CN105235074B - 一种锯解硬质石材的进给自适应加工锯机及加工方法 - Google Patents

一种锯解硬质石材的进给自适应加工锯机及加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种锯解硬质石材的进给自适应加工锯机及加工方法,包括主电机、飞轮、主轴、曲柄连杆、悬浮式锯框、铰链导向机构、荒料提升装置、机架和喷淋机构。主电机带动飞轮旋转,带动飞轮主轴上的曲柄连杆机构作平面复合运动,悬浮式锯框同连杆一端相连,在铰链导向机构的作用下往复运动,实现硬质石材的加工;本发明解决了现有框架锯设备不能锯解硬质石材的瓶颈,实现了锯解硬质石材时的自动进给,保障了锯框的寿命和整机的稳定,减少了锯条翻别的可能,不容易出现卡刀现象,延长了工具的使用寿命,降低能耗,达到了节约能耗的目的,保证锯框同时升降,工作运行稳定,提高了锯条承受力与使用寿命,大大降低了生产成本。

Description

一种锯解硬质石材的进给自适应加工锯机及加工方法
技术领域
[0001] 本发明属于石材加工设备技术领域,具体涉及一种锯解硬质石材的进给自适应加工锯机及加工方法。背景技术
[0002] 目前,在硬质石材的加工中,现有设备多使用圆盘锯、砂锯或者金刚石串珠锯。
[0003] 圆盘锯加工效率较高,加工成本低,但是加工锯缝宽度大,有效切割宽度只能达到圆锯片直径的30〜35%,适用于窄幅面板材锯解,而且圆盘锯高速度的锯解使噪声和空气中扬尘等污染无法避免,严重危害操作工人身体健康。
[0004] 砂锯设备体积庞大,一次性加工板材数量多,但是加工锯缝大,锯解后的毛板表面粗糙,表面平整度超过1mm,加工效率低,加工成本高;砂锯加工过程噪音、尘雾大,消耗大量的钢砂和石灰,加工后产生大量的废钢砂浆,对环境污染严重,正逐步被淘汰。
[0005] 金刚石串珠锯加工效率高,但是金刚石串珠绳锯受串珠绳直径限制,锯缝宽度大, 设备价格高,而且对荒料的整齐度要求高,同时串珠绳的高速运动产生大量扬尘污染。
[0006] 由于大理石框架锯设备一次性加工板材数量多,加工幅面广,板材质量好,污染小,加工厂家一直青睐于采用现有的大理石框架锯锯解硬质石材,而当前设备加工硬质石材时会出现锯机运行不稳定,锯条受力过大后,出现跑偏现象,锯条产生偏斜,使得金刚石颗粒不能够及时开刃,导致金刚石颗粒容易脱落,使锯解工具磨损较快、使用寿命低。
[0007] 由于石材属于非均质脆性材料,含有分布不均、长短不一的石英、斜长石以及钾长石等,加工时锯条易出现受力不均的现象,严重时出现锯条跑偏拉断的现象。现有设备不能够根据加工实际情况自动更改进给量,有效保护锯解工具,实现受力大时进给变缓,受力小时进给增大,能够根据加工石材的硬度实现自动进给。
[0008] 为了达到锯解硬质石材如花岗石的目的,应保证金刚石颗粒在锯解过程中能够及时出刃,不使其过度磨损或脱落,保证锯条工具处于良好的加工状态,避免出现翻别现象, 使其根据承受锯解力的情况实现加工过程中的自适应控制。发明内容
[0009] 本发明的目的在于提供一种锯解硬质石材的进给自适应加工锯机及加工方法,该锯机能够在运动过程中根据自身加工受力状态,锯框上下浮动,调控进给电机运行,适应石材的锯解力,解决现有技术下锯解超硬石材(花岗石)过程中由于金刚石刀头不能及时出刃导致的过度磨损脱落、使用寿命短,锯条易跑偏,能耗严重的问题。
[0010] 为了解决以上问题,本发明的解决方案是:
[0011] —种悬浮式锯框,包括悬浮机构组件和锯框主体,锯框主体包括四个边框和安装在边框内部的锯条,所述悬浮机构组件包括至少两个悬浮机构,悬浮机构分别安装在锯框主体相对的两个边框的下端;
[0012] 所述悬浮机构包括同步连接轴和分别固定在同步连接轴两端的两个锯框下固定端,锯框下固定端的一端设置锯框下固定端轴,另一端安装一级缓冲机构,同步连接轴位于锯框下固定端轴和一级缓冲机构之间;
[0013] 锯框下固定端轴和一级缓冲机构均与锯框主体的边框下端固定连接,一级缓冲机构的长度可调。
[0014] 该悬浮式锯框可以保证同步连接轴的高度保持不变,锯框主体的高度上下浮动, 当锯解硬质石材或者进给量过大时,锯框主体可以上下浮动,产生缓冲的作用,使锯条产生缓冲和调整,延长了锯条的使用寿命。
[0015] 优选的,所述悬浮组件包括两个悬浮机构,这两个悬浮机构安装在锯框主体相对的两个边框的下端。两个悬浮机构分别安装在锯框主体相对的两个边框的下端,既可以实现功能要求,又可以使结构简单。
[0016] 优选的,所述一级缓冲机构为液压系统,包依次连接的括蓄能器、油管和液压缸, 所述液压缸的柱塞壳固定在锯框下固定端上,液压缸的柱塞固定在锯框主体的边框的下端。
[0017] 蓄能器能保持油压不变,吸收液压冲击,可消除锯机振动对锯条产生影响。
[0018] 进一步优选的,所述锯框下固定端上还设置有二级缓冲机构,二级缓冲机构与一级缓冲机构设置于锯框下固定端的同一侧,包括螺栓、弹簧和双螺母,所述螺栓从上往下穿过所述锯框下固定端,弹簧套合在螺栓位于锯框下固定端下方的部位上,双螺母套合在螺栓的末端,对弹簧起到固定的作用。
[0019] 二级缓冲机构作为一个保护机构,可以防止一级缓冲机构的蓄能器出现漏油现象后对设备造成损害。
[0020] 优选的,锯框下固定端轴和一级缓冲机构的连线与所述同步连接轴垂直。[0021 ] —种锯解硬质石材的进给自适应加工锯机,包括机架、主电机、往复式运动机构、 上述悬浮式锯框、直线导向机构和荒料提升装置,上述各个部件均安装在机架上;主电机通过往复式运动机构与悬浮式锯框连接,悬浮式锯框的同步连接轴与所述直线导向机构活动连接,所述荒料提升装置安装在悬浮式锯框的下端;
[0022] 悬浮式锯框的边框外侧设置感应端片,机架上安装有与所述感应端片配合的传感器,所述传感器与控制系统连接,控制系统与荒料提升装置的动力源连接。
[0023] 优选的,所述往复式运动机构包括飞轮和曲柄连杆,飞轮与所述主电机连接,曲柄连杆与所述飞轮连接。
[0024] 优选的,所述直线导向机构为四组铰链导向机构,四组铰链导向机构分别安装在锯框主体下端的四个角上,每组铰链导向机构包括摆动体、上连杆和下连杆,上连杆的上端和下连杆的下端均与机架铰接,上连杆的下端和下连杆的上端均与摆动体铰接,所述摆动体通过连接件与所述同步连接轴连接。
[0025] 铰链导向机构的摆动体更方便与悬浮机构进行结合。
[0026] 进一步优选的,所述连接件为摆动体中心轴。
[0027] 优选的,所述锯机还包括喷淋机构,喷淋机构位于锯框主体的上端。喷淋机构对锯条进行及时冷却,防止金刚石高温失效。[〇〇28]优选的,所述荒料提升装置包括荒料支撑板和安装在荒料支撑板两侧的丝杠驱动机构。
[0029] 利用上述锯解硬质石材的进给自适应加工锯机进行石材加工的方法,包括如下步骤:
[0030] 当锯解硬质石材或者进给量过大时,锯条负荷增大,锯框主体向上运动,当锯框主体边框外侧的感应端片触碰到机架上的传感器时,控制系统接收信号,控制荒料提升装置停止进给,此时荒料静止,锯框主体继续往复运动,直到切掉冗余的石材,荒料继续向上进给,直到锯切完成。
[0031] 本发明的工作原理为:
[0032] 悬浮机构通过锯框下固定端轴固定在锯框主体的边框上,以A点表示;悬浮机构的同步连接轴同直线导向机构配合,其位置由直线导向机构确定,以B点表示,由于直线导向机构的高度不发生变化,所以B点的高度不发生变化;一级缓冲机构(液压缸)的长度可调, 以C点(液压缸的柱塞为C1,柱塞壳为C2)表示。当锯解硬质石材或者进给量过大时,锯条负荷增大,锯框主体会产生向上运动的趋势,液压缸的柱塞C1会伸长,同时柱塞壳C2会下降, 两者的同时作用使得A点向上升,整个锯框主体向上移动,当锯框主体边框外侧的感应端片碰到机架上端的传感器时,控制系统接收信号,荒料提升装置的进给电机停止转动,荒料静止不动,此时锯框主体继续作往复运动,直到切掉冗余的石材,控制系统接收信号,控制荒料提升装置进给电机重新运转,荒料向上提升,锯机正常工作,直到将荒料锯切完成。[〇〇33]本发明的有益效果为:[〇〇34] 1)解决了现有框架锯设备不能锯解硬质石材的瓶颈,实现了锯解硬质石材时的自动进给,保障了锯框主体的寿命和整机的稳定,利于金刚石颗粒的开刃,实现对硬质石材的切割。
[0035] 2)本发明的悬浮式锯框可以减少锯条跑偏的可能,不容易出现卡刀现象,延长了工具的使用寿命,降低能耗,达到了节约能耗的目的。[〇〇36] 3)本发明的悬浮机构结构简单,而且能保证锯框主体同时升降,工作运行稳定,提高了锯条承受力与使用寿命,大大降低了生产成本。附图说明[〇〇37]图1为本发明的锯机的主视图;
[0038] 图2为本发明的悬浮式锯框的主视图;
[0039] 图3为本发明的悬浮式锯框的俯视图;
[0040] 图4为本发明的悬浮式锯框的仰视图;[0041 ]图5为本发明的悬浮机构的轴测图;[〇〇42]图6为本发明的悬浮机构运行原理图。[〇〇43] 其中,1、主电机,2、飞轮,3、主轴,4、曲柄连杆,5、悬浮式锯框,6、铰链导向机构,7、 荒料提升装置,8、机架,9、喷淋机构,61、上连杆,62、下连杆,63、摆动体,64、摆动体中心轴, 511、锯框下固定端,512、锯框下固定端轴,513、蓄能器,514、悬浮机构,515、悬浮体中心轴, 516、一级缓冲机构,5161、液压缸,5162、分油器,5163、油管,5164、油压显示器,517、二级缓冲机构,5171、螺栓,5172、弹簧,5173、双螺母,518、联轴器,519、同步连接轴,521、前端框, 522、后端框、5221、感应端片,523、边框。具体实施方式
[0044] 为了进一步解释本发明的技术方案,下面结合附图和具体实施例来对本发明进行详细阐述。
[0045] 如图1所示,本发明涉及的一种锯解硬质石材的进给自适应加工锯机,包括主电机 1、飞轮2、主轴3、曲柄连杆4、悬浮式锯框(锯框和金刚石锯条)5、铰链导向机构6、荒料提升装置7、机架8和喷淋机构9,主电机1带动飞轮2旋转,带动飞轮主轴3上的曲柄连杆机构4作平面复合运动,悬浮式锯框5同连杆一端相连,在铰链导向机构6的作用下往复运动,实现硬质石材的加工;所述铰链导向机构6固定在机架8上,包括摆动体63、上连杆61、下连杆62和摆动体中心轴64。其中上连杆61的上端和下连杆62的下端分别与机架8铰接,上连杆61的下端和下连杆62的上端分别与摆动体63相连;摆动体中心轴64则是一端枢接于悬浮式锯框5 的悬浮机构514,另一端和摆动体63铰接配合在一起。所述悬浮式锯框5包括悬浮机构514和锯框主体;所述喷淋机构9要保证充足的水量,所述荒料提升装置通过丝杠向上提升。
[0046] 如图2和图5所示,所述悬浮机构组件包括锯框下固定端511、锯框下固定端轴512、 蓄能器513、悬浮机构514、悬浮体中心轴(摆动体中心轴)515、一级缓冲机构516、二级缓冲机构517、联轴器518和同步连接轴519。所述一级缓冲机构516,由蓄能器513、分油器5162、 油管5163、油压显示器5164和液压缸5161组成,所述二级缓冲机构517作为安全保护装置, 由螺栓5171、弹簧5172和双螺母5173组成。
[0047] 如图2、图3和图4所示,锯框主体包括前端框521、后端框522和两个边框523,前端框521安装有液压张紧器,用以张紧锯条,所述后端框522同连杆相连,所述边框由四块钢板焊接而成,用以固定前后端框,形成框架结构。
[0048] 如图1所示,所述铰链导向机构6—共有四组,分别安装在与悬浮式锯框5铰接的四个角上;铰链导向机构6的摆动体中心轴64,一端同铰链导向机构6配合,另一端安装在悬浮机构514上。所述后端框522侧面有感应端片5221,机架8安装有力感应传感器,所述一级缓冲机构516通过螺栓固定在悬浮机构主体514上;所述同步连接轴519通过联轴器518连接左右两个悬浮体中心轴515,保证两个悬浮机构514同时升降,利于悬浮式锯框5的平稳运行。
[0049] 锯机加工进给自适应的工作方法,其特征在于:
[0050] 如图5和图6所示,悬浮机构514通过锯框下固定端轴512固定在锯框主体的边框上,以A点表示;悬浮机构514中心轴同铰链导向机构6通过轴承配合,其位置由铰链导向机构6确定,以B点表示;液压缸作为可调机构,以C点(液压缸的柱塞为C1,柱塞壳为C2)表示。 铰链式导向机构保证了锯框的直线运动,悬浮体中心轴固定在导向机构上,其位置在竖直方向上保持不变。当锯解硬质石材或者进给量过大时,锯条负荷增大,锯框会产生向上运动的趋势,液压缸的柱塞C1会伸长同时柱塞壳C2会下降,两者的同时作用使得A点向上升,整个锯框主体向上移,当后端框522的感应端片5221触碰到机架8上端的力传感器时,控制系统接收信号,荒料提升装置的进给电机停止转动,荒料静止不动,此时锯框主体继续作往复运动,直到切掉冗余的石材,控制系统接收信号,荒料提升装置的进给电机重新运转,荒料向上提升,锯机正常工作。[〇〇51]上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述,但并非对本发明保护范围的限制,所属领域技术人员应该明白,在本发明的技术方案的基础上,本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (8)

1.一种悬浮式锯框,其特征在于:包括悬浮机构组件和锯框主体,锯框主体包括四个边 框和安装在边框内部的锯条,所述悬浮机构组件包括至少两个悬浮机构,悬浮机构分别安 装在锯框主体相对的两个边框的下端;所述悬浮机构包括同步连接轴和分别固定在同步连接轴两端的两个锯框下固定端,锯 框下固定端的一端设置锯框下固定端轴,另一端安装一级缓冲机构,同步连接轴位于锯框 下固定端轴和一级缓冲机构之间;锯框下固定端轴和一级缓冲机构均与锯框主体的边框下端固定连接,一级缓冲机构的 长度可调;所述悬浮机构组件包括两个悬浮机构,这两个悬浮机构安装在锯框主体相对的两个边 框的下端;锯框下固定端轴和一级缓冲机构的连线与所述同步连接轴垂直。
2.根据权利要求1所述的悬浮式锯框,其特征在于:所述一级缓冲机构为液压系统,包 括依次连接的蓄能器、油管和液压缸,所述液压缸的柱塞壳固定在锯框下固定端上,液压缸 的柱塞固定在锯框主体的边框的下端。
3.根据权利要求1所述的悬浮式锯框,其特征在于:所述锯框下固定端上还设置有二级 缓冲机构,二级缓冲机构与一级缓冲机构设置于锯框下固定端的同一侧,包括螺栓、弹簧和 双螺母,所述螺栓从上往下穿过所述锯框下固定端,弹簧套合在螺栓位于锯框下固定端下 方的部位上,双螺母套合在螺栓的末端,对弹簧起到固定的作用。
4.一种锯解硬质石材的进给自适应加工锯机,其特征在于:包括机架、主电机、往复式 运动机构、权利要求1-3任一所述的悬浮式锯框、直线导向机构和荒料提升装置,上述各个 部件均安装在机架上;主电机通过往复式运动机构与悬浮式锯框连接,悬浮式锯框的同步 连接轴与所述直线导向机构活动连接,所述荒料提升装置安装在悬浮式锯框的下端;悬浮式锯框的边框外侧设置感应端片,机架上安装有与所述感应端片配合的传感器, 所述传感器与控制系统连接,控制系统与荒料提升装置的动力源连接。
5.根据权利要求4所述的锯机,其特征在于:所述往复式运动机构包括飞轮和曲柄连 杆,飞轮与所述主电机连接,曲柄连杆与所述飞轮连接。
6.根据权利要求5所述的锯机,其特征在于:所述直线导向机构为四组铰链导向机构, 四组铰链导向机构分别安装在锯框主体下端的四个角上,每组铰链导向机构包括摆动体、 上连杆和下连杆,上连杆的上端和下连杆的下端均与机架铰接,上连杆的下端和下连杆的 上端均与摆动体铰接,所述摆动体通过连接件与所述同步连接轴连接。
7.根据权利要求4所述的锯机,其特征在于:所述荒料提升装置包括荒料支撑板和安 装在荒料支撑板两侧的丝杠驱动机构。
8.利用权利要求4所述锯解硬质石材的进给自适应加工锯机进行石材加工的方法,包 括如下步骤:当锯解硬质石材或者进给量过大时,锯条负荷增大,锯框主体向上运动,当锯框主体边 框外侧的感应端片触碰到机架上的传感器时,控制系统接收信号,控制荒料提升装置停止 进给,此时荒料静止,锯框主体继续往复运动,直到切掉冗余的石材,荒料继续向上进给,直 到据切完成。
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