金剛石繩鋸機的研發(fā)

金剛石繩鋸機的研發(fā)

中國是世界上最大的石材制造商，占世界經(jīng)濟的第二大趨勢。但我國的石材生產(chǎn)品質(zhì)低、資源利用率低，在世界石材生產(chǎn)市場尚未達到應(yīng)有的地位。石材礦山的開采，主要采用火焰切割解體、風(fēng)鉆解體、炮崩解體及金剛石繩鋸切割解體等方法。其中炮崩解體的工藝最為落后，其石材資源利用率僅為30%左右；而金剛石繩鋸切割代表了世界石材礦山開采的發(fā)展方向，采用金剛石繩鋸進行礦山石材開采，其石材資源的利用率可達80%左右。歐美及部分發(fā)達國家，在石材礦山的開采中已普遍使用金剛石繩鋸進行作業(yè)。中國石材開采業(yè)，僅有極少數(shù)外國公司的樣榜山采用金剛石繩鋸切割，而絕大部分國內(nèi)公司仍然采用以風(fēng)鉆解體，甚至炮崩解體的方式進行礦山開采。其主要原因是：我國對石材資源的控制尚不嚴格，金剛石繩鋸機使用的鋸繩造價較貴。隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，對石材資源的管理控制日趨嚴格，金剛石繩鋸技術(shù)的日益普及使其生產(chǎn)成本迅速降低。我國石材礦山的開采業(yè)即將進入金剛石繩鋸時代。金剛石繩鋸機的研制必將對我國石材礦山業(yè)的開采帶來重大影響。河南黃河旋風(fēng)股份公司擁有多年的石材加工機械的設(shè)計與生產(chǎn)經(jīng)驗，其合資股東——日本聯(lián)合材料公司擁有世界先進水平的金剛石鋸繩生產(chǎn)技術(shù)。為此，公司根據(jù)國內(nèi)市場的發(fā)展需求，找準技術(shù)切入點，在吸收國際發(fā)達國家同類產(chǎn)品設(shè)計生產(chǎn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合中國國情，研發(fā)了適合我國使用現(xiàn)狀的SJ800型金剛石繩鋸機。1總結(jié)構(gòu)布局和主要構(gòu)成1.1石鉆孔設(shè)備繩鋸機包括主機結(jié)構(gòu)、控制系統(tǒng)及附件（巖石鉆孔設(shè)備）。主機結(jié)構(gòu)主要包括繩輪驅(qū)動系統(tǒng)、行走驅(qū)動系統(tǒng)、驅(qū)動繩方向調(diào)整系統(tǒng)及機架和行走導(dǎo)軌等。其結(jié)構(gòu)簡圖如圖1所示。1.2鑒定金剛石鋸繩使用金剛石繩鋸機時，首先需通過鋸繩將被切物體與金剛石繩鋸機連接在一起。即通過鉆孔設(shè)備鉆通所需切割的巖石或者其它脆硬材料，將鋸繩由所鉆孔穿繞(切割獨立的石材時，將鋸繩環(huán)繞過石材即可)，采用專用連接套將金剛石繩連接成環(huán)，形成封閉鋸環(huán)后，安裝在鋸機的驅(qū)動繩輪上。鋸機的驅(qū)動繩輪驅(qū)動包裹有金剛石串珠的鋸繩沿被切物體的表面進行相對運動,實施對被切物體的切割。圖2為鋸繩結(jié)構(gòu)簡圖。在主機結(jié)構(gòu)中(參見圖1)，主電機21與驅(qū)動繩輪8直接固聯(lián)，通過法蘭結(jié)構(gòu)7安裝在回轉(zhuǎn)軸3上?；剞D(zhuǎn)軸支承在機架4上。安裝在機架上的蝸輪蝸桿減速器1驅(qū)動回轉(zhuǎn)軸360°方向任意旋轉(zhuǎn)，以實現(xiàn)金剛石鋸繩方向的調(diào)整。整個機架由導(dǎo)向輪19支撐，可沿固定在地面的導(dǎo)軌18運動，以改變整個主機的位置，使金剛石鋸繩處于適時張緊狀態(tài)，以完成其進給動作。該進給動作由進給電機和擺線針輪減速器20、鏈傳動系統(tǒng)11和12等完成。1.3具體參數(shù)SJ800型金剛石繩鋸機主要技術(shù)參數(shù)見表1。1.4切割工藝向智能化發(fā)展(1)該機采用目前世界上先進的技術(shù)制造，適用于花崗巖、大理石等各種礦山及大型橋梁和高層建筑的分離拆遷。(2)采用日本先進的自控變頻裝置，全自動切割控制，切割速度快，操作安全簡便。(3)可根據(jù)切割需要，360°旋轉(zhuǎn)切割裝置，完成水平、垂直、傾斜三種方向切割作業(yè)之工藝目的。(4)可根據(jù)不同被切割材料的特點，采用不同線速度作業(yè)。(5)行走張緊采用導(dǎo)向軌結(jié)構(gòu)，保證被鋸切材料的切割表面的直線性。(6)可二人多機操作，作業(yè)效率比傳統(tǒng)開采工藝大幅度提高。(7)資源損耗極低，荒料出材率比傳統(tǒng)工藝出材率可提高50%以上，綜合開采成本可大幅度降低，利潤空間明顯擴大。2結(jié)構(gòu)設(shè)計的技術(shù)關(guān)鍵2.1驅(qū)動輪及電機軸的加工為縮短驅(qū)動鏈，降低生產(chǎn)成本，選用電機直聯(lián)驅(qū)動輪的方式。為延長金剛石的使用壽命，選擇較大直徑的驅(qū)動輪，驅(qū)動輪表面采用高性能的橡膠包裹。為減小振動，驅(qū)動輪采用鋁合金材料經(jīng)精密壓鑄成型，并經(jīng)嚴格平衡。為減小電機軸的軸向竄動及徑向跳動，電機軸承選用進口的高精度軸承。為適應(yīng)不同硬度石材的切割速度及效率的變化需要，采用變頻調(diào)速技術(shù)控制電機的轉(zhuǎn)速。2.2利用電機加鏈傳動驅(qū)動行走驅(qū)動系統(tǒng)必須保證金剛石繩鋸處于適時的張緊狀態(tài)，即能實現(xiàn)微小位移的驅(qū)動調(diào)整。在設(shè)計中采用電機直聯(lián)擺線針輪減速器加鏈傳動的方式驅(qū)動繩鋸機沿直線導(dǎo)輪運動。電機的調(diào)速采用變頻調(diào)速技術(shù)，以適應(yīng)微小位移變化的需求。2.3回轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)測回轉(zhuǎn)為適應(yīng)金剛石繩鋸可在任意方向切割的需要，金剛石繩驅(qū)動輪的方向應(yīng)可在360°范圍內(nèi)回轉(zhuǎn)，并能在任何位置鎖定。設(shè)計采用將繩輪驅(qū)動系統(tǒng)與回轉(zhuǎn)軸固聯(lián)、回轉(zhuǎn)軸支承在機架上、回轉(zhuǎn)軸與蝸輪蝸桿變速器直接的結(jié)構(gòu)，利用特殊外型設(shè)計的蝸輪蝸桿的大減速比及蝸桿傳動的自鎖特性，可輕松實現(xiàn)位置調(diào)整及鎖定。2.4軌道設(shè)計為提高行走系統(tǒng)工作的直線性，確保鋸繩切割后，被切體表面的直順性滿足要求，設(shè)計采用直線導(dǎo)軌導(dǎo)向，設(shè)備系統(tǒng)安裝在導(dǎo)輪上，使其沿導(dǎo)軌運動。3設(shè)備的使用范圍及特點SJ800型金剛石繩鋸機是河南黃河旋風(fēng)股份有限公司、鄭州輕工業(yè)學(xué)院等單位為適應(yīng)我國采石礦山開采的發(fā)展，并配合南水北調(diào)工程所需大量條石，經(jīng)過充分的市場調(diào)研后，開發(fā)的新型鋸石機械產(chǎn)品。該機主要用于礦山采石工程的需求，也可用于其它工程上對脆硬材料的切割，如在房屋拆遷工作及城市改造工程中，對混凝土墻體等的切割、橋梁的切割、文物景點的搬遷切割、水下切割作業(yè)及大型工件的截斷。為提高設(shè)備的生產(chǎn)效率，最大范圍的延展設(shè)備的使用范圍，使其適應(yīng)對不同硬度材料的切割需求。該設(shè)備的鋸繩部分的生產(chǎn)引進日本聯(lián)合材料公司的全套技術(shù)及設(shè)