存储工艺参数,记录工作情况,打印输出等功能,每种状态都有对应的图形或表格显示界面。
2.5.4.1整机工作状态显示
除在彩色屏幕上显示排锯运动状态的图形外,该机还有专用的图框显示进给速度、锯条每分钟往复行程次数、水压、当前实际功率消耗、安全护栏等保护装置关闭情况、荒料总高度、已锯切荒料的高度、加工荒料品种、日期等参数。操作者可以直观了解锯机当前的加工状态。
通过界面转换,操作者可以看到以直线、曲线或直方图直观显示锯机的另外一些工作状态。曲线越平直,表示运动越平稳,如果曲线波动很大,说明相对应的工艺参数设置不合理;比较曲线越接近,说明锯机实际工作状态越接近所设定状态的最佳值。这些曲线为操作者判断所设置工艺参数的合理性,提供了直观、科学的依据,并可以随时调整锯机,使其始终工作在最佳状态。
2.5.4.2不同加工阶段工艺参数显示
新型计算机控制系统可以根据加工荒料的数量,设定锯切进给初始、正常和最终三个阶段的数量、工艺参数。可以设定第一、三两个阶段的进给速度值是固定不变的,而在正常进给阶段的速度,可以由计算机系统根据锯条往复运动次数自动控制、自动调节于最佳状态值。所设定每一个阶段的工艺参数都可显示在屏幕上,每个切割阶段的高度会以直方立体图形显示出来,同时可以显示当前加工高度,便于观察比较。
2.5.4.3安全保护和故障监测、显示功能
该机在许多部位增加了传感器,使系统具有故障检测、自动停机、显示故障原因等功能。只要出现危及设备运行或操作者人身安全的因素和故障,主飞轮在液压制动系统控制下,几秒钟内停止运转,故障原因直接显示在屏幕上,操作者可以根据指示,迅速排除故障。
2.5.4.4辅助管理功能
该计算机系统还增加了许多生产、行政管理功能。可以记录每块荒料名称、材质、编号、尺寸,每个切割阶段的进给速度、高度,加工日期、开始加工、结束加工的时间等工艺参数,并按工艺卡片的形式显示在屏幕上。可储存于计算机内,随时调用查询。
这套排锯用计算机控制系统是目前最先进的大理石排锯控制系统之一,它使科学、合理地设置锯机加工工艺参数成为可能,可对以往凭经验设置的工艺参数进行科学地验证,使大理石排锯控制向系统智能化控制迈进了新的一步。
2.5.5排锯的防护和辅助装置
现代排锯还配备防止切屑和冷却水飞溅、防噪音的防护保护装置;用于攀爬到锯机顶部,观察锯机工作状态的楼梯和顶部的通道、安全扶手等装置;飞轮和连杆的防护栏等装置。
2.5.6排锯的基础
与其它石材机械相比,排锯基础的特点是承受很大的锯切力和锯框往复运动冲击振动力。因此要求排锯的基础最好是建在坚实的岩层上,这样不需要基础垫层,否则要用块石、拳石和碎石铺垫并灌注混凝土后,才能施工。
2.5.6.1排锯基础设计要求
  在设计排锯基础时,必须考虑其具有足够的强度。锯机的基础要配以足够直径和密度的纵向、横向、且交点相互焊接结合的立体钢筋网络,严格按照设计要求施工。  
2.5.6.2荒料车基础设计要求
  无论采用哪种进给方式,荒料车或料车升降平台的下部及锯机周围的地面应尽量做成坡形,少留平面,以利于冷却水和切屑的回流和排出。
  使用多台排锯的生产线,在设计荒料车、摆渡车的基础时,应按照实际场地,采用最简洁实用的工艺循环路径。
2.6其他结构的排锯
除了上述锯条水平运动的排锯外,垂直排锯是使用最多的其他结构排锯。目前在世界各地曾使用过的垂直锯有意大利BRETON公司生产装有50根金刚石锯条、专为加工人造石而设计的垂直排锯;原意大利MORDENTI公司生产的NVD60型垂直排锯,德国CM公司生产的VGS型垂直排锯,意大利BM公司生产的PANDA 650型垂直排锯,比利时HANUISE公司生产、用于加工花岗石、装有一根X型金刚石锯条的NORD1AX型垂直排锯。
2.6.1垂直排锯的特点
  垂直排锯锯框往复运动频率与行程的乘积达到60000~72000次·mm/min,属于快速锯机,除加工各种硬度大理石外,还可用来加工较软的花岗石。
  由于锯机的运动部件都安装在地下,所以整个设备占地面积减很小。NVD60型垂直锯占地面积为10.5×3.7=38.85?,是同等数量锯条的水平排锯占地面积15.3×5=76.5?的一半,如果计算取消荒料车和摆渡车节省的占地面积,垂直锯的占地面积将会更小。
  除了可在厂房内安装外,垂直锯还可以在荒料堆场附近露天安装,这时只需在控制台处盖一个简易防雨棚,保护控制台和操作人员不被日晒雨淋即可,可节省厂房建设的投资。
  因为垂直排锯的主动力及曲柄连杆机构均在地下,露在地上的部分只有机架、锯框和工作台,所以,与水平锯相比,垂直锯在工作时,对操作者和其他人员来说要安全的多。传动部分的噪音在地下室里被吸收,工作场地的噪音也比水平锯小得多。
    在锯切加工内在裂隙很多的荒料时,锯好的板材经常会断落。使用垂直排锯加工时,在重力的作用下,断落的板材只能从垂直锯缝掉到另一边的工作台上,不会卡在锯缝中而危及锯机的安全;使用水平锯加工这类荒料,会出现损坏锯条或锯机的事故。
如果大部分荒料的高度都超过1m,只有极少数荒料高度较低,可将两块荒料上下叠放进行锯切,荒料之间加木楔固定。在国外有许多工厂都曾使用过这种方法加工,均取得满意的效果。
使用水平排锯加工二或三块高度不同、并排放置的荒料时,要经过两到三个初始低速进给阶段;使用垂直排锯只需经过一个初始阶段即可(只要荒料长度基本相同),这是因为垂直锯是从荒料的端部锯切,与其高度无关。
2.6.2其他结构的垂直排锯
BRETON型锯机是安装50根锯条,用于加工人造石的垂直锯。其主动力机构是装在机架的顶部,主电机与两个主飞轮之间采用一级平胶带传动。
法国PERROT AUBERTIN公司生产的PA型锯机是专门用来加工花岗石厚板的垂直排锯,其锯条运动方向与水平面成约60°夹角。
比利时HANUISE公司生产的NORD1AX型垂直排锯也是用于加工花岗石的,它装有一根X型金刚石锯条。其特殊性在于这根金刚石锯条的前后边均呈X形状,垂直安装在锯框上,锯框围绕一个圆弧中心往复回转运动。
意大利BM公司生产的PANDA型垂直排锯,可切割高650×宽320×长3000mm的长方形石料。对无法生产大量规整荒料的石材矿山十分有用,可利用矿山的大块边角料生产标准的板材。
3 排锯的用途
不同规格大小的排锯有着特定的用途,可根据实际需要选用。
3.1小型排锯用途
安装锯条数量少于10根小的型排锯,专门用于主切面尺寸达到大板规格要求,但厚度尺寸很薄的荒料,也可专门用于50cm以下的薄层矿体开采出荒料的加工。小型排锯主要用于靠近大理石矿山附近的板材加工企业,或直接安装在矿山,专门用于加工开采中的边角荒料,提高荒料利用率。
3.2中型排锯用途
中型排锯安装锯条的数量在10~40根之间,采用荒料车从锯机侧面进入的结构,具有占地面积小,可加工小规格或未经整形的荒料,运行成本低的特点。中型排锯除用于装备中小大理石板材生产企业外,还可用于大型大理石板材企业,与大型排锯配套使用,消化小规格或厚度比较薄的荒料。
3.3大型排锯的用途
    安装40根锯条以上的大型排锯是目前大理石大板生产企业的主要锯切设备,也是荒料成型人造石企业的板材锯切设备。
3.4垂直排锯用途
  垂直锯虽然不象水平锯那样普及,但它在世界各地也拥有众多的用户。从70年代初至今,已有200多台垂直锯在使用。作为一种新型锯机,其用户数量还是很可观的。我国山东青岛华磊石业有限公司曾于1985年进口一台NVD60型垂直锯,用于生产大理石板材加工。
除了用来加工大理石外,垂直锯还可以加工坚硬的石材,象角砾岩、低石英含量花岗岩等。在锯切这类花岗石时,对金刚石锯条的改进固然重要,但与垂直锯能够完全彻底地排屑效果是分不开的。DIAMANT BOART公司曾使用VGS型垂直排锯加工花岗石,锯切进给速度在250~500mm/h之间,加工效率达到9~14?/h,每台锯机年生产花岗石板材7000?。另外,垂直锯在加工厚度10mm的大规格尺寸板材时,除了板材的几何形状能达到要求外,只需7吨左右的锯条张紧力。
目前国内外企业使用最多的是大型大理石排锯,国外中小型排锯也占一定的使用比例,但国内除了个别企业使用了单锯条整形外,几乎未见中小型排锯的使用。
4排锯的发展趋势
国内生产大型大理石排锯的技术水平,与国外的差距很小。国内目前至少有六家企业生产具有国际先进水平、荒料升降进给方式的现代大型排锯;还有几家企业生产锯框升降进给方式的传统排锯。除了采用传统导轨滚轮式平移机构外,有些国产排锯已经采用了国际最先进的流体静压润滑直线导轨机构,以及铰链式直线导轨机构。
垂直排锯问世不过30多年,与具有百年历史的水平排锯相比,仍属于新产品。它之所以能够同水平排锯竞争,能独树一帜地生存下来,生产成本低固然是主要的,但其本身所具有的技术优势和结构的独特性也是很重要的。

 

 
 
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