CN209566352U - 一种金刚石锯条摆动式石材排锯机 - Google Patents

Abstract

一种金刚石锯条摆动式石材排锯机，包括摆动锯框组件、荒料提升进给装置、曲柄连杆驱动装置、辅助装置和机架系统；摆动锯框组件由锯框和摆臂以及金刚石锯条组成；荒料提升进给装置由荒料车和料车升降系统组成；曲柄连杆驱动装置由驱动电机、传动系统、一体式曲轴、轴承座、连杆组件、滑块组成；辅助装置是冷却系统、安全防护系统、操作平台；机架系统则是支撑构架。本实用新型使用小冲程、高转速的曲柄连杆驱动装置和锯框往复摆动的运动方式，有效提高石材排锯机的切割效率，并能满足高硬度的花岗石类石材所需切割的需求，解决了现有技术装备没法使用金刚石锯条加工花岗石板材的问题。具有结构简单，效率高，锯缝小排废少，精度高的优点。

Description

一种金刚石锯条摆动式石材排锯机

技术领域

本实用新型涉及石材加工机械，尤其涉及通过锯切加工石料的排锯机，进一步来说，涉及锯条摆动式石材排锯机。

背景技术

石板材排锯机是用于将石材大块荒料分切成薄板的专用设备。当前以镶嵌金刚石刀齿的锯条为切割工具开发的排锯机采用的技术都是锯框平移式的结构形式，而锯框平移的轨迹是由平直或倾斜的导向轨道等零件组成的导向装置所限制的。装满锯条的锯框在锯框导向装置所控制的方向上往复平移运动，同时伴随着锯条锯切面与石材荒料间的相向运动，来实现对石材荒料的切割。

现有的排锯机切割时，锯条与石料间保持连续接触和受力，在加工较软的大理石类石材时，切削力较小，刀具发热少，刀具寿命长，切割效率高，已得到非常普遍的推广使用。但是在面对较高硬度的花岗石类石材时，所需切削力较大，金刚石刀齿与石料间的切削发热量大，继续采用锯条与石料间保持连续接触和受力的切割方法时，就会有金刚石刀齿发热变质，金刚石颗粒脱落的问题，以致设备无法使用。因此，调整切割方法避免锯条与石料间保持连续接触和受力，同时还要保持较高的切削效率成为了创新研究的方向。

简单的往复运动形式有直线、回转和摆动。现有技术的大理石排锯机采用的是直线式往复运动；而在已基本被市场淘汰的、可锯切较高硬度花岗石类石材的钢砂锯上采用的是摆动式往复运动。但因为钢砂锯是通过往锯缝内加注高硬度钢砂，利用无刀齿的锯条带动钢砂，在与石料接触瞬间的冲击和挤压、研磨，来实现对花岗石的切削，所以需要大摆动弧度和宽锯缝来保证足量的加注钢砂磨料。正因如此，受有效合理的传动件强度等经济和性能指标的约束，限制了其摆动速度不能太快。现有技术钢砂锯锯框摆动频率最大只有65次/min，裁切效率很低。而且其石料锯缝宽度大于7mm，原材料损耗很大。

所以，利用摆式钢砂锯锯框瞬间接触的切割原理来减轻刀具发热，利用大理石排锯机金刚石锯条的锋利刀齿和较薄锯条来减小锯缝宽度，并通过提高转速、适当增加金刚石刀具强度等方法，以提高切割效率，即成为金刚石锯条用于锯切花岗石类硬质石材块料的有效方案之一。

中国专利数据库中涉及石料排锯机的专利申请件有2007200073826号《一种石材排锯机》、2011203498650号《丝杆提升装置及石材排锯机》、2011102427258号《石材排锯机》、201220338383X号《铰链调节的水平下降式石材排锯机》、2016212229815号《一种石材排锯机》等。这些专利技术都不能解决用金刚石锯条锯切花岗石类硬质石材块料的问题。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种金刚石锯条摆动式石材排锯机，利用快速往复摆动的金刚石锯条对石材块料进行切割，以解决现有技术排锯机不能切割花岗石类高硬度石材的问题。

发明人提供的金刚石锯条摆动式石材排锯机，包括摆动锯框组件、荒料提升进给装置、曲柄连杆驱动装置、辅助装置和机架系统5大部分；摆动锯框组件又由锯框和摆臂以及金刚石锯条组成；荒料提升进给装置又由荒料车和料车升降系统组成；曲柄连杆驱动装置又由驱动电机、传动系统、一体式曲轴、轴承座、连杆组件、滑块组成；辅助装置又包括冷却系统、安全防护系统、操作平台；机架系统则是支撑摆动锯框组件和荒料提升进给装置以及辅助装置的构架；

所述摆动锯框组件中由锯框和摆臂组成的摆动锯框采用梯形连杆摆臂结构，安装在机架之中；金刚石锯条安装于锯框内，由曲柄连杆驱动装置驱动；

所述荒料提升进给装置中的荒料车和料车升降系统均安装在机架内，荒料车位于料车升降系统之上，用于承托石料，由驱动装置驱动；

所述曲柄连杆驱动装置中，驱动电机通过皮带连接传动系统，传动系统通过传动带轮与一体式曲轴连接，一体式曲轴具有偏心结构，用轴承座支撑其旋转，一体式曲轴又连接连杆组件和滑块，将旋转运动转化为往复运动；

所述辅助装置中，冷却系统是一套冷却水管和喷头，用于喷淋冷却水对锯条冷却，同时冲刷锯缝内的料渣；安全防护系统是一套安装于控制箱中的集成电路及其运行软件，在它的控制下，实现各驱动电机的运转、停止、运行顺序、异常动作保护、过载保护、各行程控制，自动运行程序功能；操作平台是供操作人员行走的平台。

上述摆动锯框采用梯形连杆摆臂结构，回转轴中心距B与摆动导轴中心距A可以相等，也可以不相等。

上述梯形连杆摆臂结构的摆臂长度远大于所述曲柄连杆驱动装置的回转半径。

本实用新型的金刚石锯条摆动式石材排锯机的使用方法及原理是：驱动电机通过传动系统带动一体式曲轴旋转，通过一体式曲轴的偏心结构，将旋转运动转化为连杆组件末端的滑块的往复运动，在摆臂的铰接支撑辅助下，实现锯框的往复摆动；荒料提升装置在另一驱动系统作用下，沿竖直方向上升送料进给，当石材荒料穿过所述摆动锯框时，锯框内平行排列的多组金刚石锯条即将石材块料分切成设定厚度的薄板。

本实用新型使用小冲程、高转速的曲柄连杆驱动装置和锯框往复摆动的运动方式，有效提高石材排锯机的切割效率，并能满足高硬度的花岗石类石材所需的微量进给、高频切割的需求，解决了现有技术装备没法使用金刚石锯条加工花岗石板材的问题。具有结构简单，效率高，锯缝小排废少，精度高的优点。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。

图1为现有大理石排锯机结构原理示意图，图2为现有花岗石钢砂锯结构原理示意图，图3为本实用新型金刚石锯条摆动式石材排锯机结构原理示意图，图4为本实用新型金刚石锯条摆动式石材排锯机结构左视图，图5为本实用新型金刚石锯条摆动式石材排锯机摆动锯框结构原理图。

图中：1为驱动电机，2为皮带传动系统，6为一体式曲轴，7为轴承座，8为连杆组件，9为滑块,11为锯框，12为石材荒料，13为摆臂，16为荒料车，17为料车升降系统，18为冷却系统，19为机架系统。

现有技术如图1所示，其主体结构包括驱动电机1、皮带传动系统2、回转轴3、曲柄4、曲柄轴5、轴承座7、连杆组件8、滑块9、导向装置10、锯框11。驱动电机1，通过皮带传动系统2，带动回转轴3旋转，通过曲柄4和曲柄轴5，将回转轴3的旋转运动转化为连杆组件8末端的滑块9的往复运动，在导向装置10的定向辅助下，实现锯框11直线往复运动。轴承座7作为回转轴3的旋转支撑，用于承受连杆组件8和锯框11往复运动做功时产生的巨大冲击力。当锯框11速度达到曲柄轴5偏心转动圆周线速度时，其动能最大而加速度最小，冲击力也最小，此时获得最理想的切割速度；当锯框11运行到左、右极限位换向时，速度为0，加速度等于曲柄轴5偏心转动的角加速度，此时锯框11的加速度最大，会对连杆组件8产生巨大冲击力。根据F=rω²可知，曲柄轴5转速ω的提高受到曲柄连杆机构所能承受最大冲击力F的限制。现有技术的曲柄轴5转速大多只能达到80～90ｒ/min，限制了石材排锯机切分效率的提升；同时因安装于锯框11内的锯条速度也为0，不会产生切割，所以锯条将受到石料12相向进给所产生的巨大正压力，锯条被迫变形，石料相向进给速度越快，锯条变形量也越多，将导致锯缝歪斜和锯缝变宽，这也限制了石材排锯机锯切效率的提升。

如图2所示，现有花岗石钢砂锯主体结构包括驱动电机1、传动系统2、回转轴3、曲柄4、曲柄轴5、轴承座7、连杆组件8、滑块9、锯框11、摆臂13、锯框升降系统14、撒浆系统15、荒料车16。驱动电机1通过传动系统2带动回转轴3旋转，通过曲柄4和曲柄轴5将回转轴3的旋转运动转化为连杆组件8末端的滑块9的往复运动，在摆臂13的铰接支撑辅助下，实现锯框11的往复摆动。轴承座7作为回转轴3的旋转支撑，用于承受连杆组件8和锯框11往复运动做功时所产生的巨大冲击力。摆动锯框11在锯框升降系统14的带动下，同时沿锯框升降系统14的4根竖直立柱丝杆作下降进给运动。荒料车16装载了待加工石料12，置于锯框11的正下方，在锯框11往复摆动和持续下降的过程中，锯框11内的锯条与石料发生摩擦接触和磨削，利用撒浆系统15持续喷洒的、混合有高硬度钢砂的砂浆作为磨料来提高磨削效率。在摆动锯框11摆动到最高点时，砂浆恰好能渗入锯缝内，锯框再次摆动到最低点时，锯条即带动钢砂对石料进行强制摩擦磨削，从而实现对高硬度石材的锯切加工。由于要保证钢砂充分进入锯缝，所以锯框11的摆动高度至少要达到50mm以上，且锯缝宽度要达到6mm以上，曲柄轴5的回转半径就不能太低(目前通用为350mm),使回转轴3转速提高受到限制；由于钢砂锯切所需正压力大，又需要足够大的锯缝，锯框11往往设计成30t以上的大质量刚性体，在摆动换向时也会产生巨大冲击力，给回转轴3转速的提升造成限制。现有技术的钢砂锯曲柄连杆系统的转速多为61～65ｒ/min，低转速严重影响了钢砂锯的切割效率。由于效率低、排废量大、投资大、操作复杂，自2010年以后全世界几乎已没有安装钢砂锯的石材企业。

具体实施方式

实施例

本实用新型的一种金刚石锯条摆动式石材排锯机，如图3-5所示，其主体结构包括驱动电机1、传动系统2、一体式曲轴6、轴承座7、连杆组件8、滑块9、锯框11、摆臂13、荒料车16，料车升降系统17，冷却系统18，机架系统19。所述驱动电机1，通过皮带与传动系统2连接带动一体式曲轴6旋转，通过一体式曲轴6的偏心结构，将旋转运动转化为连杆组件8末端的滑块9的往复运动，在摆臂13的铰接支撑辅助下，实现锯框11的往复摆动。由锯框11和摆臂13组成的摆动锯框采用梯形连杆摆臂结构，回转轴中心距B与摆动导轴中心距A可以相等也可以不相等，差距为-100至100mm之间，用以保证左右摆臂同向摆动。轴承座7作为一体式曲轴6的旋转支撑，用于承受连杆组件8和锯框11往复运动做功时所产生的巨大冲击力。一体式曲轴6的回转半径C为200mm，由于回转半径小，使得曲轴6能以150r/min的速度旋转。此速度远高于现有技术大理石排锯据的最高转速（90r/min），也远高于现有技术钢砂锯的转速（65r/min）。摆动锯框11内装满了平行排列的金刚石锯条，在保证适当张紧力条件下，锯条厚度可以尽可能做的更薄，推荐锯条厚度为2～3.5mm。锯框11和摆臂13通过铰接悬挂，实现锯框11往复摆动的运动。摆臂13的长度D远大于所述曲轴6的回转半径C，摆臂13的优先推荐长度D为1000-2000mm，从而减少摆动高度并增加刀齿的切削长度。在锯框11往复摆动的过程中，石材荒料12在荒料车16的承托和料车升降系统17的带动下，垂直向上进给。使其与金刚石锯条形成相对运动，因而实现对石材荒料12的切削。在锯切过程中，冷却系统18提供喷淋冷却水，对锯条冷却同时冲刷锯缝内的料渣。料车升降系统17在驱动系统作用下，可沿竖直方向上升低速送料进给，当石材荒料12穿过摆动锯框11时，锯框11内平行排列的多组金刚石锯条即将石材块料分切成指定厚度的薄板；分切完成后又可在驱动系统作用下，反向向下快速行走退刀，使得分切后的荒料12完全退出摆动锯框11，然后使用吊装设备将切好的板材运送离开料车，即完成一次切割循环。机架系统19用于支撑摆臂13和料车升降系统17，同时也作为冷却水管系统、安全防护系统、操作行走平台等辅助装置的支撑。排锯机在电气系统控制下，实现各驱动电机的运转、停止、运行顺序、异常动作保护、过载保护、各行程控制，自动运行程序等功能。由于本实用新型使用小冲程、高转速的曲柄连杆驱动装置和锯框往复摆动的运动方式，有效提高石材排锯机的切割效率,并能满足高硬度的花岗石类石材所需的微量进给、高频切割的需求，解决了现有技术装备没法使用金刚石锯条加工花岗石板材的问题。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精神和范围。

Claims (3)

1.一种金刚石锯条摆动式石材排锯机，其特征在于该排锯机包括摆动锯框组件、荒料提升进给装置、曲柄连杆驱动装置、辅助装置和机架系统5大部分；摆动锯框组件又由锯框和摆臂以及金刚石锯条组成；荒料提升进给装置又由荒料车和料车升降系统组成；曲柄连杆驱动装置又由驱动电机、传动系统、一体式曲轴、轴承座、连杆组件、滑块组成；辅助装置又包括冷却系统、安全防护系统、操作平台；机架系统则是支撑摆动锯框组件和荒料提升进给装置以及辅助装置的构架；

所述摆动锯框组件中的锯框和摆臂组成摆动锯框采用梯形连杆摆臂结构，安装在机架之中；金刚石锯条安装于锯框内，由曲柄连杆驱动装置驱动；

所述荒料提升进给装置中的荒料车和料车升降系统均安装在机架内，荒料车位于料车升降系统之上，由驱动装置驱动；

所述曲柄连杆驱动装置中，驱动电机通过皮带连接传动系统，传动系统通过传动齿轮与一体式曲轴连接，一体式曲轴具有偏心结构，用轴承座支撑其旋转，一体式曲轴又连接连杆组件和滑块，将旋转运动转化为往复运动；

所述辅助装置中，冷却系统是一套冷却水管和喷头；安全防护系统是一套安装于控制箱中的集成电路；操作平台是操作人员行走的平台。

2.如权利要求1所述的金刚石锯条摆动式石材排锯机，其特征在于所述摆动锯框采用梯形连杆摆臂结构，回转轴中心距与摆动导轴中心距可以相等，也可以不相等。

3.如权利要求1所述的金刚石锯条摆动式石材排锯机，其特征在于所述梯形连杆摆臂结构的摆臂长度远大于所述曲柄连杆驱动装置的回转半径。